Befüllung des Absetzcontainers mit Rest-Eis © FBG mbH
Absetzcontainer Resteis © FBG mbH
ttz und FBG entwickeln System zur Rückgewinnung von Kälteenergie
Rest-Eis aus der Fisch- und Lebensmittelproduktion bietet ein großes Potenzial an wieder nutzbarer Energie, wie die Praxisphase eines Projektes des Technologie-Transferzentrums Bremerhaven (ttz) und der Fischereihafen-Betriebsgesellschaft (FBG) gezeigt hat.
In einem speziell entwickelten Absetzcontainer konnte bis zu zwei Drittel der im Rest-Eis enthaltenen Energie für eine neue Nutzung zum Beispiel in Klimaanlagen zurückgewonnen werden. Kristina Vogt, Senatorin für Wirtschaft, Häfen und Transformation, betont die Bedeutung dieses Vorhabens: „Das Projekt zeigt, welches Klimaschutzpotenzial in scheinbar kleinen Prozessveränderungen steckt. Und wie Ansätze zur Energiegewinnung aus Rest-Eis in der Fisch- und Lebensmittelindustrie nicht nur zur Abfallreduzierung beitragen, sondern auch aktiv den Klimaschutz fördern. Es ist ein weiteres praktisches Beispiel dafür, wie wir in Bremen durch die Transformation traditioneller Prozesse zu nachhaltigen Methoden einen wichtigen Beitrag zur Erreichung unserer Ziele für eine CO2-neutrale Wirtschaft leisten können.“
Tauen im geschlossenen Container
Pro Woche fallen allein in der Bremerhavener Fisch- und Lebensmittelindustrie bis zu 50 Tonnen Rest-Eis an. Bislang schmelzen die Rückstände aus Produktion und Lager auf speziellen Auftauplätzen und fließen als Wasser in die Schmutzwasserkanalisation. Für die Rückgewinnung der im Eis noch enthaltenen Restenergie entwickelten die ttz-Ingenieure Bastian Leitenberger und Magnus Rienäcker unter der Leitung von Herrn Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schories ein einfaches, aber technisch effizientes Verfahren. Statt auf offener Fläche taut das Eis in einem geschlossenen Container, an dessen Innenseite ein Rohrleitungssystem, ähnlich den Rohrschlangen in einem Kaltwasserbereiter, installiert wurde. In dem entwickelten System zirkuliert warme Flüssigkeit, die durch das schmelzende Eis im Container kontinuierlich abgekühlt wird.
Unterstützung durch de Deutsche See GmbH
Die warme Flüssigkeit könnte beispielsweise aus der Abwärme einer Kälteanlage entstehen. Die Deutsche See GmbH unterstütze das Projekt in der Testphase und steuerte Eis und innovative Ideen bei. Timo Mahler, Leiter Energiemanagement bei Deutsche See, erklärt: „Unser Ansinnen ist es, durch gegebene Energie Ressourcen zu sparen. In diesem Fall nutzen wir Rest-Eis, um die Wärme, die beim Komprimieren in der Soleleitung der Kälteanlage entsteht, herunter zu kühlen. Im Normalfall geschieht dies durch strombetriebene Luftkühleinheiten. Diesen Strom können wir durch das Eis sparen und statt Abfall zu haben, nutzen wir die im Eis enthaltene Kälteenergie.“
Für die praktischen Demonstrationszwecke ließ das ttz-Team auf 60°C erwärmtes Wasser in dem Röhrensystem des mit rund drei Tonnen Resteis gefüllten Containers kreisen. „Innerhalb von 80 bis 90 Minuten konnten wir die Wassertemperatur um 12°C reduzieren“, berichtet Magnus Rienäcker. Die in dem Versuch eingesetzte Eismenge von 3,3 Tonnen war ursprünglich mit einem Energieaufwand von 188 Kilowatt an thermischer Energie (kWtherm) hergestellt worden. Davon wurden 130 kWtherm während des Schmelz- und Kühlprozesses zurückgewonnen.
Zwei Drittel wieder nutzbar
„Die erzielten Werte basieren auf Voruntersuchungen am Schmelzverhalten des Eises in Kombination mit computergestützten Simulationen, diese waren die Grundlage für die spätere technische Auslegung des Systems“, erläutert Bastian Leitenberger.
„Zwei Drittel der Ursprungswerte wieder nutzbar zu machen, ist ein sehr gutes Ergebnis“, betont der Institutsleiter des ttz Bremerhaven, Prof. Gerhard Schories, „das Verfahren ließe sich in der Praxis überall da anwenden, wo in der Produktion oder beispielsweise in Klimaanlagen Kälte benötigt wird.“ Der Container ähnelt Absetzmulden, wie sie beispielsweise in der Entsorgung eingesetzt werden. Im realen Betrieb würde Kühlmittel in dem Rohrsystem zirkulieren, das über entsprechende Anschlüsse in Produktions- oder Klimaanlagen fließen kann.
Nächste Schritte
„Das Ziel war es, beispielhaft einen alltagstauglichen Weg zum effizienten Nutzen von Ressourcen aufzuzeigen, mit deren Hilfe die CO2-Emissionen im Fischereihafen reduziert werden können“, erläutert FBG Geschäftsführerin Petra Neykov. In einer ersten Phase hatten ttz und FBG das Potenzial an Rest-Eis im Fischereihafen sowie den Energiegehalt und die Möglichkeiten zur Rückgewinnung ermittelt. In dem jetzt abgeschlossenen Projekt entwickelte das Projektkonsortium die technische Umsetzung und testete die praktische Machbarkeit unter industriellen Bedingungen. Für die nahe Zukunft plant die FBG eine Projektfortsetzung, um die Nutzung des Systems in verschiedene Industriezweige anzubinden.
Das Projekt leistet außerdem einen wichtigen Beitrag zur Klimakooperation Fischereihafen (Climate Cooperation Fischereihafen, kurz: CCF). Die Klimakooperation gilt als eine der größten firmenübergreifenden Klimaschutz-Initiativen in der deutschen Wirtschaft und hat sich zum Ziel gesetzt, den Fischereihafen Bremerhaven bis zum Jahr 2030 CO2-neutral zu machen. Neben der organisatorischen Unterstützung für das Bündnis unterstützt die FBG unter anderem bei der Bereitstellung von Fördermitteln für konkrete Vorhaben zum Beispiel aus den Klimaschutz-Programmen des Landes Bremen.