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Unternehmensziel ökologische Effizienz

Faktor Energie

Von Gasen kann Leben abhängen, zum Beispiel beim Tauchen oder in der Intensivmedizin. Viele industrielle und medizinische Verfahren wie das Inertisieren, Kryorecycling oder die Kernspintomographie sind überhaupt nur mit Gasen möglich. In anderen helfen sie beim Einsparen von Energie und CO2-Ausstoß oder ersetzen giftige Chemikalien. Kurz, Gase sind unverzichtbar, auch für den Umweltschutz. Doch ihre Gewinnung braucht Energie. Bei Messer wird alles dafür getan, dass diese so effizient wie möglich genutzt wird. Das ist die wichtigste, aber bei Weitem nicht die einzige Maßnahme, mit der Messer ökologische Verantwortung übernimmt.

Der größte Teil der Gase für den industriellen Gebrauch ist buchstäblich aus der Luft gegriffen: Stickstoff, Sauerstoff und Argon werden in Luftzerlegungsanlagen gewonnen. Die Luft wird mit großen Kompressoren unter Druck gesetzt, auf Temperaturen zwischen minus 170 und minus 196 Grad Celsius gekühlt und teilweise verflüssigt. Durch kontinuierliches Verdampfen und Kondensieren in turmartigen Trennkolonnen werden die Luftbestandteile voneinander getrennt. Das kostet viel elektrische Energie: Um eine Tonne flüssigen Stickstoff oder Sauerstoff zu produzieren, braucht man etwa 600 Kilowattstunden. Eine durchschnittliche Luftzerlegungsanlage (LZA) verbraucht so viel Strom wie die Privathaushalte einer Stadt mit 40.000 Einwohnern.

Wirkungsgrad und Ökostrom

„Schon diese Zahlen machen klar, wie wichtig die Effizienz der LZA im Hinblick auf den CO2-Fußabdruck – die Klimarelevanz – ist“, sagt Dirk Reuter, Global Energy Officer (GEO) der Messer Group. Als ausgewiesener LZA-Experte kümmert er sich um die kontinuierliche Optimierung der Anlagen auf der ganzen Welt. „Die entscheidende Frage ist, wie viel Gas wir je eingesetzter Einheit Energie produzieren können.“ Zu den Aufgaben der Anlagentechniker gehört es deshalb seit jeher, den Wirkungsgrad zu optimieren. Der GEO unterstützt sie dabei mit der im ganzen Unternehmen gesammelten Erfahrung. Ihr Erfolg zeigt sich im Energiefaktor, der den Stromverbrauch ins Verhältnis zur Gasausbeute setzt. In nur fünf Jahren ist es Messer gelungen, diesen Faktor bei den LZA in Europa um 16 Prozent zu senken. Neben dem Wirkungsgrad der einzelnen Anlage spielt aber auch die Auslastung des Stromnetzes eine wichtige Rolle für die Ökobilanz. Bei schwankendem Stromangebot, wie es bei der Nutzung erneuerbarer Energien entsteht, sind flexible Großabnehmer gefragt. Im Januar hat Messer im spanischen El Morell einen Verflüssiger in Betrieb genommen, der vor allem bei Stromüberangebot – und trotzdem mit optimalem Wirkungsgrad – betrieben wird.

CO2 energieeffizient zurückgewinnen

Kohlendioxid (CO2) wird nicht durch Luftzerlegung gewonnen, sondern kann unter anderem aus industriellem Rauchgas zurückgewonnen werden. In senkrecht stehenden Absorbern wird das Abgas im Gegenstrom zu einem aminhaltigen Lösungsmittel geführt, welches das CO2 bindet. Anschließend wird das Kohlendioxid durch Erhitzen aus der Lösung abgetrennt. Auch in diesem Prozess spielt also die Energieeffizienz eine große Rolle. Das kanadische Unternehmen HTC hat mit verbesserten Lösungsmitteln und einem optimierten Prozess den Energieverbrauch beim Erhitzen drastisch senken können. Messer-Tochter ASCO Kohlensäure hat für die Dauer von 21 Jahren eine Alleinlizenz zur Nutzung dieses CO2-Ausscheidungsprozesses außerhalb Nordamerikas von HTC erworben. „Damit werden wir den Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen CO2- Rauchgas-Rückgewinnungsanlagen um circa 30 Prozent reduzieren“, sagt Dr. Christoph Erdmann, verantwortlich für den Bereich On-Site bei Messer Group.

Flüssig oder gasförmig

Auch der Aggregatzustand des Endprodukts beeinflusst die Energiebilanz. Um Luftgase in flüssiger Form zu erhalten, wird mehr als doppelt so viel Energie benötigt wie für ein gasförmiges Endprodukt, das für viele Anwendungen ausreicht. Auf der anderen Seite passt etwa tausendmal mehr flüssiges Produkt in einen Behälter als gasförmiges. „Wenn Luftgase in einem Behälter mit einem Fahrzeug transportiert werden, brauchen wir sie in flüssiger Form, sonst schluckt der Mehraufwand beim Transport schon nach wenigen Kilometern die Einsparung bei der Herstellung“, erklärt Dirk Reuter. Gasförmige Bereitstellung ist per Pipeline oder Gasproduktion auf dem Betriebsgelände des Kunden, On-Site, möglich. Gas aus dem Rohr gibt es in der Regel nur in Industrieparks mit bedeutendem Dauerbedarf. Große LZA direkt beim Abnehmer, die von Messer geplant, errichtet und betrieben werden, findet man unter anderem in der Stahlindustrie, die riesige Mengen Sauerstoff benötigt. Eine Nummer kleiner geht es mit kryogenen Generatoren für Sauerstoff oder Stickstoff. Auch können mit nicht-kryogenen Generatoren, Stickstoff oder Sauerstoff ohne Tiefkühlung durch Druckwechseladsorption oder mittels semipermeabler Membranen gewonnen werden. So bekam der Autozulieferer Bosch kürzlich für seinen ungarischen Standort Hatvan seinen dritten kryogenen Stickstoffgenerator mit einer Leistung von 600 Kubikmetern pro Stunde. Die zwei bestehenden Generatoren arbeiten mit einer Leistung von 900 und 500 Kubikmetern pro Stunde.

Flascheninnovation

Beim Transport kleiner Mengen lässt sich die Energieeffizienz ebenfalls steigern: Wird eine Gasflasche mit 300 bar statt der üblichen 200 bar Druck befüllt, enthält sie bereits 50 Prozent mehr Gas, was den Transportaufwand deutlich senkt. Verbesserte Stahlqualität erlaubt den höheren Druck bei nur geringfügig höherem Flaschengewicht. Messer ist seit rund zehn Jahren Vorreiter auf diesem Gebiet. Einen noch größeren Schritt hat Messer mit dem neuen MegaPack gemacht (Gases for Life 3/2013). Das völlig neu gestaltete Flaschenbündel ist wesentlich leichter, fasst mehr Gas und bietet zudem enorme Vorteile in der Handhabung. Dirk Reuter fasst zusammen: „Wir haben das Gesamtoptimum im Blick und arbeiten mit ständiger Effizienzoptimierung sowie technischer Weiterentwicklung daran, den Energieverbrauch immer weiter zu senken.“

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