Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme

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1 Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme

2 2 Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme 3 Bosch KWK Systeme: Spitzentechnologie im Anlagenbau Ressourcen nachhaltig nutzen Pioniere der modernen Kraft-Wärme-Kopplung Bisher wurden unsere Systeme unter dem Markennamen Köhler & Ziegler vertrieben und vermarktet. Seit Frühjahr 2010 sind wir Teil der weltweit agierenden Bosch-Gruppe. An unserem Standort in Lollar, nördlich von Frankfurt am Main, befindet sich das Bosch Thermotechnik-Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme. Jahrzehntelange Erfahrung in Nachhaltigkeit Seit fast 30 Jahren entwickeln und bauen wir standardisierte oder maßgeschneiderte BHKW-Systeme sowohl für biogene Gase als auch für Erdgas. So können wir als Anlagenbauer auf jahrzehntelange Erfahrung in der Kraft- Wärme-Kopplung zurückgreifen. Unser leistungsstarkes Portfolio passen wir Ihren individuellen Anforderungen an. Innovationskraft Darüber hinaus gehören wir zu den Vorreitern für neue Technologien, wie z. B. Niedertemperatur-ORC (Organic Rankine Cycle)-Systeme. Seit 2005 haben wir die Technik, aus Abfallwärme Strom zu erzeugen, mit hoher Innovationskraft beständig weiterentwickelt, sodass wir inzwischen auch auf diesem noch relativ jungen Gebiet über umfassendes Know-how und verlässliche Betriebserfahrungen verfügen. Steigende Energiekosten und gesetzliche Vorgaben zur CO 2 -Einsparung lassen nur einen Schluss zu: Ein bewusster Umgang mit Energie und weitere Effizienzsteigerungen bei technischen Systemen sind unumgänglich. Umweltfreundliche und bezahlbare Energie ist ein wichtiger Schlüssel zur Sicherung unserer Zukunft. Innovative Lösungen wie Bosch ORC-Systeme helfen, bestehende Energiequellen nachhaltig zu nutzen. Leistungsstarkes Gesamtportfolio nach Maß ORC-Systeme zur Abwärmeverstromung Individuelle BHKW-Systeme mit Gasmotor von 50 bis 2000 kw Leistung nach Wunsch im Container Standardisierte BHKW-Module für Erdgas mit 20 bis 400 kw Leistung Thermische Nachverbrennung (TNV) zur Abgasreinigung bei Gasmotoren Gasreinigungsanlagen Abwärmepotenziale nutzen Experten gehen davon aus, dass bis zu 50 % der weltweit eingesetzten Energie als Abwärme ungenutzt verloren geht. Eine teure und klimaschädliche Verschwendung, wenn man bedenkt, dass ein Großteil dieser Energie aus fossilen Brennstoffen stammt also aus wertvollen Energiequellen, deren Verknappung uns schon heute Probleme bereitet. Lösungen, mit denen Sie aus Ihrer Abwärme wertvollen Strom gewinnen können, sind daher in mehrfacher Hinsicht sinnvoll: Verringerung der C0 2 -Emissionen Einsparung von Primärenergie Schonung der natürlichen Ressourcen Steigerung der Nachhaltigkeit Die ORC-Lösungen von Bosch KWK Systeme ermöglichen die Nutzung von Abwärme zur Erzeugung von Strom. Sie können überall dort eingesetzt werden, wo größere Mengen Abwärme anfallen, die nicht weitergenutzt werden für viele unterschiedliche Anwendungsgebiete eine interessante Lösung.

3 4 Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme 5 Abwärmerecycling: mit der Bosch ORC-Technologie Der ORC (Organic Rankine Cycle) ist ein thermodynamischer Kreisprozess. Er ermöglicht aus Abwärmequellen wie Prozesswärme, Bioenergie oder Solarenergie elektrische Energie zu generieren. ORC-Technologie von Bosch hier kommt sie zum Einsatz ORC-Technologie aus Abwärme wird grüner Strom Das Prinzip des ORC-Prozesses ermöglicht Stromgewinnung bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen auf Basis eines organischen Kältemittels. Bereits ab einer thermischen Eingangsleistung von 0,5 Megawatt und niedrigen Vorlauftemperaturen von 120 bis 150 C im Heißwasserkreislauf ist die Verstromung von Abwärme sinnvoll. Der Kreisprozess einfaches Prinzip, große Wirkung Die ORC-Technologie ist mit wenigen Worten erklärt: Abwärme wird über einen Wärmetauscher geführt und erhitzt das Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf. Dadurch wird schon bei niedrigen Temperaturen ein hoher Dampfdruck aufgebaut. Der Druck treibt eine Turbine an, die ihrerseits mit einem Stromgenerator verbunden ist. Danach wird das Medium über einen Luftwärmetauscher verflüssigt, abgekühlt und wieder dem Verdampfungsprozess zugeführt. Industrie Prozesswärme (Heißwasser) oder Heißgas wie z. B. aus: chemischer Industrie Glas-, Zement- und Keramikindustrie Nahrungs- und Futtermittelindustrie Gummi- und Kunststoffwarenindustrie Metallerzeugung und -bearbeitung Papiergewerbe, etc. Funktionsschema Mögliche Abwärmequellen ORC-Prozess Stromeinspeisung Heißwasserkreislauf Bioenergie Nachverstromung von motorischen und dampfbetriebenen Kraftanlagen wie z. B. aus: Biomasse Biogas Klärgas Deponiegas Industrie C Wärmetauscher (Verdampfer) Generator Solarenergie Bioenergie Speisepumpe ORC-Kreislauf Turbine Thermische Solarenergie als Quelle z. B. aus: thermischen Solaranlagen Solarkraftwerken Wärmetauscher (Verflüssiger) Solarenergie ORC-Technologie von Bosch KWK Systeme: Verstromung von Abwärme aus verschiedenen Abwärmequellen.

4 6 Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme 7 Einen Schritt voraus: Bosch KWK Systeme Unsere Erfahrung ist eine unserer besten Referenzen: Bosch KWK Systeme hat in verschiedenen Anwendungsbereichen ORC-Systeme realisiert. Wir arbeiten nicht nur erfolgreich, sondern auch innovativ. Ein Beispiel: Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen verwenden wir bei der Zuführung der Abwärme statt Thermoöl einen Heißwasserkreislauf. Eine von mehreren Besonderheiten, die Ihnen entscheidende Vorteile bringt. Verstromung von Abwärme bei niedrigen Temperaturen Bereits Abwärme ab einer thermischen Eingangsleistung ab 0,5 Megawatt und niedrigen Vorlauftemperaturen im Heißwasserkreislauf zwischen 120 und 150 C eignet sich zur Verstromung. Zusätzliche Nutzung von Abwärme bereits ab 90 C bei günstigen Rahmenbedingungen wirtschaftlich. Bewährtes noch besser machen Wasser statt Thermoöl Herkömmliche ORC-Systeme verwenden Thermoöl als Trägermedium und erreichen damit höhere Wirkungsgrade als heißwasserbasierte Systeme. Wirkungsgrad ist aber nicht gleich Wirkungsgrad: Bei der Verwendung von Thermoöl kann nur ein geringer Teil der Abwärme zur Erzeugung von Strom genutzt werden. ORC-Systeme mit Heißwasserkreislauf nutzen zusätzlich Abwärme aus dem Niedertemperaturbereich und sind somit in der Gesamtbetrachtung um bis zu 10 % leistungsfähiger als thermoölbasierte Systeme. Die Turbine das Herzstück unseres ORC-Systems Kompakte Bauweise Zuverlässig und hocheffizient Magnetgelagerte Turbine, daher bei hohen Drehzahlen minimale Reibungsverluste Exzellentes Teillastverhalten bis 45 % Keine wartungsintensive Schmierölversorgung nötig Technologievergleich Trägermedium (beispielhafte Betrachtung) Trägermedium Thermoöl Trägermedium Wasser Abwärme 800 kw th Abwärme 800 kw th Abwärmeeinbindung Verstromung Stromerzeugung ORC 600 kw th nicht nutzbare Abwärme 200 kw th 400 kw th nicht nutzbare Abwärme 400 kw th ORC = 12 % ORC = 17 % 72 kw el Nutzen Restwärme 68 kw el Nutzen Restwärme Umweltfreundliches Arbeitsmedium: Kältemittel R245fa Keine gefährliche Substanz im Sinne der EG-Richtlinien 67/548/EWG oder 1999/45/EG Nicht brennbar Nicht feuergefährlich Geringste Wassergefährdungsklasse (WGK* = 1) Kein ozonschädigendes Potenzial (ODP** = 0) Stromnetzkonform Der mit dem ORC-System erzeugte Strom wird über einen Wechselrichter direkt ins Stromnetz eingespeist. Bosch ORC-Systeme erfüllen die Netzeinspeiseverordnung nach BDEW-Richtlinie. Technische Daten Bosch ORC-Systeme Elektrische Leistung bei Volllast (brutto)*** Einheit WHR OR 75 WHR OR 150 WHR OR 225 WHR OR 300 WHR OR 375 kw el Nutzbare Wärmeleistung (ca.)**** kw th Eigenbedarf (ca.)***** kw el 7,5 12, , Alle ORC-Systeme als Variante mit Niedertemperatureinkopplung lieferbar (z.b. WHR OR 75 L). Die ORC-Systeme werden projektspezifisch, je nach nutzbarer Wärmeleistung, ausgelegt. Zusätzliche Nutzung von Niedertemperatur-Abwärmepotenzial durch heißwasserbasierten Kreislauf. * WGK = Wassergefährdungsklasse, ** ODP = Ozongefährdungspotenzial *** Adaptiver Leistungsbereich 50 % der Volllast **** Leistungsangabe: +/- 5%; Heisswasser 138 C /115 C (für Verdampfung) ***** Verflüssiger luftgekühlt, Umgebungstemperatur 18 C

5 8 Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme 9 Individuell errichtet, schnell einsatzbereit: Bosch ORC-Systeme Unsere Serviceleistungen Bei der Entwicklung unserer ORC-Systeme legen wir großen Wert auf eine schnelle Errichtung und Inbetriebnahme vor Ort. Das Ergebnis unserer Arbeit: ORC-Systeme mit rascher Einbringung und Installation. Der Vorteil für Sie: Ihr neues ORC-System ist schnell einsatzbereit, während Sie den gewohnten Betrieb so gut wie reibungslos fortsetzen können. Bosch KWK Systeme bietet Ihnen verschiedene Wartungsverträge mit auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittenen Servicekonzepten. Kurze Installationszeiten Für eine einfache Installation werden alle relevanten ORC-Systemkomponenten wie Wärmetauscher, Turbine, Speisepumpe, Schaltanlage und integrierte Systemsteuerung im Container aufgebaut und als montagefertige Einheit geliefert. Der Verflüssiger wird auf dem Dachrahmen des Containers montiert dies stellt eine schnelle und reibungslose Integration sicher. Alles aus einer Hand komplett und umfassend Durch die jahrzehntelange Erfahrung im Anlagenbau können wir die Einbindung des Heißwasserwärmetauschers ebenso anbieten wie die Anbindung an das Stromnetz. Je nach Bedarf und Projektanforderung erbringen wir weitere Ingenieurs- und Planungdienstleistungen, z.b. die Einbindung der ORC-Steuerung in ein Prozessleitsystem (PLS) inklusive Einrichtung der entsprechenden Schnittstellen. So erhalten Sie je nach Auftragsumfang das komplette System betriebsfertig aus einer Hand. Kompakte Einheit schnelle Montage Das komplette ORC-System liefern wir auf zwei Arten: Fertig montiertes ORC-Modul zur Einbringung in den Technikraum. Anschlussfertig im Container (20-, 30-, oder 40-Fuß-Container) zur Außenaufstellung neben Ihrem Gebäude. Umfassend, professionell, persönlich Das Thema Betriebssicherheit sollten Sie nicht dem Zufall überlassen sondern den Fachleuten von Bosch KWK Systeme. Ein optimaler wirtschaftlicher Betrieb und höchste Verfügbarkeit des ORC-Systems lässt sich nur durch professionellen Service und fachgerechte Wartung erzielen. Der Service direkt vom Errichter Ihres Systems bietet hierfür die beste Voraussetzung. Denn unser hochqualifiziertes Fachpersonal ist schon in der Projektierungsphase mit Ihrem Projekt vertraut es kennt Ihr System bestens, was Ihnen höchste Sicherheit bietet. Umfassende Serviceleistungen: Inbetriebnahme Inspektion & Wartung Vorbereitung und Begleitung bei gesetzlich vorgeschriebenen Prüfungen Service-Hotline: erfahrene Spezialisten im Kundensupport Revisionen & Instandsetzungen Fernüberwachung per Remote Service: Diagnose und Störungsbehebung Verfügbarkeit von Original-Ersatzteilen und Verschleißteilen Komponenten des ORC-Systems Mögliche Abwärmequellen Möglicher Projektumfang Stromnetz Verflüssiger Industrie Abgaswärmetauscher Bioenergie Einspeisung Trafo Container Schaltschrank Solarenergie ORC-Modul mit Turbine und Speisepumpe

6 10 Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme Grüner Strom aus Abwärme: Bosch ORC-Systeme 11 Kompetent und individuell: Service- und Dienstleistungen vom Komplettanbieter Abwärme-Recycling Contracting das Plus für Ihr Projekt Legen Sie die Abwicklung in professionelle Hände: Wir kümmern uns um Ihr komplettes ORC- Projekt. Unser Angebot umfasst alle benötigten Service- und Dienstleistungen von der Erst-Analyse und Projektierung über die Inbetriebnahme bis hin zum Betrieb des Systems. Unsere Dienstleistungen im Überblick Analyse Ihrer individuellen Anforderungen und technischen Voraussetzungen Richtpreisangebot für Ihren Projektumfang Beratung Übersicht der Finanzierungsmodelle (Contracting oder Kauf) Sie interessieren sich für ein Bosch ORC-System und möchten die Vorteile nutzen, wollen aber das finanzielle Risiko nicht tragen? Die Lösung: Abwärme-Recycling Contracting von Bosch KWK Systeme. Ihre Vorteile: Zusätzliche Erlöse ohne Investment und ohne Betreiberrisiko. Wirtschaftlich, zeitsparend, risikolos Installation, Projektierung und Betrieb des Systems sind Bestandteile des Contracting-Vertrags und werden von Bosch KWK Systeme übernommen. Die Kosten im Blick Beim Contracting bezahlen Sie monatlich einen Grundpreis für das ORC-System als festen Betrag über die Laufzeit und einen leistungsbezogenen Arbeitspreis für die Betriebsführung. Individuell und transparent Ob Vertragslaufzeit, Zahlungsmodalitäten oder Partizipationsvereinbarung Sie erhalten ein maßgeschneidertes Konzept. Projektierung Überprüfung der Energiemengen, Volumenströme etc. Systemberechnung und Gesamtsystemkonzeption Unterstützung bei Genehmigungsverfahren Finanzierung Unterstützung bei Finanzierungsauswahl z. B. Kauf, Contracting etc. Planung, Installation und Errichtung Ausführungsplanung für ORC-System und Systemintegration Montage und Installation Überwachung und Bauleitung Aufstellung des ORC-Systems und Systemintegration (Anbindung an Wärmequelle) Inbetriebnahme Einweisung und Schulung Mehrtägiger Probebetrieb Abnahme Wartung und Instandhaltung Inspektion / Sichtkontrolle Kundendienst nach Wartungsintervallen/nach gesetzlichen Vorgaben Revisionen und Instandsetzungen Fernüberwachung und Wartung Sie liefern die Abwärme für das ORC-System und erhalten den produzierten Strom zur Einspeisung oder zum Eigenverbrauch.

7 Bosch KWK Systeme GmbH Justus-Kilian-Straße D Lollar Telefon Telefax Bosch KWK Systeme GmbH, 2012 Änderungen vorbehalten Gedruckt in Deutschland 04/2012 Der erste Schritt: die Checkliste Sie haben Interesse an einem ORC-System von Bosch KWK Systeme? Dann bitten wir Sie, unsere Checkliste möglichst vollständig auszufüllen und uns per Post, Fax oder zuzuschicken. Bosch KWK Systeme GmbH Telefax Justus-Kilian-Straße D Lollar Meine Daten Anschrift Ansprechpartner Firma Straße, Nr. PLZ, Ort Telefon Mobil Meine Rahmenbedingungen Typ der Wärmequelle BHKW (biogene Gase), Motortyp: Neuanlage Bestandsanlage Prozesswärme (Heißwasser) Sonstiges: Adresse Standort: Telefax Rauchgaskondensation Solar Geothermie Die technischen Daten Steht Ihnen die Abwärme kostenlos zur Verfügung? Ja Nein Gesamte therm. Leistung: kwth davon über 110 C (HT) kwth Temperatur Eintritt/Austritt / C davon über 70 C (NT) kwth Temperatur Eintritt/Austritt / C Summe verfügbare therm. Leistung für ORC kwth Betriebsdauer h/jahr Zusatzinformationen: Ich habe Interesse an: aktuellen Informationen persönlicher Beratung (Bestandsprüfung vor Ort, Kostenschätzung, ) kostenpflichtiger Zusatzberatung (Feinanalyse und Vorplanung) Sie haben Interesse an einem ORC-System von Bosch KWK Systeme? Dann bitten wir Sie, unsere beiliegende Checkliste möglichst vollständig auszufüllen und uns per Post, Fax oder zuzuschicken. Ihrer Broschüre liegt keine Checkliste bei? Dann finden Sie die Liste unter