Effiziente Anwendungstechnik

Der effiziente Umgang mit Energie senkt Emissionen und Kosten. Von smarten Heizungen in Einfamilienhäusern über gewerbliche Anwendungen bis hin zu komplexen Brennern in Industrieanlagen oder in der Stromversorgung – in allen Leistungsklassen können technologische Innovationen genutzt werden, um den Energieverbrauch zu senken oder völlig neue Bereiche für Gasanwendungen zu erschließen.

Effiziente Anwendungstechnik

Der Innovationspreis in der Kategorie Effiziente Anwendungstechnik prämiert neue, marktverfügbare Produkte oder solche, deren Markteinführung absehbar ist. Auch Verfahren und Prozesse, die einen relevanten Beitrag zur Energieeffizienz leisten können, sind in dieser Kategorie willkommen.

In unserem Online-Meetup am 5. Oktober 2022 haben die Nominierten für den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft in der Kategorie Effiziente Anwendungstechnik ihre spannenden Projekte persönlich vorgestellt. Folgende Projekte sind nominiert:

KI-prognostizierte Anlagenoptimierung
Rekuperatorbrenner iRecu®
Micro-Mix-Brennkammer für Erdgas und Wasserstoff

Bewerben Sie sich bis zum 30. Juni 2022 in der Kategorie Effiziente Anwendungstechnik.

Die unabhängige Jury hat die eingegangenen Bewerbungen gesichtet und sich intensiv beraten. Für den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2022 in der Kategorie „Effiziente Anwendungstechnik“ nominiert sind:

die AVAT Automation GmbH mit ihrer Regelungslösung SE²Optimzer für BHKW
der Wasserstoffbrenner von Kueppers Solution
der H₂-Micro-Mix-Brenner von Kawasaki Gas Turbine Europe, B&B-AGEMA, dem IDG der RWTH Aachen und der FH Aachen

SE²Optimizer für BHKW

Der Betrieb energieintensiver KWK-Anlagen weist häufig hohe Einsparpotenziale auf, die aufgrund der Anlagenkomplexität selten genutzt werden. Die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen kann mit der Automatisierungslösung der AVAT Automation GmbH deutlich verbessert werden.

KI-prognostizierte Anlagenoptimierung

Mit dem SE²Optimizer laufen die Erzeugungsanlagen nur dann, wenn es wirtschaftlich sinnvoll ist oder Lieferverträge eingehalten werden müssen. Betreiber von Energiezentralen, Nahärme-Kraftwerken oder Industrieanlagen profitieren so spürbar von Mehrerlösen bei höchster Versorgungssicherheit und von einer erheblichen Reduktion der CO₂-Emissionen. Mit der KI-basierten Optimierungslösung wurde ein sich selbständig adaptierendes System entwickelt, das die Erzeugungs- und Lastflexibilitäten eines BHKWs optimal nutzt. Zudem können Erzeuger Erneuerbarer Energien in das Gesamtsystem integriert und somit in die wirtschaftliche Optimierung einbezogen werden.

Vollautomatisiert erzielt der SE²Optimizer anschließend mit überschüssig erzeugter Energie Mehrerlöse in Zeiten hoher Preise an der Strombörse und nutzt in Zeiten günstiger Strom- oder Gaspreise die geringeren Verbrauchskosten zur eigenen Produktion. Wann der richtige Zeitpunkt für welche der beiden Aktionen ist, wird mittels künstlicher Intelligenz selbstständig ermittelt. KWK-Anlagen leisten durch die optimierte Fahrweise einen wichtigen Beitrag zur Energiewende.

Bekanntgabe der Nominierten

Nach Bewerbungsschluss sichtet und bewertet die unabhängige Jury die eingegangenen Bewerbungen. Wer für den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2022 in der Kategorie Effiziente Anwendungstechnik nominiert wird, erfahren Sie hier.

Wasserstoff für eine CO₂-freie Thermoprozessindustrie

Im Bereich der industriellen Wärmeerzeugung werden heute Wärmetauscher eingesetzt, die als einfache Rohr-in-Rohr-Wärmetauscher ausgeführt sind. Das Optimierungspotenzial ist weitgehend ausgeschöpft. An diesem Punkt setzt die Kueppers Solutions GmbH mit der innovativen additiven Fertigung an.

Serienbrenner aus dem 3-D-Drucker

Mit dem Rekuperatorbrenner iRecu® wird nicht nur die Effizienz solcher Systeme erhöht, sondern auch regenerative Brennstoffe wie Wasserstoff technisch und somit für den Markt nutzbar zu machen. Der Dual-Fuel-Brenner ist im Betrieb zwischen Wasserstoff und Erdgas umschaltbar und ist höchst effizient. Die Möglichkeiten des 3D-Druck-Herstellungsverfahren und sie digitale Wertschöpfungskette ermögliche es, Custom-made-Produkte in Serienfertigung anzubieten.

Gegenüber heutigen Systemen ermöglicht der iRecu® bereits im Erdgasbetrieb Energie- und CO₂-Einsparungen von mindestens 10 Prozent, die sofort nach Umrüstung der Anlage verfügbar sind. Bei ausreichender Verfügbarkeit von Wasserstoff wird es zukünftig ohne erneute Anlagenumrüstung möglich sein, industrielle Wärme vollständig CO₂-frei zu erzeugen. Damit können wir nicht nur langfristig, sondern schon heute einen Beitrag zur Lösung der aktuellen Erdgaskrise und zur Energiewende insgesamt leisten.

Wasserstoffverbrennungssystem für Gasturbinen

Wasserstoff wird eine Schlüsselrolle als alternativer Gasturbinen-Brennstoff in der dekarbonisierten Strom- und Wärmeerzeugung spielen. Durch seine physikalischen Eigenschaften können bestehende Dry-Low-Emission (DLE) Gasturbinenverbrennungssysteme allerdings nicht für die Wasserstoffverbrennung eingesetzt werden. Die Entwicklung einer DLE Wasserstoffverbrennungstechnologie ist eine wesentliche Voraussetzung für mit Wasserstoff betriebene Gasturbinen.

H₂-Micro-Mix-Brenner

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) hat in Kooperation mit der B&B-AGEMA GmbH und dem Institut für Dampf- und Gasturbinen (IDG, RWTH Aachen) sowie der FH Aachen die sogenannte Micro Mix Brennkammer entwickelt und am IDG getestet. Die Micro Mix-Technologie stellt ein innovatives DLE Wasserstoffverbrennungssystem zur Verbrennung von 100 vol% Wasserstoff dar. Der Hochdruck-Prüfstand des IDG ist einer der seltenen Prüfstände weltweit an universitären Forschungseinrichtungen, an denen in der Praxis eingesetzte Brennkammern für Gasturbinen realitätskonform hinsichtlich Druck und Temperatur untersucht werden. Aufbauend auf der durch die FH Aachen betriebene Grundlagenforschung des Micro-Mix-Verbrennungsprinzips, wurden von der B&B-AGEMA durch anwendungsorientierte Berechnung zahlreiche Testbrenner und Prototypen-Brennkammern in enger Zusammenarbeit mit KHI ausgelegt und konstruiert. Letztlich erfolgte der Einbau der optimierten Brennkammer in eine reale Gasturbinenanlage, welche erfolgreich betrieben wird.

Das innovative Verbrennungssystem erreicht ohne zusätzlichen Wasser- oder Dampfeinsatz deutlich niedrigere NOx-Emissionen als konventionelle Verbrennungssysteme. Hinzu kommt die inhärente Sicherheit gegen Flash-Back. Durch erfolgreiche Weiterentwicklung zur Brennstoffflexibilisierung können dem Verbrennungssystem bis zu 50 vol% Erdgas beigemischt werden.