ORC-System der Siemens AG, Bild: Siemens AG

"Mit der ORC-Technologie ermöglichen wir es unseren Kunden, diese Abwärme in Strom umzuwandeln und somit Energie, die ansonsten verloren geht, wirtschaftlich zu nutzen.", sagt Wolfgang Klink, Leiter der ORC-Abteilung bei Siemens Energy. Bild: Siemens AG

Nach Angaben der Bundesregierung könnte bis 2020 der Ausstoß an Treibhausgasen um bis zu 130 Millionen Tonnen gesenkt werden. Mehr als die Hälfte davon umfassen Sparmöglichkeiten von etwa 110 Terrawattstunden an Strom. Deshalb unterstützt die Politik nicht nur Privathaushalte. Auch in der Industrie ist bei der Umstellung auf effizientere Energienutzung noch viel Luft nach oben. Und deutsche Unternehmen wollen in da weiter investieren. Dies hat die Wintererhebung des Energieeffizienz-Indexes EEI ergeben. Die Deutsche Energie Agentur (dena) schätzt das Einsparpotenzial bei der Nutzung industrieller Abwärme sogar auf etwa 450 Petajoule oder 125 Terrawattstunden im Prozesstemperaturbereich ab 60 Grad Celsius. Auch beim VDMA trug man dem Thema mit der Gründung eines VDMA-Energieeffizienz-Netzwerk Rechnung.

Doch was ist ORC?

Das Verfahren setzt auf das bewährte Prinzip der Gewinnung von Energie aus dem Antrieb von Dampfturbinen. Klassisch kommt hier Wasserdampf zum Einsatz. Auch solche Geräte gibt es schon länger auf dem Markt.

Der Unterschied des ORC-Verfahrens liegt in der Wahl des Arbeitsmediums auf organische Flüssigkeiten mit einer niedrigeren Verdampfungstemperatur als Wasser. In diesem thermodynamischen Prozess wird ein Wärmestrom genutzt um das organische Arbeitsmittel zu verdampfen. Durch den Dampf wird folglich eine Expansionsmaschine angetrieben und so Strom erzeugt. Der Prozesskreislauf wird geschlossen, indem das Arbeitsmedium mithilfe eines Kondensators verflüssigt und zurückgeführt wird. Der Vorteil liegt darin, dass so Abwärme genutzt werden kann, die die notwendigen Temperaturen für die Verdampfung von Wasser nicht gewährleisten kann. So kann mittels ORC-Verfahren Strom bei 70 bis 450 Grad Celsius Abwärmetemperatur genutzt werden.

Sowohl in der Politik, als auch in der Wirtschaft hat man das enorme Potenzial so einer Abwärmenutzung erkannt und bietet deshalb umfangreiche Hilfestellung für die Unternehmen, um Energieaufwand zu senken und weitreichende Einsparungen zu heben. So war auf der Internationalen Fachmesse für Abwassertechnik (IFAT) in München beispielsweise Lösungskonzepte verschiedener Hersteller von verschiedenen Herstellern zu sehen.

Lange Zeit waren Organic-Rankine-Cycle-Anlagen in erster Linie bei Geothermieanlagen, Gasturbinen, bei der Feuerungen von Biomasse oder Abluftreinigungsanlagen im Einsatz. Doch nun wird zunehmend auch im Bereich der industriellen Abwärme für den Einsatz solcher Anlagen geworben. Siemens hatte schon 2014 ein ORC-Modul vorgestellt und versprach niedrige Investitionskosten und einen geringen Reperatur- und Wartungsaufwand bei einem Leistungsspektrum bis zwei Megawatt. Eingebaut wurde dort die Dampfturbine SST-060, die schon zuvor in anderen Anlagen erfolgreich eingesetzt worden war.

Auch bei Dürr Cyplan ist man von den Vorteilen der Technologie überzeugt. 2012 hatte man dort den Umwelttechnik-Preis Baden-Württemberg in der Kategorie Energieeffizienz für das KWK-fähige ORC-Modul erhalten. Jochen Fink sagte dazu: „Unser Ziel ist es, mit diesen Anlagen auch das enorme Potenzial industrieller Abwärme zur Stromerzeugung zu erschließen.“

Außerdem bietet die dena ein weitreichendes Angebot an, um Unternehmen dazu zu motivieren, an ihrer Energieeffizienz zu arbeiten. So bietet die Agentur zinsgünstige Darlehen von bis zu 25 Millionen Euro pro Vorhaben. Von dieser Förderung sollen nicht nur große Unternhmen profitieren. Das Angebot richtig sich ebenfalls an kleine und mittelständische Unternehmen und bietet so allen Unternehmensgrößen vom Bundesministerium für Wirtschaft finanzierte Darlehen an. So sollen sich Firmen finden, die auch Pilotprojekte angehen, um die Nutzung aus Abwärme weiter zu verbreiten.