Dampf von 0,5 bis 3 t/h: Stromgenerator oder Gasheizkessel mit extrem niedrigem NOx-Ausstoß? Wie soll man sich im Jahr 2026 entscheiden?

Zusammenfassung (TL;DR): Der Abschnitt von 0,5 bis 3 Tonnen Dampf pro Stunde Hier konzentriert sich derzeit der Austausch von Heizkesseln in der spanischen Industrie: Bäckereien, Molkereien, Fleischverarbeitungsbetriebe, Kosmetikindustrie, Pharmabranche und Feinchemie. In diesem Bereich gibt es zwei ernstzunehmende Wege: den elektrischen Niederspannungs-Dampferzeuger (380 V) – mit Heizelementen oder Elektroden –, die ohne Verbrennung Dampf erzeugt und in der Regel an den bereits in der Anlage vorhandenen Transformator angeschlossen wird, sowie den Gasheizkessel mit extrem niedrigem NOx-Ausstoß, der zwar weiterhin Brennstoff verbraucht, dessen Emissionen jedoch deutlich unter den Grenzwerten liegen, die ab 2030 für bestehende Anlagen. Giconmes Ibérica, Hersteller von elektrischen Dampferzeugern seit 1957 in Zaragoza bedient beide Strecken bis 3 t/h und erstellt die vergleichende Untersuchung für jedes Werk.

Warum gerade der Bereich von 0,5 bis 3 t/h modernisiert wird

Ein Dampfkessel mit einer Leistung von 1, 2 oder 3 t/h ist der typische Kesselraum in der spanischen Lebensmittel- und Pharmaindustrie: Er wurde vor 15 oder 20 Jahren installiert, wird mit Erdgas betrieben und versorgt mehrere Prozesse gleichzeitig (Kochen, Sterilisieren, Reinigen, Beheizen von Tanks). Und genau bei diesem Kessel muss nun aus drei Gründen entschieden werden, wie mit ihm verfahren werden soll:

• Emissionsvorschriften. Die Richtlinie (EU) 2015/2193 und das Königliche Dekret 1042/2017 legen für Erdgasheizkessel von 1 bis 50 MW thermisch ein NOx-Grenzwert von 100 mg/Nm³ in neuen Anlagen und in 250 mg/Nm³ bei den bestehenden, die diese Vorschrift ab 2025 sofern sie 5 MW und vor dem 1. Januar 2030 wenn sie zwischen 1 und 5 MW. Ein Heizkessel mit 2 t/h betragen etwa 1,5 MW thermisch: Dies fällt in den Geltungsbereich der Vorschrift, und es stehen drei Jahre zur Anpassung zur Verfügung. Viele erreichen diese Werte nicht, ohne den Brenner und häufig sogar den gesamten Heizkessel auszutauschen.
• Günstiger Strom zu mehr Stunden im Jahr. Dank der Photovoltaik haben sich die Stunden mit niedrigen oder gar keinen Marktpreisen in Spanien vervielfacht. Ein Stromverbraucher mit einer Leistung von 1–2 MW und Regelbarkeit kann diese Stunden nutzen und darüber hinaus Energieeinsparungszertifikate (CAE) für den Ersatz von Gas erhalten.
• Die elektrische Leistung ist bereits im Werk vorhanden. Ein Generator mit einer Leistung von 2 t/h verbraucht etwa 1,5 MW. Viele mittelgroße Industrieanlagen verfügen über diese Leistungsreserve in ihrer Schaltanlage oder erreichen sie durch eine Erweiterung im Niederspannungsbereich, ohne dass ein Mittelspannungsanschluss erforderlich ist. Dies ist der wesentliche Unterschied zu den 10-kV-Elektrodenkesseln: In diesem Bereich erfordert die Elektrifizierung keine größeren Elektroinstallationsarbeiten.

Die Frage lautet nicht mehr „Wann muss der Heizkessel ausgetauscht werden?“, sondern „Ersetze ich ihn durch einen elektrischen Heizgenerator oder durch einen Gasheizkessel mit extrem niedrigem NOx-Ausstoß?“.

Option A: Elektrischer Niederspannungs-Dampferzeuger (380 V)

Zwei Technologien, ein und derselbe Anschluss

• Widerstandsheizgeräte (Baureihen NGV und HGV von Giconmes): gepanzerte Tauchheizelemente, stufenweise oder modulierende Regelung. Bis zu 2,8 t/h, übliche Drücke bis zu 10 bar sowie Ausführungen aus Edelstahl und für Reindampf.
• Niederspannungs-Elektrodengenerator: drei Elektroden mit 380 V, die in Wasser mit kontrollierter Leitfähigkeit eingetaucht sind; der Strom erwärmt das Wasser direkt und verdampft es. Keine zu ersetzenden Heizelemente, rein ohmsche Last ohne Kondensatorbank, stufenlose Regelung von 5 bis 100 %. Von 0,25 bis 2 t/h bei 10 bar.

In beiden Fällen wird das Gerät mit 380 V Drehstrom versorgt und an das interne Netz der Anlage angeschlossen.

Technische Daten der elektrischen Baureihe bis 3 t/h

Vorteile gegenüber dem Gaskessel

• Keine Verbrennung: null NOx, null CO, kein Kamin, keine Abgasanalyse, fällt nicht unter den Geltungsbereich der Königlichen Verordnung 1042/2017.
• Wirkungsgrad: 99 % der elektrischen Energie werden in Dampf umgewandelt; es entstehen keine Verluste durch Abgase oder durch das Ablassen von Luft aus dem Brenner.
• Platzbedarf und Bauarbeiten: Eine Anlage mit einer Leistung von 2 t/h benötigt eine Grundfläche von etwa 9 m². Es sind weder ein Brennerraum noch ein Brennstofflager noch ein Abgaskanal erforderlich.
• Ansprechverhalten und Modulation: Inbetriebnahme innerhalb weniger Minuten und Feinsteuerung der Leistung, wodurch der tatsächliche Bedarf des Prozesses abgedeckt und die Teilnahme an Mechanismen zur Stromflexibilität ermöglicht wird.
• Minimaler Wartungsaufwand: kein Brenner, keine Überprüfung der Verbrennung, keine Reinigung des Kamins.
• Erweiterbar mit Speicher: Ein Dampfspeicher oder ein geschichteter Warmwasserspeicher ermöglicht es, zu den günstigsten Zeiten zu produzieren und zu den Zeiten mit hohen Preisen zu verbrauchen.

Wann dies nicht die beste Option ist

• Wenn der Prozess rund um die Uhr mit gleichbleibender Auslastung läuft und der durchschnittliche Strompreis im Kraftwerk deutlich über dem thermischen Äquivalent von Gas liegt, ohne Spielraum für eine Verlagerung des Verbrauchs.
• Wenn die Anlage nicht über zusätzliche 1–2 MW im Niederspannungsbereich verfügt und diese auch nicht innerhalb eines angemessenen Zeitraums bereitstellen kann.
• Wenn kontinuierlich Dampf mit einem Druck von über 10–12 bar benötigt wird.

Option B: Gas-Dampfkessel mit extrem niedrigem NOx-Ausstoß

Was bedeutet „ultra-niedrige NOx-Emissionen“?

Der gesetzliche Grenzwert für einen neuen Erdgas-Heizkessel mit einer Leistung von mehr als 1 MW liegt bei 100 mg/Nm³ NOx. Ein NOx-ultra-niedriger Heizkessel ist so ausgelegt, von der Brennkammer bis zum Brenner mit Abgasrückführung so ausgelegt, dass er im Bereich von 30 mg/Nm³ oder weniger (bezogen auf 3 % O₂) arbeitet, und bietet damit einen Spielraum gegenüber den aktuellen Vorschriften sowie gegenüber den bereits diskutierten Verschärfungen auf lokaler und regionaler Ebene.

Vorteile

• Ohne Umstellung des Energieträgers: Die Anlage behält ihre Gasversorgung, den Kesselraum und einen Großteil der Anlage bei.
• Erfüllung mit Spielraum: Die vorgeschriebene Anpassung für bestehende Kessel von 1 bis 5 MW bis zum Jahr 2030 wird auf einen Schlag geregelt.
• Geringere Investitionen als bei der Umstellung auf Strom, wenn eine Leistungserweiterung erforderlich ist.
• Kompatibel mit Biomethan und Wasserstoffbeimischungen, was den Weg für eine schrittweise Dekarbonisierung offen hält.

Einschränkungen

• Es handelt sich nach wie vor um eine Verbrennung: Es fallen CO₂, ein Schornstein, regelmäßige Inspektionen und die Wartung des Brenners an.
• Sie haben keinen Anspruch auf Einnahmen aus der Strommarktflexibilität oder auf CAE-Zahlungen für den Brennstoffwechsel.

Die Hybridkonfiguration: die derzeit am häufigsten installierte Lösung

Bei den meisten Projekten mit einer Leistung von 1 bis 3 t/h, die wir derzeit analysieren, lautet die Antwort nicht „Strom oder Gas“, sondern eine parallele Nutzung von Strom und Gas:

• Der Stromgenerator deckt den Grundbedarf ab, wenn der Strompreis günstig ist (Sonnenstunden, Wochenenden, Flexibilitätsdienste), wobei eine Speicherung erfolgt, sofern der Prozess dies zulässt.
• Der Ultra-Low-NOx-Heizkessel deckt die Zeiten mit teurem Strom ab und dient als Reserve.
• Eine zentrale Steuerung entscheidet stündlich, welche Anlage je nach Energiepreis und prozesstechnischen Einschränkungen zum Einsatz kommt.

Dieses Konzept reduziert den Investitionsaufwand im Vergleich zu einer vollständigen Elektrifizierung, gewährleistet die Versorgungssicherheit und nutzt den Großteil der wirtschaftlichen Einsparungen sowie der Emissionsminderungen. Es passt zudem am besten zu den Fördermaßnahmen zur Dekarbonisierung der Industrie, die eine tatsächliche Reduzierung des Gasverbrauchs belohnen, ohne dessen vollständige Abschaffung zu verlangen.

Entscheidungskriterien: Die Liste, die wir bei Giconmes verwenden

Bevor wir eine Technologie vorschlagen, erfragen wir vom Werk sieben Angaben:

1. Dampfbedarfsprofil (Durchschnitt, Spitzenwert und Mindestwert in t/h; Stunden/Jahr).
2. Erforderlicher Dampfdruck und Dampfqualität (Industriedampf, Reindampf, Lebensmitteldampf).
3. Verfügbare elektrische Leistung im Umspannwerk sowie Kosten und Zeitaufwand für eine Erweiterung des Niederspannungsnetzes.
4. Gas- und Strompreise am Standort, einschließlich stündlicher Verteilung.
5. Status des derzeitigen Heizkessels im Hinblick auf die Königliche Verordnung 1042/2017 und Frist für die Anpassung.
6. Verfügbarer Platz und ob die Produktion während des Austauschs aufrechterhalten werden muss.
7. Verpflichtende Dekarbonisierungsziele (Scope 1, CSRD-Berichterstattung, Kundenanforderungen).

Anhand dieser sieben Daten haben wir eine Vergleichsstudie zu den Gesamtbetriebskosten über einen Zeitraum von 10 Jahren für die drei Alternativen erstellt: 100 % Elektro, 100 % extrem niedrige NOx-Emissionen und Hybrid.

Die Giconmes-Produktreihe bis 3 t/h

Giconmes Ibérica ist seit mehr als 65 Jahre die in Zaragoza elektrische Dampferzeuger herstellt. Die NGV-Baureihe (von 3 kW mehr als 180 kW) und LKW (bis zu 2,8 t/h) von Widerständen wird nun durch Elektrodengeneratoren von 380 V von 0,25 bis 2 t/h sowie mit Gasheizkesseln mit extrem niedrigem NOx-Ausstoß bis zu 3 t/h, hergestellt unter der Marke Giconmes mit einem für den europäischen Markt zertifizierten Design. Dasselbe Ingenieurteam, das bereits Generatoren für ein Kombikraftwerk, für Wasserstoffelektrolyseure oder für die Reinigung von Backlinien geliefert hat, befasst sich derzeit mit dem Austausch eines Heizkessels von 2 t/h.

Was wir im Rahmen eines Projekts dieser Art anbieten:

• Vergleichsstudie: Strom / Ultra-NOx-armes Gas / Hybrid unter Berücksichtigung der Gesamtbetriebskosten.
• Integrationsplanung: Niederspannungsanschluss, Wasseraufbereitung, Speicherung, Steuerungssystem.
• Abwicklung von Fördermitteln und Energieeinsparungszertifikaten.
• Inbetriebnahme, Schulung und Wartung auf der gesamten Iberischen Halbinsel.

Häufig gestellte Fragen

Welche elektrische Leistung benötigt ein Dampferzeuger mit einer Leistung von 2 t/h?

Etwa 1,5 MW bei 380 V Drehstrom. Bei einem Elektroden-Dampferzeuger ist die Last rein ohmsch und erfordert keine Blindleistungskompensation.

Kann ich einen Dampferzeuger mit einer Leistung von 1–2 t/h ohne Mittelspannungsanschluss anschließen?

In den meisten mittelgroßen Industrieanlagen ja: Er wird an den vorhandenen Transformator oder an eine Niederspannungserweiterung angeschlossen. Mittelspannungs-Elektrodenkessel (10 kV) sind erst ab mehreren Tonnen pro Stunde sinnvoll.

Wie viel Platz benötigt ein Stromgenerator mit einer Leistung von 2 t/h?

Etwa 9 m² Grundfläche und weniger als 4 m Höhe, ohne Brenner, Kamin oder Brennstoffbehälter.

Welchen NOx-Grenzwert muss ein neuer Gaskessel in Spanien einhalten?

100 mg/Nm³ für Erdgas ab einer thermischen Leistung von 1 MW, gemäß dem Königlichen Dekret 1042/2017 (EU-Richtlinie 2015/2193). Ultra-NOx-arme Heizkessel arbeiten bei etwa 30 mg/Nm³.

Wann müssen bestehende Gasheizkessel angepasst werden?

Anlagen mit einer Leistung von mehr als 5 MW ab 2025; Anlagen mit einer Leistung zwischen 1 und 5 MW (etwa 1,5 bis 7 t/h) vor dem 1. Januar 2030.

Kann ein Stromgenerator Einnahmen generieren?

Ja. Aufgrund seiner Fähigkeit zur schnellen Leistungsanpassung kann es an Flexibilitätsdiensten im Stromnetz teilnehmen und generiert durch den Ersatz von Gas Energieeinsparungszertifikate.In diesem Beitrag erläutern wir beide Mechanismen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Heizelement- und einem Elektroden-Wassererhitzer?

Der Widerstandsheizungsgenerator erwärmt das Wasser über gekapselte Heizelemente und lässt sich stufenweise regulieren; der Elektrodengenerator leitet den Strom durch das Wasser selbst, verfügt über keine austauschbaren Widerstände und lässt sich stufenlos von 5 bis 100 % regeln . Beide werden mit 380 V betrieben.

Müssen Sie einen Heizkessel mit einer Leistung zwischen 0,5 und 3 t/h erneuern?

Senden Sie uns das Dampfverbrauchsprofil und die in Ihrer Umspannstation verfügbare elektrische Leistung zu, und wir erstellen Ihnen eine unverbindliche Vergleichsanalyse. Schreiben Sie uns über giconmes.es oder rufen Sie uns an: In weniger als einer Woche erfahren Sie, ob Ihre Anlage für einen Stromgenerator, einen Ultra-Low-NOx-Heizkessel oder eine Hybridlösung in Frage kommt.

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