CoBra – Technologien für die Wärmewende
Das DLR auf der E-World in Essen
Auf der internationalen Energiemesse „E-World energy & water“ in Essen stellt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) neuartige Technologien und Lösungen für die Wärmewende vor. Die E-World ist die Informationsplattform für die Energiebranche und bringt Industrie, Forschung, Verwaltung und Politik zusammen.
Bildinfo: CoBra in der Versuchshalle in Cottbus
Mit der Hochtemperatur-Wärmepumpe im Demonstrationsmaßstab soll sowohl geeignete Prozesswärme als aus Prozesskälte für die Industrie bereitgestellt werden.
Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)
Vom 20. bis 22. Februar 2024 erfahren Besucherinnen und Besucher am DLR-Stand (Halle 4, Standnummer 4D118) zum Beispiel, wie man mit Kalk emissionsfrei heizen kann. Ein weiteres Thema sind Hochtemperatur-Wärmepumpen, die viele Industrieprozesse klimaverträglicher machen können. Eine neue DLR-Ausgründung zeigt, wie sie schnell und mit neuen Methoden Daten für die Wärmeplanung bereitstellt.
„Ob zum Heizen von Gebäuden oder für wichtige Industrieprozesse in der Stahl-, Chemie- und Lebensmittelindustrie – Wärme ist neben Strom eine elementare Ressource für Wirtschaft und Gesellschaft. Für ihre Bereitstellung kommen bislang allerdings kaum erneuerbare Ressourcen zum Einsatz. Folglich ist der Wärmebedarf für rund 40 Prozent der energiebedingten CO2-Emissionen verantwortlich. Die DLR-Energieforschung konzipiert und entwickelt deshalb bezahlbare, robuste Technologien und bringt sie in die Anwendung, um Wärme für Industrie, Gebäude, Quartiere und Kommunen klimaverträglich bereitzustellen“, sagt Prof. Meike Jipp, Bereichsvorständin Energie und Verkehr des DLR.
CALOGY: Clever Heizen mit Kalk
Wie man Gebäude mit einem Wärmespeicher aus gebranntem Kalk klimaverträglich heizen kann, daran arbeitet das DLR-Institut für Technische Thermodynamik. Aktuell testen die Forschenden eine Pilotanlage und bringen diese Technologie zum ersten Mal und in größerem Maßstab außerhalb des Labors zum Einsatz. Um Wärme zu erzeugen, nutzen Kalkspeicher die chemische Reaktion von gebranntem Kalk und Wasser. Wenn die beiden Stoffe reagieren, können Temperaturen über 100 Grad Celsius entstehen. Die Heizleistung lässt sich durch die Kalk- und Wassermenge regeln. Das Besondere an Kalkspeichern ist, dass sie nahezu keine Wärmeverluste haben. In Kalk lässt sich Energie über Monate chemisch „einlagern“. Im Sommer kann so erneuerbare Energie eingespeichert und im Winter zum Heizen genutzt werden. Wie das genau funktioniert, erklärt das interaktive Exponat Calogy auf dem DLR-Stand.
Klimaverträgliche Prozesswärme: Hochtemperatur-Wärmepumpe CoBra
Um die Wärmewende in der Industrie voranzutreiben, forscht das DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse an Technologien für Hochtemperatur-Wärmepumpen. Diese speziellen Wärmepumpen für den Einsatz in der Industrie sind eine klimaverträgliche Alternative zu fossilen Brennstoffen. In Cottbus steht die einmalige DLR-Versuchsanlage CoBra. Ihr Name ist eine Kombination aus Cottbus und dem Brayton-Prozess der Thermodynamik, auf dem die Anlage beruht. Die Pilotanlage kann Wärme bis 300 Grad und Kälte bis -40 Grad Celsius bereitstellen. Dieses Temperaturniveau reicht für viele Industriebranchen aus. Auf der E-World zeigt das DLR ein kleines Modell der CoBra-Anlage, die trockene Luft aus der Umgebung als Arbeitsmedium verwendet. Forschungsprojekte entwickeln Steuerungskonzepte für die Anlage, steigern ihren Wirkungsgrad und arbeiten an einem möglichst kompakten Design der Anlage. Zudem untersucht das DLR, wie sich Hochtemperatur-Wärmepumpen am besten in bestehende Industrieprozesse integrieren lassen.
Start-up „heatbrAIn“: schnell und exakt zu Daten für die Wärmewende
Die DLR-Ausgründung „heatbrAIn“ unterstützt bei der Datensammlung über Gebäudebestände, zum Beispiel für die kommunale Wärmeplanung, Wärmenetz-Transformationspläne oder Machbarkeitsstudien. Dazu kombiniert das junge Unternehmen Datenquellen und ergänzt sie mit wissenschaftlichen Methoden. Mit individuell angepassten Geodaten und Energiemodellen bietet das Start-up aus dem DLR-Institut für Solarforschung eine automatisiert erstellte und damit schnell verfügbare Datenlösung. Physikalische Modelle berechnen auf Basis von dreidimensionalen Gebäude-Darstellungen, von Nutzungsarten und Baualtersklassen präzise die Heizlast, den Wärmebedarf und die Lastgänge in stündlicher Auflösung. Das heatbrAIn-Modell wird im Laufe eines Projekts mit weiteren Informationen der Kunden über das betrachtete Gebiet angereichert und so die Qualität der Modellierung zusätzlich verbessert.
Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) – PM vom 20.02.2024
