Varmepumper kan gøre den energitunge industri mindre klimabelastende

Et ambitiøst EU-projekt med et samlet budget på 137 millioner kr. arbejder netop nu mod at transformere energiforbruget fra fossil energi som gas til grøn elektricitet fra vedvarende energi i nogle af Europas tunge industrier – nærmere bestemt hos producenter af asfalt, stål, papir, tegl og mursten.

I projektet EEETHOS - Energy Efficiency and Electrification Technologies for Heat Flow Optimization in Process Industries – samarbejder 19 partnere fra ni europæiske lande. I fællesskab skal de udvikle og demonstrere varmepumpeteknologier, der kan reducere energiforbruget med op til 86 procent og reducere eller eliminere CO2-udledningen fra den såkaldte energitunge industri.

- EEETHOS er et afgørende skridt i retning af at dekarbonisere Europas tunge industri. EEETHOS er ikke bare et teknologiprojekt; det er en katalysator for en bredere transformation af den europæiske industri. Ved at gå forrest med gode eksempler og vise, hvad der praktisk skal til for at rykke på den grønne omstilling, baner vi vejen for en mere bæredygtig og konkurrencedygtig industrisektor i Europa, siger direktør David Tveit, Teknologisk Institut.

I dag er energiforbruget af den energitunge industri i Europa for størstedelens vedkommende baseret på fossile brændsler, og målet er at skifte til el fra bæredygtige energikilder og forøge energieffektiviteten.

 - Ved at integrere højtemperaturvarmepumper direkte i produktionsprocesserne kan vi elektrificere processen og udnytte energien langt mere effektivt. På den måde opnår vi en god business case, som bliver endnu bedre i fremtiden pga. udviklingen i energipriser og krav til reduktion af CO-udledninger. Her giver EEETHOS os en unik mulighed for at transformere nogle af de mest energikrævende industrier til mere grønne og konkurrencedygtige sektorer, siger innovationschef Benjamin Zühlsdorf fra Teknologisk Institut.

Genbrug af overskudsvarme
16 procent af det samlede energiforbrug i EU bliver brugt til at producere varme til industrielle processer, som forårsager 13 procent af den samlede udledning af drivhusgasser. Denne varme bliver anvendt til forskellige processer som tørring, bagning, pasteurisering m.m., inden den bliver udledt til omgivelserne som overskudsvarme.

Overskudsvarme er en værdifuld ressource, men har typisk en for lav temperatur til at kunne genanvendes direkte. En industriel varmepumpe er i stand til at genindvinde denne overskudsvarme ved lavtemperatur og – ved hjælp af en mindre mængde strøm – at opgradere den til højere temperaturer, hvor varmen kan anvendes til selve processen.

På denne måde forøger industrielle varmepumper energieffektiviteten og erstatter de fossile brændsler, som ellers leverer procesvarmen. Disse højtemperaturvarmepumper adskiller sig ved deres evne til at producere væsentligt højere temperaturer. I projektet er målsætningen at kunne levere temperaturer over 200 °C, hvilket f.eks. gør dem egnede til at opvarme asfalt eller tørre mursten.

- Dette projekt handler ikke kun om at udvikle ny teknologi. Vi arbejder målrettet på at sikre, at løsningerne kan implementeres i praksis og bredt i industrien. Derfor har vi stort fokus på forretningsudvikling, standardisering og uddannelse som en integreret del af projektet, siger Benjamin Zühlsdorf.

Energikrævende asfaltproduktion
I Danmark deltager asfaltproducenten PEAB. Asfaltproduktion er en energikrævende proces, hvor stenene og gruset opvarmes i en stor roterende tromle, der opvarmes med biogas eller fossilt brændstof. Det er en proces, der udleder betydelige mængder CO2. I EEETHOS skal der afprøves højtemperatur-varmepumper og en ny teknologi til opvarmning og tørring af materialerne, som kan opvarme materialerne til asfalt op til 180 °C, hvilket er den typiske temperatur til udlevering af asfalt.

- Vi ser dette som en mulighed for at mindske vores CO2 udledning og stadig levere et kvalitetsprodukt til vores kunder. Et produkt som bliver mindre klimabelastende.  I PEAB har vi et ønske om at energieffektivisere vores processer, og det er en af kernerne i dette projekt.  Deltagelse i EEETHOS er et vigtigt skridt mod at nå PEABs mål om at være klimaneutral i 2045, siger Nordic Plant Manager Poul Friedrich, PEAB Asfalt Danmark.

I Danmark produceres der ca. 3.6 mio. tons asfalt per år. Udledningerne fra fabrikkerne - som næsten alle kommer fra opvarmningsprocessen - svarer til gennemsnitlig ca. 24 kg CO2 pr. ton asfalt. Det svarer til 86.400 tons CO2 per år i Danmark. I EU produceres der 212,5 mio. tons asfalt om året, hvilket svarer til en udledning på 5,1 mio. tons CO2 om året.

EEETHOS løber over fire år, og erfaringerne og de praktiske løsninger fra EEETHOS forventes at kunne anvendes bredt i europæisk industri og dermed bidrage væsentligt til en grønnere og mere konkurrencedygtig industrisektor.

Projektet er støttet af EU's Horizon Europe program med 15 mio. €.

Fakta:
Projektet er opdelt i tre parallelle spor over fire år (2024-2028):

• Udvikling af nøgleteknologier og tværgående metoder
• Implementering og demonstration i fuld skala
• Forretningsudvikling, standardisering og uddannelsesaktiviteter.

Projektet fokuserer på flere nøgleteknologier:

• Højtemperaturvarmepumper: Udvikling af varmepumper, der kan levere temperaturer op til 300 °C – herunder en kaskade-varmepumpe med direkte dampkompression (op til 200 °C) og en omvendt Brayton-cyklus varmepumpe (op til 300 °C).
• Avancerede varmevekslere: Herunder en varmeveksler til genvinding af strålevarme fra stålstøbning.
• Integreret procesudstyr: Optimering af produktionsprocesser – f.eks. ny teknologi til tørring og opvarmning af asfaltmaterialer og et højeffektivt system til overhedet damptørring for murstensproduktion.
• Digitale tvillinger: Avancerede computersimuleringer til optimering og vedligeholdelsesforudsigelse.

Teknologierne vil blive demonstreret i fuld skala for de følgende processer:

• Asfaltproduktion (PEAB Asfalt Danmark AS i Danmark)
• Teglproduktion (KEBE Northern Greece Ceramics SA i Grækenland)
• Papirfremstilling (Felix Schoeller GmbH & Co. KG i Tyskland) 
• Murstensproduktion (CEE Engineering SRL i Belgien) 
• Stålproduktion (APERAM Stainless Belgium i Belgien).