09. Januar 2024 | Die OWI Science for Fuels gGmbH arbeitet im aktuellen Forschungsprojekt „ProcessLIB“ an der Entwicklung der „Process Library“. Die „Process Library“ soll Ofenprozesse modellieren und Energie- und CO2-Einsparpotenziale identifizieren.
Bei der „Process Library“ von OWI handelt es sich um eine numerische Modellbibliothek für Thermoprozesse. Einzelne Prozesskomponenten sollen mit mathematisch-physikalischen Methoden modelliert und in eine Software überführt werden. Die erstellten Einzelkomponentenmodelle sollen in einer Prozesskomponentenbibliothek zusammengefasst werden, um sie nach dem Baukastenprinzip zu einem gesamten Thermoprozess zu verschalten. Anschließend wird mittels numerischer Optimierungsmethoden ein modellhafter Thermoprozess hinsichtlich Energieeinsparpotentialen im Detail untersucht.
Herausforderungen in der Thermoprozesstechnik
Die Industrie verbraucht etwa 67 % der Endenergie für die Bereitstellung von Prozesswärme, wovon der Großteil aus fossilen Quellen stammt. Die anfallende Abwärme wird oft nicht weiter genutzt und geht verloren. Neben dem Einsatz von CO2-reduzierten Brennstoffen und erneuerbarem Strom spielen Wärmerückgewinnungssysteme eine entscheidende Rolle bei CO2-Effizienzmaßnahmen. Diese werden jedoch oft nur auf Einzelprozesse angewandt. Die Potenziale durch die Kopplung unterschiedlicher Prozesse werden hingegen nicht ausreichend berücksichtigt. Jedoch könnten die Vernetzung von Einzelprozessen in Thermoprozessanlagen und eine darüber hinausgehende Sektorkopplung den Energieverbrauch und CO2-Ausstoß weiter verringern.
Potenziale der Process Library
Die Modellbibliothek konzentriert sich auf die Verknüpfung von Einzelprozessen zu ganzen Prozessketten unter Einbeziehung von Sektorkopplung. Die Modellierung von selten betrachteten Komponenten, z. B. der indirekten Abwärmenutzung, ermöglicht die Identifikation ungenutzter CO2-Einsparpotenziale. Verbesserte Verschaltung und verbesserte Betriebsweise von Thermoprozessen sollen durch die Abbildung dynamischer Prozessvorgänge und die Echtzeitfähigkeit durch Modellreduzierung erreicht werden.
Die entstehende Modellbibliothek verschiedener Teilprozesse der Thermoprozessindustrie wird mit Prozessdaten aus den Anlagen sowie Daten aus virtuellen Prozessmodellen gespeist.
Hersteller und Betreiber von Thermoprozessanlagen sollen die Modellbibliothek direkt nutzen können, um individuelle Anlagen zu modellieren und auf CO2-Einsparpotenziale zu analysieren. Die Modellbibliothek kann auch zur Wirtschaftlichkeitsbewertung der betrachteten Prozesse beitragen und durch den Einsatz von virtuellen Sensoren Wartungsintervalle verlängern sowie Kosten senken.
Das Forschungsvorhaben wird im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.
Über die OWI Science for Fuels gGmbH
OWI, ein An-Institut der RWTH Aachen, ist eine unabhängige und gemeinnützige Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung erforscht und entwickelt OWI Konzepte und Verfahren auf den Gebieten der energieeffizienten Nutzung flüssiger konventioneller und alternativer Brenn- und Kraftstoffe sowie Effizienztechnologien. Das Ziel sind technisch ausgereifte, treibhausgas- und emissionsarme Lösungen für die Wärmeerzeugung und Mobilität von Morgen. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge, u. a. für Heizungsbauer, Automobilzulieferer, Mineralölwirtschaft und Thermoprozesstechnik.
Mehr Informationen: owi-aachen.de