Nutzung industrieller Abwärme

Nachhaltigkeit  •  27.02.2020

#stadtwärme #kooperationen #berlin

 

In einem von Berlins ältesten Unternehmen, der Königlichen Porzellan-Manufaktur Berlin (KPM Berlin), steht nicht nur Porzellan auf dem Produktionsplan, sondern auch klimaschonende Wärme. Durch eine Kooperation mit der Vattenfall Wärme speist die KPM industrielle Abwärme ins Berliner Stadtwärmenetz.
 

Königliche Wärme

Mit Gründung der Manufaktur 1763 durch den Preußenkönig Friedrich II. wurde das kobaltblaue Zepter zum Markenzeichen für handgefertigten Luxus und stilbildendes Design. Heute gehört die KPM Berlin zu den ältesten Porzellan-Manufakturen Europas. Um Energie zu sparen, wurde in der imposanten Ofenhalle am Tiergarten bereits im 19. Jahrhundert Wärme von einem Ofen in den nächsten weitergeleitet. Nun wird an alte Traditionen angeknüpft.
 

Unsere Lösung

Beim Porzellanbrand entstehen Temperaturen bis zu 1.400°C. Früher wurde die dabei entstehende Abwärme nach einer Filterung über einen Schornstein ungenutzt in die Umwelt abgegeben. Seit 2017 liefert die KPM Berlin die Abwärme in das Stadtwärmesystem von Vattenfall. Die vier Brennöfen sind mit einer Wärmerückgewinnungsanlage gekoppelt. Immer, wenn Porzellan produziert wird, erhitzen sie heißes Wasser auf rund 110°C. Das Heizwasser fließt an den Wärmeübertrager der Hausübergabestation und dann als CO2-freie Wärme ins Berliner Stadtwärmesystem.

Alles auf einen Blick

2017

Inbetriebnahme der Abwärmenutzung

1.400 °C

Temperatur beim Porzellanbrand

1.000 kWh

Wärmepotential der Abwärme pro Jahr

Energetische Nutzung von Abwärme

Die Bandbreite nutzbarer Abwärme reicht von Abluft aus Gewerbebetrieben über Kühlwasser aus industriellen Fertigungsprozessen bis zu städtischem Abwasser. Jede geeignete Wärmequelle offenbart besondere technische Herausforderungen.

Grundsätzlich gilt: Je höher die Temperatur der Abwärme ist, desto einfacher lässt diese sich verwerten. Im Idealfall wird sie dort genutzt, wo sie anfällt – entsprechender Wärmebedarf vorausgesetzt. Ist dies nicht möglich, kann sie zum Beispiel als Puffer oder als Reservekapazität für die Wärmebereitstellung gespeichert werden. Liegt die Temperatur der Abwärme bei mindestens 90°C lässt diese sich in Nah- oder Fernwärmenetze einspeisen. Abwärme mit einem Temperaturniveau von über 250°C ermöglicht darüber hinaus Stromerzeugung mittels Dampfprozessen.
 

Heiße Schalen

Mit 10.000 Stück pro Jahr gehört die Porzellan-Currywurstschale der KPM Berlin zu den Bestsellern des Unternehmens. Während des Betriebs der vier Brennöfen, in die jeweils 2.400 Currywurstschalen aus Porzellan passen, fließt die Wärme, die bei dem Brennvorgang entsteht, in die Wärmerückgewinnungsanlage. Dort gibt sie ihre Energie ans Stadtwärmenetz ab. Die Herstellung von drei Porzellan-Currywurstschalen sorgt umgerechnet für eine CO2-neutrale heiße Dusche in Berlin.

Interview

mit Dr. Carsten Glitzky
Technischer Leiter, Königliche Porzellan Manufaktur Berlin (KPM Berlin)

 

Herr Dr. Glitzky, bitte erzählen Sie, wie die Zusammenarbeit mit der Vattenfall Wärme zustande kam?

Vattenfall hat vor einigen Jahren damit begonnen, sich intensiv mit der Nutzung industrieller Abwärme zu beschäftigen und nach Unternehmen gesucht, die in Berlin produzieren. Wir wurden angesprochen, ob wir uns eine Wärmeeinspeisung vorstellen können. Uns war klar, dass es da ein schlummerndes Potenzial gibt. Aber Wärmeversorgung ist nicht unser Kerngeschäft. Wir brauchten einen Partner, um das anzugehen. Daher waren wir für den Anruf sehr dankbar.

 

Wäre denn nicht auch eine Eigennutzung der Wärme denkbar gewesen?

Anfangs haben wir das in Erwägung gezogen. Aber unsere Brennöfen laufen nicht täglich, daher haben wir keine kontinuierliche Wärmeproduktion und hätten weiterhin zusätzlich Stadtwärme benötigt. Die Einspeisung ist für uns die elegantere Lösung und obendrein wirtschaftlich sinnvoller. Wir haben uns für ein Contracting entschieden. Die Steuerung der Haustechnik liegt auf unserer Seite, um die Einspeisung kümmert sich Vattenfall. Mit dieser Arbeitsteilung sind wir sehr zufrieden. Es läuft alles wartungsarm und störungsfrei.

 

Ist das Potenzial für die Wärmeeinspeisung bei der KPM Berlin schon ausgereizt?

Nach dem guten Start in 2017 haben wir uns mit Vattenfall zusammengesetzt und gemeinsam überlegt, wie wir den Wärmeertrag noch erhöhen können. Es entstand die Idee, diese Frage zum Thema einer Masterarbeit zu machen. Das konnte Vattenfall mit einem Studenten der TU Berlin sicherstellen. Im Rahmen der Arbeit wurden unter anderem die Wärmekreisläufe erfasst und bilanziert. Da unsere Öfen mit Temperaturen bis 1.400°C laufen, ist ohnehin ein Abkühlungsprozess mit Wärmetauschern nötig. Dann kommen noch die Wärmetauscher zum Stadtwärmenetz hinzu, an das wir die Wärme mit 110°C abgeben. Bei jedem Wärmetauschschritt gibt es Energieverluste. Die Masterarbeit zeigte auf, wie durch die Verkürzung des Wärmetauschprozesses ein höherer Wirkungsgrad erreicht werden könnte. Die Umsetzung dieses Vorschlags prüfen wir derzeit.
 

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„Abwärme enthält jede Menge Energie. Vattenfall nutzt diese Potenziale mit seinen Partnern immer stärker. Ein wichtiger Baustein, um die Stadtwärme der Zukunft in Berlin fossilfrei zu gestalten.“

 


Rene Wrobel
Leiter Kundenakquisition,
Vattenfall Wärme Berlin AG