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09.01.2023
Wo ein Wille ist
Industrielle Wärme basiert bislang zu einem großen Teil auf der Verbrennung von Erdgas. Das mittelständische Beschichtungsunternehmen Rechtenbacher zeigt, dass die Wärmepumpentechnik auch hier großes Potenzial hat. Wichtig ist dabei ein ganzheitliches Wärmemanagement im Betrieb.
Beste Praxis
Wo ein Wille ist
Industrielle Wärme basiert bislang zu einem großen Teil auf der Verbrennung von Erdgas. Das mittelständische Beschichtungsunternehmen Rechtenbacher zeigt, dass die Wärmepumpentechnik auch hier großes Potenzial hat. Wichtig ist dabei ein ganzheitliches Wärmemanagement im Betrieb.
Den ganzen Tag läuft bei der Albert Rechtenbacher GmbH im schwäbischen Bopfingen die Durchlauflackieranlage. Die Spezialisten auf der Ostalb reinigen zuerst die aus Kunststoff, Magnesium oder Aluminium bestehenden Werkstücke, trocknen und kühlen sie herunter. Es folgen eine Grundierung, der Basislack, der die Farbe gibt, und der Schutzlack, bevor es noch einmal in den Trockner geht. Ganz zum Schluss wird die Abluft entsorgt, die mit Lösungsmitteln versetzt ist.
Als Rechtenbacher eine neue automatische Durchlauflackieranlage benötigte, wollte das Unternehmen eine nachhaltigere Alternative für die bislang auf Erdgas basierende Wärmeerzeugung einsetzen. „Wir haben uns überlegt, wie wir erstens für mehr Energieeffizienz und zweitens für geringere Kosten sorgen können“, begründet Albert Rechtenbacher, der das Unternehmen Mitte der 1990er-Jahre gründete, den Schritt. Der Beschichtungsexperte für Pulver- und Nasslacke beschäftigt rund 70 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und arbeitet neben der Auto- auch für die Medizin- oder Elektrotechnikindustrie oder den Stahl- und Metallbau.
Erster Ansatzpunkt war für Rechtenbacher die Nachbehandlung der lösungsmittelhaltigen Abluft. „Für die thermische Nachverbrennung werden große Mengen Erdgas benötigt. Dabei wird die Luft auf über 700 Grad Celsius erhitzt, um die Schadstoffe zu verbrennen, wie es in unserer Branche üblich ist“, sagt der Unternehmenschef. „Das wollten wir ändern.“ Rechtenbacher wandte sich an die Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH. Das mittelständische Unternehmen mit 25 Beschäftigten konstruierte eine effiziente Abluftreinigungsanlage, die nach einem innovativen Prinzip arbeitet: Die Abluft wird mit Aktivkohlefiltern gereinigt, von denen Simaka zwei eingebaut hat. Sobald einer der Filter mit Schadstoffen angefüllt ist, werden die Lösungsmittel am Wochenende zurückgewonnen und als Spülverdünnung in den Prozessen weiterverwendet. Die Energie für die Regeneration der Aktivkohle wird über Wärmepumpen zurückgeholt.
700 °C
„Die aus der Anlage stammende Abwärme nutzt Rechtenbacher zum Beispiel dafür, um das Wasser zu erwärmen, mit dem die zu lackierenden Teile gereinigt werden“, erläutert Karsten Uitz.
Der Geschäftsführer und Gründer von Simaka hat das Projekt begleitet. Mit dem Ergebnis ist er sehr zufrieden: „Rechtenbacher spart 95 Prozent des vergleichbaren Gasverbrauchs ein und reduziert damit die CO2-Emissionen um rund 300 Tonnen pro Jahr.“ Auch der Kunde ist zufrieden. Wie sich die Ersparnis in Zahlen niederschlägt, kann Albert Rechtenbacher zwar nicht genau sagen. „Wir verarbeiten auch lösungsmittelarme Lacke, deswegen ist eine genaue Berechnung kaum möglich.“ Aber: Die neue große Anlage, die auch mit dem Energy Efficiency Award 2021 der Deutschen Energie-Agentur ausgezeichnet wurde, verbraucht weniger Energie als die kleine Vorgänger-Lackieranlage.
Für Karsten Uitz, der im Jahr 1987 den Beruf des Kälteanlagenbauers erlernte und sich schon damals mit Wärmepumpen beschäftigte, ist die Technologie ein wichtiger Baustein für mehr Energieeffizienz in der Industrie. „Es geht vor allem darum, große Mengen Gas durch kleine Mengen Strom zu ersetzen, indem wir Wärme mit einer niedrigen Temperatur in Nutzwärme mit einer höheren Temperatur umwandeln. Die Energie wird bei Rechtenbacher deswegen besonders effizient eingesetzt, weil neben der Wärme auch Kälte zum Beispiel für die klimatisierten Lackierkabinen benötigt wird“, sagt der Ingenieur, der nach seiner Ausbildung Umweltverfahrenstechnik studierte. Dabei steigt der Wirkungsgrad enorm. Beim reinen elektrischen Heizen entstünde aus einer Kilowattstunde Strom eine Kilowattstunde Wärme. „Mit der Wärmepumpe können wir je nach Anlage aus einer Kilowattstunde Strom drei- bis 14-mal so viel Wärme erzeugen“, sagt Uitz.
Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH
Der Prozess, der im Laufe der Jahre immer effizienter, sicherer und umweltfreundlicher wurde, ist aus seiner Sicht auf viele Betriebe übertragbar. Das gilt auch für andere Anwendungen. Und der Bedarf an innovativen Lösungen ist hoch. Laut Statistischem Bundesamt war Erdgas im Jahr 2020 mit einem Anteil von 31,2 Prozent der wichtigste Energieträger in der Industrie. In vielen Branchen arbeiten die Unternehmen daher auch an Alternativen. In der Glasindustrie etwa wird an vollelektrischen Schmelzwannen geforscht, in der Papierindustrie geht es um die elektrische Dampferzeugung, in der Nahrungsmittelproduktion um industrielle Wärmepumpen. Für Karsten Uitz ist das ein fast schon unermessliches Reservoir an Energie. „Wenn wir nur ein Prozent dieser Energie rückgewinnen wollten, hätte Simaka Arbeit für mehr als 1.000 Jahre“, sagt er mit einem Lachen. Aber ihm ist es auch ernst damit: „Wir vergeuden so viel Energie, da muss die Industrie unbedingt mehr tun.“
Wie es funktionieren kann, zeigt das Beispiel Rechtenbacher, wo mittlerweile ein ausgeklügeltes Wärmemanagement installiert ist. Die rückgewonnene Wärme führt das Unternehmen zum Beispiel in einen großen Speicher, der zunächst die Produktionsprozesse mit Wärme versorgt. Wenn dieser voll ist, wird wie bei einem Überlauf ein weiterer Speicher gefüllt, der das gesamte Gebäude versorgt. „Wir haben in unserer 2.600 Quadratmeter großen Halle keine separate Heizung mehr, weil wir sie über die Wärmerückgewinnung heizen können, inklusive der Sanitärräume und Büros“, sagt Rechtenbacher. Das System ist so ausgeklügelt, dass sämtliche Wärme genutzt werden kann. Nur wenn es draußen extrem warm ist, besteht so viel Überschuss, dass die warme Luft einfach abgeführt werden muss. „Das betrifft aber nur einen Bruchteil der Menge“, sagt Rechtenbacher. Der Seniorchef ist von der Technologie so begeistert, dass er sein Privathaus ebenfalls mit einer Wärmepumpe ausgestattet hat. Diesem Beispiel folgten seine beiden Töchter, die ebenfalls im Unternehmen tätig sind.
Text Marc-Stefan Andres | Grafik: bloomua
Dieser Artikel ist in der Ausgabe 4.2022 am 8. November 2022 erschienen.