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 Celsiuserzeugen.

„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 Teillastbereichund 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. GrundstücksspezifischeWärmepumpen 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.