Gewaltige, bisher vernachlässigte Energiequelle

Münchner Start-up belebt Organic Rankine Cycle wieder

Bisher wurde eines der größten Energiepotenziale viel zu sehr außer Acht gelassen: die Abwärme. Zurzeit geht mehr als die Hälfte der weltweit eingesetzten Energie in industriellen Prozessen, in der Stromerzeugung, aber auch im Sektor Mobilität verloren. Diese riesige Menge zu recyceln, hat sich die Orcan Energy GmbH, eine Ausgründung aus dem Lehrstuhl für Energiesysteme der TUM, zum Ziel gesetzt.  Das Verfahren dazu ist nicht neu: der sogenannte Organic Rankine Cycle (ORC), benannt nach dem schottischen Physiker William John Macquorn Rankine (1820 bis 1872).

Schon im Jahr 2004 entstand an der TUM ein erster Prüfstand zur Untersuchung von Komponenten für Systeme des Organic-Rankine-Cycle (ORC). Der ORC arbeitet wie ein konventionelles Dampfkraftwerk. Als Arbeitsmedium dient jedoch statt Wasser ein organisches Fluid. Somit lässt sich auch Wärme mit geringem Tempe raturniveau, eben Abwärme, zur Stromerzeugung nutzen. Während nämlich Dampfkraftwerke mehrere Hundert Grad Hitze brauchen, kommt der  ORC-Prozess mit deutlich weniger aus, weil die Kältemittel schon bei niedrigeren Temperaturen verdampfen.

Im Bereich der Geothermie oder bei Biomasse-Heizkraftwerken ist die ORC-Technologie inzwischen bekannt. Die Herausforderung für die TUM-Wissenschaftler besteht darin, auch kleine Mengen an Abwärme der Stromerzeugung zugänglich zu machen. Die ORCs müssen hierfür so kompakt sein, dass sie direkt an der Abwärmequelle ohne großen Aufwand integriert werden können, und sie müssen hohe Anforderungen an Wirtschaftlichkeit und Verfügbarkeit erfüllen.

Die Ingenieure von Orcan Energy haben eigenen Angaben zufolge dafür einen Weg gefunden, indem sie den normalen Entwicklungsprozess umkehrten: Sie schauten zuerst, welche Komponenten es schon gab: Einige – auf den ersten Blick unpassende – Bauteile ließen sich mit minimalen Änderungen für den ORC-Prozess”zweckentfremden”. Das Ergebnis sind zehn Patente sowie ein Kleinkraftwerk namens ePack. Es leistet 20 Kilowatt, wiegt rund zwei Tonnen und hat die Grundfläche von zwei Europaletten. Als Kältemittel dient laut Orcan Energy eine harmlose handelsübliche Substanz. Abwärme von Flüssigkeiten kann das ePack ab einer Temperatur von 110 Grad verstromen, von Gasen ab 200 Grad.

[note Das Produkt der Orcan Energy GmbH: der ePack – ein kompaktes System zur Abwärmenutzung. Mit einem ePack können innerhalb eines Jahres mehr als 150 000 kWh elektrischer Energie CO2-frei erzeugt werden.] 2008 hatten die TUM-Mitarbeiter Richard  Aumann, Dr. Andreas Sichert und Dr. Andreas Schuster die Ausgründung “Orcan Energy GmbH” gestartet, mit dem Ziel, ORC-Produkte im kleinen Leistungsbereich für den Massenmarkt zu entwickeln, herzustellen und zu vertreiben. Unterstützt wurde das Team anfangs durch das EXIST-Forschungstransfer-Programm. Bei der Entwicklung des ersten ePack-Demonstrators, der besonders kompakt, kostengünstig und flexibel sein sollte, gab es mehrere Probleme, die schließlich zu einer Vielzahl an innovativen Lösungen und damit Patentideen führten.
->Quelle(n): heise.de; tum.de; es.mw.tum.deorcan-energy.com