Váltson a jövő energiaforrásaira a KÜBLERrel

A német kormány energiaátállási céljai ambiciózusak: 2045-re Németországnak klímasemlegessé kell válnia, és a hőtermelésben le kell mondania a fosszilis tüzelőanyagokról. Ez a cél nyomást gyakorol az iparágra. Számos újítás sürgeti a megújuló energiákra való átállást - például a német üzemanyag-kibocsátáskereskedelmi törvény (BEHG), amely a CO₂-a fosszilis tüzelőanyagok ára.

A probléma az, hogy a megújuló energiák eddig sokkal kisebb szerepet játszottak a fűtési ágazatban, mint a villamosenergia-ágazatban. A szövetségi gazdasági minisztérium szerint jelenleg a hőellátásnak csak alig 14 százalékát teszik ki. Ez túl kevés az energiaéhes ipar számára, amely közel 530 TWh-t fogyaszt. Energia fűtési és hűtési célokra - összehasonlításképpen: Németországban az összes magánháztartás együttesen csak valamivel magasabb, 629 TWh.

Egy dolog azonban egyértelmű: az energiaátállás csak akkor lesz sikeres, ha az ipar is átáll a megújuló energiákra a hőtermelésben. Ehhez a jövő energiaforrásaira van szükség. De mit is jelent ez pontosan? Milyen fűtési rendszerek illeszkednek az ipari épületek építészetéhez és méretéhez, és egyben a jövő energiaforrásai? Ebben a cikkben mindent megtudhat, amit erről a témáról tudni kell!

Milyen technológiák és energiaforrások segítségével valósítható meg a jövőben az energetikai átállás az iparban?

Az ipar hőigénye differenciáltabb, mint a lakóépületeké. Egyrészt a vállalatoknak alacsony hőmérsékletű, akár 100 °C-os hőre van szükségük - például fűtési, szárítási, főzési vagy mosási folyamatokhoz. Másrészt a fűtésen túli ipari folyamatokhoz akár 500 °C-os magas hőmérsékletű hőre is szükség van. Ez a megkülönböztetés az első nagy lépés, amikor a jövő megújuló energiaforrásaival működő technológiákról beszélünk.

A hőszivattyúk és a napenergia például nagyon jól alkalmazhatók alacsony hőmérsékleten, például melegvíz vagy gőz előállítására. A szakértők feltételezik, hogy a jövőben a hőszivattyúk képesek lesznek az iparban szükséges alacsony hőmérsékletű hő nagy részét fedezni. A szövetségi gazdasági minisztérium forgatókönyvei szerint ezek a berendezések 2045-re akár 60 TWh-t is szolgáltatnak majd, míg a naphő rendszerek ezt legfeljebb 12 TWh-val egészítik ki. A magas hőmérsékletű tartományban azonban a klímasemleges hőtermelés más módszerei is szóba jöhetnek - többek között a közvetlen elektromos folyamatok, a biomassza-folyamatok és a Power-to-X (PtX).

Biomasszából származó hő: egy olyan energiaforrás, amely a jövőben is bizonyítani fogja értékét.ävezethet?

A Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium szerint a megújuló hőtermelés nagy részét jelenleg szilárd, gáznemű vagy folyékony formában lévő biomassza elégetésével állítják elő. 2019-ben 152 TWh hőt termeltek ilyen módon, ami a megújuló energiákból előállított hő mintegy 86 százaléka. Ennek több mint felét, alig 80 TWh-t épületek fűtésére használták fel. Elsősorban a magánháztartásokban. Az ipar viszont elsősorban a magas hőmérsékletű folyamatokhoz szükséges hő előállítására használja a biomasszát energiaforrásként.

De vajon a biomassza a jövő energiaforrása az ipar számára? Itt megoszlanak a vélemények. A nagy, ágazatokon átívelő kereslet miatt számos forgatókönyv azt feltételezi, hogy a biomassza árai valószínűleg meredeken emelkedni fognak. Egy ilyen árrobbanás egyértelműen a jövő tényezője ellen szólna, ami azt jelenti, hogy a biomassza a jövőben nem tekinthető hatékony energiaforrásnak.

A nagyméretű naphőenergia: a jövő fontos energiaforrása - de csak mértékkel

A napkollektoros rendszerek érdekes lehetőséget kínálnak az ipar számára a megújuló energiákból történő hőtermelésre. A Megújuló Energiák Ügynökségének adatai szerint Németországban évente átlagosan 1125 kWh napenergiát termelnek négyzetméterenként. A nagy csarnokok tetejére ideálisan felszerelhető kollektorok lehetővé teszik ennek a napsugárzásnak a hőenergiává történő átalakítását. A kollektorok a napenergiát általában fagyálló hőátadó folyadékba vezetik át, amely az energiát hőcserélőn keresztül a tárolóvízbe továbbítja. A hő felhasználható fűtésre és ivóvíz előállítására. Ez a rendszer olyan hatékony, hogy a szövetségi gazdasági minisztérium szerint 2045-re a napkollektoros rendszerek akár 40 TWh hőt is biztosíthatnak - ez az épületek teljes fűtési igényének akár tíz százalékát is jelentheti. Összehasonlításképpen: 2019-ben ez mindössze 8 TWh volt. A naphőenergia egyértelműen a jövő nagy potenciállal rendelkező energiaforrása.

De vajon az ipar számára is megéri a napenergia? Itt is megoszlanak a vélemények. Sok vállalat inkább a tetőfelületeit használja fel napelemmodulok előállítására, hogy zöld áramot termeljen. Bár a naphőenergiát egyre gyakrabban használják családi és ikerházaknál, a nagyméretű naphőenergia aránya jelenleg még alacsony. Ennek ellenére jelentős bővülési dinamika figyelhető meg. A felhasználók gyakran kombinálják a naphőenergiát egy második hőtermelővel - például hőszivattyúval -, amelynek hatásfokát a naphőrendszer a hőmérsékletszint emelésével növelheti.

Geotermikus energia: a jövőben a föld belsejéből fogunk-e energiaforrásokat kinyerni - vagy sem?

Mind a napsugarak energiája, mind a föld belsejében lévő hő felhasználható az éghajlatbarát fűtés biztosítására, és a jövőben egyre fontosabbá váló energiaforrásoknak tekinthetők. Itt jön a képbe a geotermikus energia. A felhasználók akár 4500 méteres mélységben is fúrnak forró mélyvizet, hogy azt fűtőhálózatokban vagy hő- és villamosenergia-erőművekben használják fel. Az, hogy ez a módszer mennyire hatékony, nagyban függ a régiótól. A beruházás különösen azokon a területeken éri meg, ahol nagy a hőigény és kedvezőek a geológiai feltételek. Mindig fennáll azonban a kockázata annak, hogy a fúrás során nem találnak hőtároló rétegeket. Ezért lehetséges, hogy a jövő energiaforrásának keresésére fordított költségek és erőfeszítések hiábavalóak lesznek.

Földgáz: még mindig a domináns energiaforrás - a jövőben is?

A gáz kulcsszerepet fog játszani a megújuló energiák jövőjében. Mivel Németország az elmúlt években nagy földgázhálózatot épített ki, ez a környezetbarát energiaforrás jelenleg a hőellátás domináns tüzelőanyaga. És a tendencia még mindig növekvőben van. Ennek oka, hogy a szénnel történő kapcsolt hő- és villamosenergia-termelésről jelenleg sok szereplő a szénből való kivonás következtében gázzal történő kapcsolt hő- és villamosenergia-termelésre tér át. A szakértők feltételezése szerint a földgáz 2030-ban is jelentős szerepet fog játszani a fűtési szektorban. A közeg végigkíséri majd az energetikai átmenetet. És azután? A földgáz semmiképpen sem tekinthető a jövő energiaforrásának, de a gázhálózat továbbra is használható - például biogázzal vagy kis technikai módosításokkal zöld hidrogénnel.

Zöld hidrogén: a jövő energiaforrásainak fontos szereplője

Van még egy energiaforrás, amely fontos szerepet játszhat az éghajlat-semleges jövőben: A hidrogén. A víz elektrolízise során keletkezik, amikor a víz (H2O) oxigénre (O) és hidrogénre (H2) hasad. Ha ehhez az energiaigényes folyamathoz megújuló energiaforrásokból származó villamos energiát használnak, akkor zöld hidrogénnek nevezik. A megfelelő folyamatot power-to-gas néven emlegetik. A biogázhoz hasonlóan ez a zöld hidrogén is elégethető környezetbarát hő előállítására. Infravörös fűtőberendezések a KÜBLER-től például képesek akár 20 százalékos hidrogént hővé alakítani. Hőcserélő rendszerrel kombinálva a fűtőtestek hulladékhője egy szivattyús melegvíz-fűtési rendszer fűtőkörének visszavezetésébe is betáplálható. Ily módon a felhasználók a korábban a környezetbe távozó energia akár 15 százalékát is visszanyerhetik. A zöld hidrogén energiaforrásként való használata kiváló módja a jövőbeni költségmegtakarításnak és a környezetvédelemnek.

Következtetés: A jövő energiaforrásairól alkotott véleményünk

És mely energiaforrásoké lesz a jövő? Nincs egyetlen olyan energiaforma sem, amely az ipar teljes fűtési igényét klímasemlegesen fedezné. Vegyes formák fognak érvényesülni. Ebben szerepet fognak játszani a közvetlen termikus folyamatok - azaz a naphő, a mélységi geotermikus energia és a hulladékhő. Ugyanez vonatkozik az olyan technológiákra is, mint a hőszivattyúk vagy a power-to-heat eljárások, amelyek támogatásához megújuló energiaforrásokból származó villamos energiára van szükség. Az energetikai átállás azonban az eljárástól és az energiaforrástól függetlenül csak akkor lesz sikeres a jövőben, ha ezzel párhuzamosan az ipari épületek energiahatékonysága is javul. És a Csarnok fűtési rendszerek a KÜBLER-től.