Rückblick - Zweite NEFI-Konferenz

An increased use of volatile renewable energy sources in industrial energy systems necessitates integrated and cross-sectoral energy infrastructure planning, as well as optimised flexibility integration. Against this background, the topics of this session included energy management and storage, innovative energy conversion technologies and demand-side management (DSM) solutions.

This session focused on the development of technological and systemic utilisation solutions for industrial energy flow, such as process heat, in order to meet energy demand. Such energy networks not only minimise industrial energy demand for production energy, but also primary energy demand for the overall energy system. The utilisation of industrial waste heat or the adoption of novel heat exchange technologies are two highly beneficial solutions that can be applied, both of which were explored in this session.

This session addressed technological and systemic utilisation strategies to accelerate the industrial energy transition in order to meet industrial energy demand while reducing process-related CO₂ emissions. Against this background, the topics of this session included options to reduce dependency on natural gas, as well as sustainable technologies to transform Austria’s material products industry.

This session focused on the decarbonisation of industrial processes, such as lowering CO₂ emissions through efficient energy use and the use of novel technologies or processes. Disruptive process technologies, optimisation strategies and alternative process routes were particular focus of this session.

This session covered technological and systemic utilisation solutions for industrial heat networks, such as industrial heat pumps or heat exchange systems, which have been developed to meet industrial thermal demand. The use of industrial heat pumps or the adoption of novel heat exchange technologies are two solutions that can be highly beneficial in reducing not only the energy demand of industrial production, but also the primary energy demand of the whole energy network.

Die Energiewende ist auch eine Wärmewende, über diesen Aspekt wurde bisher kaum gesprochen. Seit Beginn des Jahres brachte die Energiekrise diese Herausforderung in die öffentliche Wahrnehmung. Im NEFI Talk „Dekarbonisierung der Wärme- und Kälteversorgung mit Geothermie und industrieller Abwärme“ am 14.10.2022 in Linz wurden in fünf Keynotes die Möglichkeiten aufgezeigt, wie Wärme- und Kältenetze mit Hilfe von Erdwärme und industrieller Abwärme dekarbonisiert werden können.

DI DR. Edith Haslinger, Expertin für Geothermie und Senior Scientist am AIT Center for Energy, gab für die über 60 Teilnehmer*innen einen Einblick in die Nutzung der Geothermie.

In Österreich verbrauchen wir pro Jahr 316 TWh an Energie, wovon 50 Prozent für Wärme gebraucht werden. Wärme wird zu 62 Prozent für Raumwärme, zu 18 Prozent für Prozesswärme mit über 200 Grad und zu 21 Prozent Prozesswärme unter 200 Grad genutzt. Wärme wird in Österreich aktuell mit Öl, Erdgas, Holz und Fernwärme produziert. Um die Wärmeerzeugung zu dekarbonisieren, bedarf es daher erneuerbare Energien. Hier kommt die Geothermie ins Spiel. Die Erdwärme ist im weit gefassten Sinn die in unserem Planeten gespeicherte bzw. von ihm erzeugte Wärmeenergie. Im engeren Sinn bezeichnet Geothermie die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärmeenergie und ihre anwendungstechnische Gewinnung.

In der Wärmewende soll die Geothermie sich als erneuerbar und grundlastfähige Energieform etablieren. 2020 waren in Österreich bereits 90.00 Installationen aktiv mit 1.100 Megawatt Leistung. Edith Haslinger zeigte, dass es in Österreich bereits viele Umsetzungsbeispiele gibt, wo Geothermie im Neubau, aber auch im Bestandsbau integriert wurde. Die Hürden für eine Umsetzung liegen eher im Bau- und Mietrecht. Bevor jedoch Geothermie und Wärmepumpen zum Einsatz kommen, müssen die Potenziale für Energieeffizienz der Gebäude und der Industrieprozesse evaluiert werden. Denn der Tausch der Energiequelle greift zu kurz.

Geothermie ist zwar eine unsichtbare Technologie im Betrieb, jedoch in der Bauphase und Bohrung nicht zu übersehen. Oliver Tausch, RED Drilling & Services GmbH, zeigte in seiner Keynote sehr eindrucksvoll wie der Projektablauf bei Tiefbohranlagen von Projektgenerierung bis zur Bohrung ablaufen können.

Geothermie als erneuerbar und grundlastfähige Energieform in industriellen Prozessen ist noch keine etablierte Anwendung. In den drei abschließenden Keynotes von Thomas Kienberger, Stefan Reuter und Johannes Riedl wird das große Potenzial der Abwärmenutzung in der Industrie für Energieeffizienz und Reduktion der CO₂-Emissionen deutlich.

Univ.-Prof. DI Dr. Thomas Kienberger, Leitung Lehrstuhl für Energieverbundtechnik & NEFI_Lab an der Montanuniversität Leoben, präsentierte die Keynote von Andreas Hammer (Lehrstuhl für Energieverbundtechnik an der Montanuniversität Leoben), zur Erhebung von industriellen Abwärmepotenzialen in der Steiermark. Fazit: Aktuell gibt es 6,88 TWh ungenützte Wärme, die für diverse Industrieprozesse genutzt werden könnte.

DI Stefan Reuter, Junior Research Engineer am AIT Center for Energy, präsentierte in seiner Keynote eine Techno-ökonomische Bewertung von Integration von Abwärme.

DI Johannes Riedl, Junior Research Engineer am AIT Center for Energy, präsentierte in seiner Keynote den Einsatz von Hochtemperaturwärmepumpen als Schlüsseltechnologie für zukünftige Energiesysteme. In der Industrie befindet sich der Einsatz von Wärmepumpen in der frühen Phase der Marktdiffusion. Ungenutzte Abwärme kann wieder in den Prozess integriert werden, indem mit den Hochtemperatur-Wärmepumpen die Temperatur auf bis zu 160°C gehoben werden kann. In aktuellen Forschungsprojekten wird der Einsatz

4 Demonstrationsanlagen in ressourcen- und energieintensiven Industrien (Stahl, Petrochemie, Mineralien, Papier) getestet.

The industrial sector aims to make use of green electricity as a source for energy and feedstock production towards reducing climate impacts. Electrifying industry implies important changes to processes and also influences the entire energy supply chain.

Theresia Vogel (Managing Director of the Climate and Energy Funds, Austria) and moderator Simon Moser (Energy Institute at the JKU Linz, Austria) opened the IETS Task 19 Workshop and welcomed nearly 70 national and international participants on 14th of October 2022 within the NEFI-New Energy for Industry 2022 Conference.

Simon Moser (Energy Institute at the JKU Linz, Austria): The electrification of industry is an important topic and crucial for decarbonisation. It is one major pathway to industrial decarbonisation, but it implies that two major things must happen: Renewable power must be made available and many industrial processes must be extensively changed. The electrification of industry will also lead to changes in the whole energy system.

Theresia Vogel emphasized the importance of visibility at both the national and international level thanks to a strong portfolio of projects and importance of including the users at an early stage.

·   Projects have shown that it’s not just about patents, but also pilot plants. Policy likes to see concrete projects.

·   Emphasis on ghg reductions in projects and long-term to keep the enterprises in the projects therefore economic success and incentives are important.

·   Challenges: War in Ukraine. Supply chain delays. Lack of workforce in fields of technologies at universities. Industry is paying more. Brain drain to industry leading to a lack of innovation in the research environment.

This workshop aimed to give an overview about the broad topic of industrial electrification, its importance in the decarbonisation innovation system, and its international context: technologies for direct and indirect electrification, country-specific perspectives from the IEA IETS Task 19 participants, energy resource demand from industries, demand for system and infrastructure services. Here are some key takeaways of the presentations:

Jana Reiter, AEE Intec Austria, emphasized that we need to consider how we use what we have. Don’t electrify the things that we don’t need to. Prioritise and use electrification in an efficient manner and in the very difficult cases.

Gerwin Drexler-Schmidt, Austrian Institute of Technology (AIT), Austria, called for industry to look at what is really needed from its steam system. They often use standardized but too high temperatures. This makes it hard to realize heat pumps.

Alla Toktarova, Chalmers University, Sweden, noted that current locations of steel making location determinants are dominantly steered by raw material supply. But future possible locations could more strongly determined by availability to low-cost renewables electricity generation.

Jenny Lindborg, RISE Research Institute of Sweden, elaborated on the system perspective of hydrogen production and its connection to district heating.

Jonathan Moncada Botero, Delft University of Technology, The Netherlands, discussed life-cycle aspects of fertilizer production. Production requires energy inputs which are difficult to decarbonise, such as heat, and also needs carbon as a non-energetic input.

We would like to thank all speakers, participants and the moderator Simon Moser!