Technischer Hinweis 01/2023
Die Umstellung von mit fossilen Brennstoffen betriebenen Geräten auf alternative Energien hat sich zu einem globalen Megatrend entwickelt, der darauf abzielt, die fossilen CO2-Emissionen zu minimieren.
Eine beträchtliche Anzahl industrieller Prozesse erfordert hohe Temperaturen, um effektiv zu sein, während etwa 50 % von ihnen bei Temperaturen unter 400ºC ablaufen. Beide könnten leicht vom Verbrauch von Öl, Erdgas oder Kohle auf den Verbrauch von Strom oder grünem Wasserstoff umsteigen.
Minimierung des Kohlenstoff-Fußabdrucks im Industriesektor
Es stellt einen Wechsel von der derzeitigen Nutzung fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Dampf zur Erzeugung von Dampf mit elektrischer Energie dar, während man sich auf alternative Energieformen zur Stromversorgung verlässt. Gas- und ölbasierte Energiesysteme haben sich aufgrund ihres offensichtlichen Überflusses, ihrer Kosteneffizienz, ihrer technologischen Ausgereiftheit und ihres einfachen Zugangs zu bestehender Infrastruktur durchgesetzt, ohne dass den langfristigen wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen ihrer Kohlenstoffbilanz viel Aufmerksamkeit geschenkt wurde.
Effizienz von Elektrogeräten im Vergleich zu Geräten für fossile Brennstoffe
Der Wirkungsgradgrad von elektrischen Geräten im Vergleich zu fossilen Brennstoffen liegt bei 24% zu Gunsten der ersteren, da der Wärmeverlust bei elektrischen Geräten deutlich geringer ist. Daher sind Gasheizungsanlagen in der Regel mindestens um den gleichen Prozentsatz überdimensioniert. In einigen Fällen werden mehrere Heizkessel installiert, um den erheblichen Verlust an Betriebseffizienz bei niedrigen Temperaturen auszugleichen. Dieses Phänomen tritt bei elektrischen Anlagen nicht auf , die aufgrund ihrer Eigenschaften und ihres Aufbaus schnell auf dynamische Belastungen reagieren können.
Brenner benötigen ein optimales und präzises Brennstoffgemisch, um effizient arbeiten zu können. Dies ist nicht einfach zu erreichen, da die optimalen Variablen der auf dem Markt befindlichen Brennstoffe verändert werden, was zu einem teuren und unvollständigen Verbrennungsprozess führt, da die notwendige Luft mit hoher Temperatur aus dem Schornstein kommt.
Dies ist notwendig, um die Bildung von korrosiven Gemischen zu verhindern, die die Geräte schneller zersetzen können, weil die Temperatur über dem Taupunkt liegt. Es verhindert jedoch nicht, dass die Innenrohre von brennerbefeuerten Kesseln mit Ruß bedeckt werden, was den thermischen Wirkungsgrad der Geräte erheblich verringert.
Die Wartung all dieser Systeme ist aufgrund der Komplexität von Brennern, Gebläsen, Leitungen, Brennstoffmischung, Schornsteinlecktemperatur, Kesselsteinbildung, Korrosion und Verschmutzungskontrolle umfangreich und mühsam .
Ein Dampfkessel oder ein anderer industrieller Prozess, der mit fossilen Brennstoffen betrieben wird, erfordert für seinen optimalen Betrieb ein komplexes Wartungsprogramm, das wochenlange Inspektionen durch hochqualifizierte Techniker mit hochentwickelten Werkzeugen erfordert. Dies bedeutet lange Stillstandszeiten und hohe Wartungskosten, solange es nicht zu einem unerwarteten Ausfall kommt, mit den hohen Opportunitätskosten, die ein Stillstand bedeutet. An dieser Stelle dürfen wir die behördliche Kontrolle nicht vergessen, die komplexer und länger ist als bei elektrischen Geräten.
Das Heizen mit elektrischer Energie ist wesentlich einfacher und skalierbarer als das Heizen mit einem Brennstoffbrenner, was die Wahrscheinlichkeit eines technischen Versagens oder Ausfalls erheblich verringert. Es gibt keine parasitären Verluste, da es keine Verbrennung gibt, und es ist üblich, technisch ohne Probleme einzugreifen. Die Wartung ist einfach: Spülung, Überprüfung der elektrischen Anschlüsse und keine Lecks. Mit jährlichen Eingriffen von nur wenigen Stunden.
Aus Gründen der Wartung und der hohen Auslastungsollten Industrieanlagen, die sowohl ihre Investitionsausgaben (CAPEX) als auch ihre Betriebsausgaben (OPEX) minimieren wollen, die Umstellung auf elektrische Maschinen in Betracht ziehen.
Heizelemente (elektrische Widerstandsheizelemente) werden aufgrund ihrer einfachen und effektiven Konstruktionsmethode seit mehr als einem Jahrhundert in der Industrie eingesetzt.