Chemiekonzern Evonik leistet mit naturenergie einen entscheidenen Beitrag zum Klimaschutz

In Rheinfelden produziert Evonik mit rund 1.200 Mitarbeitenden Spezialchemie, die unter anderem Kühlschränke besser isoliert, Reifen spritsparender rollen lässt oder Lackierungen kratzfest macht. Dabei ist sich der internationale Konzern seiner gesellschaftlichen Verantwortung gegenüber Umwelt und Klima bewusst. Gezieltes Handeln und der nachhaltige Umgang mit Ressourcen sind auch Grundlage des gemeinsamen Projekts mit naturenergie.

Das Projekt auf einen Blick

Die Ausgangsituation

Kühlen spielt in der industriellen Produktion eine zentrale Rolle. Dadurch entsteht überflüssige Wärme. Diese hat Evonik zum Teil wieder dem Produktionskreislauf zuführen können oder zum Heizen der Gebäude am Standort genutzt. Doch die Menge an Wärme ist deutlich größer als der eigene Bedarf. Ziel des gemeinsamen Projekts von naturenergie und Evonik ist es, das hohe Potenzial der überschüssigen Wärmenergie sinnvoll zu nutzen – zum Vorteil der Region, der Umwelt und der beteiligten Projektpartner.

Unsere Lösung

Gemeinsam setzen naturenergie und Evonik eine anspruchsvolle Systemlösung um: Über eine 900 Meter lange Rohrleitung fließt 95 Grad heißes Wasser, das direkt aus dem Kühlkreislauf entnommen wird, zur Energiezentrale der naturenergie hochrhein AG. Dort wird die Wärme in die gekoppelten Nahwärmenetze von naturenergie und den Stadtwerken Rheinfelden verteilt oder über einen Wärmetauscher und mittels Kleinstdampfturbinen in elektrische Energie umgewandelt.

Gemeinsame Erfolge

Die bei Evonik gewonnene Wärme wird in Wohnhäusern der benachbarten Stadtquartiere als Nahwärme zum Heizen genutzt. Im Sommer, wenn der Bedarf an Wärme geringer ist, wird über eine ORC-Anlage aus der überschüssigen Wärme Strom gewonnen, der die Heizzentrale und die naheliegenden Bürogebäude versorgen soll. Das Projekt leistet Pionierarbeit für eine energieeffiziente Wärmeversorgung. Dadurch lassen sich in Rheinfelden nach dem finalen Ausbau rund 10.000 Tonnen CO2 einsparen, mehrere Tausend Wohnungen mit Wärme versorgen und die Stadt den eigenen Klimaschutzzielen einen großen Schritt näherbringen. Aus industrieller Sicht lässt sich durch die bislang ungenutzte Prozesswärme der Kühlbedarf senken und die damit verbundenen Enrgieaufwände.

Energie-Award für Abwärme-Projekt

Die Deutsche Energie-Agentur (dena) hat das gemeinsame Projekt von naturenergie und der Evonik Industries AG im November 2021 mit dem Energy Efficiency Award 2021 in der Kategorie „Think big! Komplexe Energiewendeprojekte“ ausgezeichnet. Neben der Reduktion des CO2-Ausstosses und der Wärmeenergieeinsparung in Rheinfelden hebt die Jury den Modellcharakter des Projekts hervor. Eine Umsetzung sei in vielen Kommunen mit Nahwärmenetz in der Nähe von produzierenden Unternehmen möglich. Das gemeinsame Vorgehen von Evonik und naturenergie sei ein innovativer Weg Richtung Klimaneutralität.

Mehr zur Auszeichnung

So verbinden wir Abwärme und Wärmenetz

Aus industrieller Abwärme wird eine Wärmequelle für Wohnquartiere

naturenergie betreibt in Rheinfelden ein Nahwärmenetz. Durch den Anschluss an den Kühlkreislauf des benachbarten Evonik-Standorts wird die dort entstehende, überschüssige Wärmeenergie aus der Kieselsäure-Produktion direkt und indirekt weiterverwendet. Bis zur Umsetzung des Modellprojekts wurde nur ein Teil des 95 Grad heißen Wassers direkt am Produktionsstandort genutzt, der Rest wurde als Abwärme in den Rhein geleitet. 900 Meter Rohrleitung sorgen für die Verbindung von Evonik und der Energiezentrale der naturenergie hochrhein AG.

Innovative ORC-Anlage wandelt Abwärme in elektrische Energie um

Eine ORC-Anlage in der Energiezentrale wandelt die Wärme bei Bedarf in elektrischen Strom um. ORC steht für „Organic Rankine Cycle“. Das heiße Wasser erhitzt über einen Plattenwärmetauscher den flüssigen Energieträger Pentaflourpropan. Die Hitze lässt die Flüssigkeit zu Gas werden. Der entstehende Dampf treibt eine Kleinstdampfturbine an, die über einen Generator Strom erzeugt. Danach entspannt sich das Pentaflourpropan, verflüssigt sich und fließt zurück in den Kreislauf. Der ORC-Generator erzeugt bis zu 250 kW elektrische Leistung. 

Industrielle Abwärme für Quartierslösungen nutzen

Um die Wärmeenergie sinnvoll und nachhaltig zu verteilen, verknüpfen Energiedienst und die Stadtwerke Rheinfelden ihre Wärmenetze. Der Zusammenschluss der beiden Nahwärmenetze ermöglicht es, einen Großteil des Wärmebedarfs der Stadt allein durch die Abwärme des Evonik-Standorts zu abzudecken. Mit der entstehenden Wärmeleistung von rund 5.000 kW können dann bis zu 10.000 Haushalte und ein nahgelegenes Gewerbegebiet mit Wärme zum Heizen und zur Warmwasserversorgung versorgt werden. Der Zusammenschluss ist ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Klimaneutralität.

Wärmenetze verbinden und Energie effizienter nutzen

Die Stadtwerke Rheinfelden und naturenergie verknüpfen ihre lokalen Nahwärmenetze. Mit dem Zusammenschluss im Frühjahr 2022, wird der Großteil des Wärmebedarfs über die Nutzung der industriellen Abwärme der Evonik getragen. Die Verbindung ist ein Erfolg für alle Beteiligten und den Klimaschutz insgesamt. Davon können auch die Bürger Rheinfeldens profieren.

Zitat des Kunden

Aufgrund der Zusammenarbeit mit Energiedienst wird jetzt ein Teil der Abwärme sinnvoll dafür genutzt, viele Menschen in Rheinfelden mit Wärme zu versorgen. Das kommt der Region, uns als Unternehmen und der Umwelt zugute. Für uns ist das ein wichtiges Nachhaltigkeitsprojekt.

Dr. Stefan Fiedler

Evonik Operations GmbH, Leiter Betriebsgruppe AEROSIL Rheinfelden

Dr. Stefan Fiedler

Evonik Operations GmbH, Leiter Betriebsgruppe AEROSIL Rheinfelden

Das Erfolgsprojekt kurz erklärt:

 

 

Bauprojekt zur Abwärmenutzung in Rekordzeit fertiggestellt

Juli 2019

Mit der Unterzeichnung der Verträge beginnt die wegweisende Zusammenarbeit zwischen Evonik und Energiedienst bei der Wärmeabnahme.

März 2020

Mit einem symbolischen Spatenstich am Donnerstagnachmittag, 05. März 2020, beginnen die Bauarbeiten von Energiedienst für die neue Nahwärmeleitungen und die Heizzentrale an der Schildgasse.

März 2020

Die Bauarbeiten der neuen Heizzentrale beginnen: Das Fundament wird gegossen, der Beginn der Wärmeleitung zur Evonik wird verlegt.

April 2020

Ein Kran hebt tonnenschwere Fertigbauelemente in ihre Position, Arbeitende auf den Baugerüsten dirigieren den Kranführer und helfen, die Elemente zu platzieren: Die Außenwände der Heizzentrale wachsen schnell.

Mai 2020

Die Wärmeleitung wird nahe dem Umspannwerk verlegt. Hier fließt künftig 95 Grad warmes Wasser von Evonik zur Energiezentrale und von dort aus in die Nahwärmenetze.

Juli 2020

Auf einer Länge von 54 Metern und in sieben Metern Tiefe wurden von einer Fachfirma bei einer Pressbohrung Rohre für die Abwärmeleitung unterhalb eines Bahndamms verlegt. Ein Rohr verbindet die neue Rohrbrücke auf dem Evonik-Gelände mit der Energiezentrale an der Schildgasse. Mehr Infos

Juli 2020

Drei massive Tischkühler und die 50 Tonnen schwere Einhausung der ORC-Anlage werden zur Baustelle an der Schildgasse geliefert und per Autokran in Position gehoben.

Oktober 2020

Ein Autokran hebt die 18 Tonnen schwere ORC-Anlage in die dafür vorgesehene Einhausung. Künftig wandelt sie überschüssige Wärme in Strom um.

Dezember 2020

Die restlichen Leitungen in der Energiezentrale werden isoliert. Die erste Wärme aus den Prozessen der Evonik wird abgeholt. Im kommenden Jahr geht die Inbetriebnahme weiter.

Januar 2021

Das Nahwärmenetz Grendelmatt wird nun mit der industriellen Abwärme der Evonik versorgt. Die bisherige Wärmeversorgung über Gas konnte ausgestellt werden. Dadurch werden im ersten Schritt jährlich mehr als 400 Tonnen CO2 eingespart!

März 2021

Der Netzanschluss für die ORC-Anlage wird verlegt, ebenso wie eine Wärmeleitung auf das Gelände der ED Netze GmbH.

September 2021

Die ORC-Anlage geht in den Regelbetrieb über. Die Abwärme fließt in Form von 95 Grad Celsius warmem Wasser in die ORC-Anlage. Dort erhitzt sie einen Kreislauf, in dem Pentaflourpropan enthalten ist. Die Hitze lässt den Stoff verdampfen. Der aufsteigende Dampf treibt eine Turbine an, die wiederrum über einen Generator Strom erzeugt.

Oktober 2021

Zum erfolgreichen Abschluss des Projekts kamen am 13. Oktober 2021 Vertreter von Energiedienst, Evonik, dem Landkreis, der Stadt und lokaler Presse zu einer gemeinsamen Feierstunde auf dem Gelände der Energiezentrale an der Schildgasse zusammen. 

Ausblick für die Zukunft

Industrielle Abwärme ist Bestandteil großer Produktionsstandorte und geht meist als Nebenprodukt verloren. Ihre sinnvolle Nutzung über Nahwärmenetze und Umwandlung in elektrische Energie ist möglich. Das zeigt das erfolgreiche Projekt von Evonik und naturenergie.

Das Potenzial für ähnliche Projekte in der Region ist hoch. Neben dem Anschluss an Nahwärmenetze lässt sich industrielle Abwärme auch für Kühl- und Trocknungsprozesse verwenden.

 

 

 

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  • Tüv klimaneutral