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Junges Unternehmen gewinnt Stahl-Preis mit einer Mikro-Dampfturbine

Stahl-Innovationspreis

Turbonik, ein Dortmunder Spin-off des Fraunhofer-Instituts UMSICHT, hat den Stahl-Innovationspreis 2018 erhalten. Die Auszeichnung gab es für eine Mini-Dampfturbine mit vielen Vorteilen.

Dortmund

von Susanne Riese

, 27.06.2018
Junges Unternehmen gewinnt Stahl-Preis mit einer Mikro-Dampfturbine

Das Turbonik-Team - Martin Daft, Ralf Paucker, Dr. Björn Bülten, Dr. Johannes Grob - vor der Turbine. © Turbonik

Viele industrielle Prozesse benötigen Dampf, der oft mit hohen Kosten und großem Energieeinsatz erzeugt wird. Um diese Kosten zu senken, bietet es sich an, den vorhandenen Dampf unter Einsatz von Turbinen zusätzlich zur Stromerzeugung zu nutzen. Dies war bisher aber nur bei sehr großen Dampfmengen und Drücken wirtschaftlich umsetzbar.

Herausragendes Produkt aus Stahl

Die Mikro-Dampfturbine von Turbonik macht dies nun auch in kleineren Maßstäben möglich. Das Dortmunder Unternehmen, ein 2017 gegründetes Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen, wurde jetzt für die neuartige Mikro-Dampfturbine mit dem Stahl-Innovationspreis 2018 in der Kategorie „Produkte aus Stahl“ ausgezeichnet. 561 Bewerbungen lagen für die Preise der Stahlindustrie vor.

Dampf gewinnbringend nutzen

Die Mikro-Dampfturbine nutzt Prozessdampf, also Abwärme, die bei Abläufen erzeugt wird, und ermöglicht so eine ressourcenschonende und kostengünstige Stromerzeugung. Die neue Turbinentechnologie hat eine bis zu 40 Prozent höhere Effizienz als konventionelle Dampfturbinen.

Die Grundlagen für die Turbinentechnologie wurden in einem Projekt des Fraunhofer Instituts entwickelt. 2017 gründete sich die Turbonik GmbH aus dem Forschungsinstitut heraus. Der Firmensitz ist auf Phoenix-West in Dortmund.

Turbine verzichtet auf ein Getriebe

Der platzsparende Maßstab gelingt durch einen völlig neuartigen Konstruktionsansatz, bei dem insbesondere auf ein Getriebe verzichtet wird und sehr hohe Drehzahlen realisiert werden. Auf diese Weise wird vor allem die Effizienz deutlich erhöht.

So erzeugt die Mikro-Dampfturbine bei gleichem Brennstoffeinsatz bis zu 40 Prozent mehr Strom als konventionelle Turbinen in ihrer Leistungsklasse. Darüber hinaus ist die Turbine sehr kompakt und lässt sich auf engem Raum installieren.

Umweltfreundliche Schmierung ohne Öl

Das Material spielt eine besondere Rolle. Die Mikro-Turbine wird im Gegensatz zu konventionellen Dampfturbinen aus Edelstahl gefertigt, ohne aufwendige Gießprozesse. Die Verwendung von Edelstahl wiederum macht eine umweltfreundliche Wasserschmierung der Lager möglich. Die Turbine ist damit vollständig ölfrei - ein ökologischer Vorteil. Zudem verringert das deutlich die Wartungsarbeiten.

Freude über Stahl-Preis

„Wir freuen uns sehr über den ersten Platz beim Stahl-Innovationspreis, weil er ausdrücklich die Turbine und ihren Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung durch Material- und Energieeffizienz in Deutschland auszeichnet“, sagt Turbonik-Gesellschafter Martin Daft.

Die Turbine nutzt Energie effizient, spart Kosten und reduziert CO2-Emissionen nachhaltig. Bisher ungenutzte Wärmeenergie kann durch die Kombination von Dampferzeugungsprozess und Turbine einfach in elektrische Energie umgewandelt werden.

Mini-Format eröffnet neue Einsatzbereiche

Der Verzicht auf ein Getriebe und die Nutzung sehr hoher Drehzahlen wirken sich erheblich auf die Baugröße aus. Im Vergleich zum Marktstandard sind der Durchmesser des Laufrades um über 50 Prozent und das Gewicht sogar um 90 Prozent geringer.

Die ökologisch nachhaltige Eigenstromerzeugung im kleinen Leistungsbereich ist mit dieser Mikro-Dampfturbine erstmals wirtschaftlich möglich. Typische Einsatzbereiche gibt es beispielsweise in Brauereien, bei Lebensmittelherstellern, in der Papier- und Zellstoffverarbeitung, der chemischen Industrie, in Krankenhäusern und Textilreinigungen, aber auch bei Energieversorgern.

Prototyp steht bei einem Energieversorger

Der Prototyp der Turbine ist bei der Energieversorgung Oberhausen AG im Einsatz und erzeugt dort dauerhaft Strom in hocheffizienter Kraft-Wärme-Kopplung. Die erzeugte Strommenge entspricht dem Jahresverbrauch von 60 Vier-Personen-Haushalten. Zusätzlich werden bei dieser Art der Stromerzeugung 90 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr eingespart.

Zwei Millionen Tonnen Kohlendioxid einsparen

Allein in Deutschland sind nach Schätzungen über 15.000 Dampfkessel zum Beispiel in der Textil-, Papier- Chemie- und Pharmaindustrie sowie bei Lebensmittelherstellern (Brauereien, Molkereien), Wäschereien oder auch in Krankenhäusern und eben in Kraftwerken installiert, sodass bei einem flächendeckenden Einsatz insofern Einsparungen von jährlich über 2 Millionen Tonnen Kohlendioxid allein in Deutschland prognostiziert werden können.