Integration von Wärmepumpen zur Dekarbonisierung der industriellen Wärmeversorgung
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Wärmepumpen, die industrielle Abwärme mit erneuerbarem Strom nutzen, sind entscheidend für die Dekarbonisierung des Wärmesektors. Aktuell hindern ungünstige Strom-zu-Gaspreis-Verhältnisse, unzureichende Planungsinstrumente und mangelndes Bewusstsein bei Ingenieuren und Entscheidungsträgern in verschiedenen Sektoren die Marktdurchdringung. Diese Arbeit präsentiert ein intuitives, zweidimensionales Bewertungsnomogramm zur ökonomischen und ökologischen Vorteilhaftigkeit von Wärmepumpen im Vergleich zu herkömmlichen Gaskesseln. Die innovative Heat-Pump-Bridge-Analysis berücksichtigt prozessspezifische Einschränkungen und identifiziert das technisch-ökonomische Potenzial, indem Prozessanforderungen mit der Effizienz und den Grenzen verfügbarer Wärmepumpen abgeglichen werden. Zur quantitativen Analyse von Auslegungsgrößen in Bezug auf Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit werden erstmals probabilistische Zeitreihen erstellt und ausgewertet. Ein neuartiges, viergliedriges Nomogramm ermöglicht es Entscheidungsträgern, flexibel unternehmensspezifische Rahmenbedingungen in die bidirektionale Bewertung des Potenzials einzubeziehen. Angesichts steigender CO2-Preise und sinkender Emissionsfaktoren im Rahmen der Energiewende wird ein Anstieg des wirtschaftlich-kritischen Temperaturhubs von derzeit 32 K auf über 60 K bis 2050 erwartet.
