Die bereits 15 Jahre andau­ernde inten­sive For­schung und Ent­wick­lung in Sachen indus­tri­elle Wär­me­pum­pen trägt nun Früchte.

Nehmen Sie ein belie­bi­ges inter­na­tio­na­les Sze­na­rio zur Redu­zie­rung der Koh­len­stoff­emis­sio­nen: Sie werden sehen, dass Wär­me­pum­pen darin eine Schlüs­sel­rolle spielen. Nach Angaben der Inter­na­tio­na­len Ener­gie­agen­tur (IEA) werden bei­spiels­weise bis 2045 50 Prozent der Gebäu­de­hei­zun­gen durch Wär­me­pum­pen abge­deckt. Die Agentur sagt voraus, dass die Zahl der monat­lich instal­lier­ten Wär­me­pum­pen von 1,5 Mil­lio­nen auf 3 bis 5 Mil­lio­nen im Jahr 2030 anstei­gen wird.

Der Grund für das spek­ta­ku­läre Wachs­tum ist einfach: Die Wär­me­pum­pen­tech­no­lo­gie ist ein sehr effi­zi­en­tes Mittel, um unsere Abhän­gig­keit von fos­si­len Brenn­stof­fen zu ver­rin­gern und die Koh­len­stoff­emis­sio­nen des Ener­gie­sek­tors und der Indus­trie zu redu­zie­ren. Laut dem „World Energy Outlook 2021“ der IEA wird an der breiten Nutzung von Wär­me­pum­pen kein Weg vor­bei­füh­ren, um die Anfor­de­run­gen des Pariser Kli­ma­ab­kom­mens zu erfül­len.

Ener­gie­un­ter­neh­men unter­stüt­zen große Wär­me­pum­pen

Indus­tri­elle Wär­me­pum­pen funk­tio­nie­ren nach dem glei­chen Prinzip wie die übli­chen Luft-​zu-Luft-Wärmepumpen für Ver­brau­cher, aber die erzeugte Ener­gie­menge kann das Tau­send­fa­che betra­gen. Indus­tri­elle Wär­me­pum­pen nutzen in der Regel Abwärme oder die in der Außen­luft absor­bierte Wär­me­en­er­gie als Wär­me­quelle. Große Wär­me­pum­pen können sehr kos­ten­ef­fi­zi­ent Tem­pe­ra­tu­ren von bis zu 120 Grad Celsius erzeu­gen.

„Das ist gerade für Ener­gie­un­ter­neh­men inter­es­sant, die große Wär­me­pum­pen ein­set­zen wollen, um Kohle und andere Brenn­stoffe zu erset­zen. Auf­grund von Emis­si­ons­han­dels­sys­te­men, Kli­ma­re­ge­lun­gen und dem Ruf ihrer Marken stehen die Unter­neh­men unter großem Druck, ihre Emis­sio­nen zu redu­zie­ren“, sagt Martti Kukkola, Geschäfts­füh­ren­der Direk­tor bei Oilon.

Es geht aber auch darum, Gewinne zu erzie­len. Die Preis­stei­ge­run­gen bei Kohle, Erdöl und Erdgas im Jahr 2021 haben viele Unter­neh­men dazu ver­an­lasst, über Alter­na­ti­ven nach­zu­den­ken. Oilon beob­ach­tet dieses Phä­no­men in Form von Anfra­gen von Neu­kun­den.

„Die neue Fabrik ist erst der Anfang“

Der Umsatz von Oilon im Bereich der indus­tri­el­len Wär­me­pum­pen hat sich 2019 und 2020 jeweils ver­dop­pelt. Im Jahr 2021 setzt sich das Wachs­tum fort, auch wenn die Pro­duk­tion durch Ver­zö­ge­run­gen bei der Lie­fe­rung von Kom­po­nen­ten auf­grund der COVID-​Pandemie leicht gebremst wurde.

Oilon feierte im Novem­ber 2021 die Ein­wei­hung einer neuen Fabrik in Kokkola, Finn­land. Das Werk ist auf die Her­stel­lung indus­tri­el­ler Wär­me­pum­pen aus­ge­rich­tet.

„Die Aus­sich­ten sind so gut, dass wir die Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tät ver­vier­fa­chen wollten. Jetzt sind wir in der Lage, etwa 600 indus­tri­elle Wär­me­pum­pen pro Jahr zu pro­du­zie­ren. Aber das ist erst der Anfang. Wir werden die Kapa­zi­tät wahr­schein­lich schon um 2025 herum erwei­tern müssen“, sagt Kukkola.

Welt­weit ist Oilon vor allem für Brenner bekannt, aber Kukkola geht davon aus, dass indus­tri­elle Wär­me­pum­pen in Zukunft der größte Geschäfts­be­reich von Oilon sein werden.

Kunden erkun­di­gen sich nach 100-​MW-Projekten

Oilon hat in den letzten 15 Jahren stark in die For­schung und Ent­wick­lung von großen Wär­me­pum­pen inves­tiert. Die Leis­tungs­zahl (Coef­fi­ci­ent of Per­for­mance, COP) ist kon­ti­nu­ier­lich gestie­gen und erreicht bei ChillHeat-​Lösungen einen Wert von 10, wenn sowohl Wärme als auch Kälte erzeugt wird. Nicht viele Her­stel­ler können Tem­pe­ra­tu­ren von 120 °C errei­chen.

„Die Kunden haben die Ent­wick­lung zur Kennt­nis genom­men, was groß­ar­tig ist. Dennoch gibt es noch viel über diese Tech­no­lo­gie zu lernen. So kann es vor­kom­men, dass in Aus­schrei­bun­gen die For­de­rung nach einer mög­lichst großen Wär­me­pumpe gestellt wird, obwohl mehrere klei­nere Ein­hei­ten oft besser sind. Unsere Aufgabe ist es, her­aus­zu­fin­den, welche Lösung für einen bestimm­ten Kunden und ein bestimm­tes Projekt die beste Wahl ist.“

Die opti­male Lösung hängt von der Anwen­dung, der Wär­me­quelle, der Tem­pe­ra­tur der benö­tig­ten Wärme oder Kälte, den Umstän­den, der Immo­bi­lie und vielen anderen Fak­to­ren ab. Der „Oilon Aus­wahl­hel­fer“, ein Software-​Tool, hilft Kunden, die rich­ti­gen Lösun­gen mit den Exper­ten von Oilon zu finden.

Die Nenn­leis­tung der indus­tri­el­len Wär­me­pum­pen von Oilon reicht von 30 kW bis 2 MW. Durch die Ver­bin­dung meh­re­rer Wär­me­pum­pen werden „Züge“ erzeugt, deren Gesamt­leis­tung mehrere zehn Mega­watt betra­gen kann. Die Rei­hen­schal­tung trägt auch dazu bei, den Wir­kungs­grad im Teil­last­be­reich und die Gesamt­leis­tung zu opti­mie­ren.

„Die Kunden inter­es­sie­ren sich immer mehr für große Wär­me­pum­pen­sys­teme von bis zu 100 MW und mehr“, sagt Kukkola.

Energie aus zwei Kilo­me­tern Tiefe

Alle indus­tri­el­len Wär­me­pum­pen von Oilon werden in der neuen Fabrik in Kokkola, Finn­land, her­ge­stellt. Im Jahr 2020 gingen vier von fünf Pumpen ins Ausland. Die wich­tigs­ten Ziel­re­gio­nen sind Europa, China und Süd­ame­rika. Ein neuer viel­ver­spre­chen­der Markt ist Nord­ame­rika, wo Oilon derzeit den Ver­trieb auf­nimmt.

Die Anwen­dun­gen für indus­tri­elle Wär­me­pum­pen sind viel­fäl­tig. Die Refe­renz­pro­jekte von Oilon finden Sie über die Links:

  • Fern­wärme. Als Wär­me­quelle wird z. B. Außen­luft oder Abwärme aus der Kühlung genutzt. Indus­tri­elle Wär­me­pum­pen werden in der Regel ein­ge­setzt, um die von Kraft­wer­ken erzeugte Energie im Fern­wär­me­netz zu erset­zen. Wenn die Kohle ersetzt wird, sind die Emis­si­ons­re­duk­tio­nen am größten.
  • Kom­bi­nier­tes Heizen und Kühlen. ChillHeat-​Systeme von Oilon erzeu­gen gleich­zei­tig grüne Wärme und Kühlung für Gebäude. Grund­stücks­spe­zi­fi­sche Wär­me­pum­pen sind eine prak­ti­sche Lösung, wenn das Gebäude außer­halb von Fernwärme-​ und Fern­käl­te­net­zen liegt.
  • Nutzung von Rauch­ga­sen. Die Rauch­gase der Heizung werden in eine Wär­me­pumpe gelei­tet, die die Wär­me­en­er­gie aus den Gasen an das im Heiz­sys­tem zir­ku­lie­rende Wasser abgibt.
  • Bat­te­rie­parks. Große Bat­te­rie­parks mit einer Kapa­zi­tät von Hun­der­ten von Mega­watt sind auf der ganzen Welt im Kommen. Sie werden benö­tigt, um die Fle­xi­bi­li­tät der Strom­netze bei schwan­ken­der Wind- und Son­nen­en­er­gie zu erhöhen. Indus­tri­elle Wär­me­pum­pen werden ein­ge­setzt, um die Bat­te­rien zu kühlen und ihre Abwärme z. B. an ein Fern­wär­me­netz abzu­ge­ben.
  • Ener­gie­re­cy­cling in Indus­trie­an­la­gen. Bei indus­tri­el­len Pro­zes­sen fallen große Mengen an Abwärme an, die oft direkt aus der Anlage abge­lei­tet werden, ohne dass sie in irgend­ei­ner Weise genutzt werden. Eine bessere Idee ist dabei die Rück­ge­win­nung der Abwärme mit indus­tri­el­len Wär­me­pum­pen. Mit großen Wär­me­pum­pen kann die Abwärme in eine Wärme von 120 °C umge­wan­delt werden. Das­selbe Pum­pen­sys­tem kann auch zur Erzeu­gung von Kühl­en­er­gie ver­wen­det werden.
  • Mit­tel­tiefe geo­ther­mi­sche Boh­run­gen. Am Grund der 2 km tiefen geo­ther­mi­schen Boh­run­gen herrscht eine kon­stante Tem­pe­ra­tur von 40 °C. Große Wär­me­pum­pen werden ein­ge­setzt, um die Wärme an ein Fern­wär­me­sys­tem zu über­tra­gen, wodurch die Koh­len­stoff­emis­sio­nen beim Heizen um bis zu 95 Prozent gesenkt werden können.
  • Lebens­mit­tel­in­dus­trie. In Lebens­mit­tel­fa­bri­ken, Mol­ke­reien, fleisch-​verarbeitenden Betrie­ben und vielen anderen Ein­rich­tun­gen in der Lebens­mit­tel­in­dus­trie werden Wärme und Kälte gleich­zei­tig benö­tigt. Indus­tri­elle Wär­me­pum­pen sind eine kos­ten­ef­fi­zi­ente und umwelt­freund­li­che Lösung. Die Pumpen nutzen in der Regel Abwärme als Wär­me­quelle oder erzeu­gen bei Bedarf direkt Kälte.