Wassersysteme in Energieprozessen zuverlässig führen

In Geothermiekraftwerken wird heißes Wasser aus geothermischen Quellen unter Hochdruck gefördert und in einem speziellen Behälter (Flash Vessel) schlagartig auf einen niedrigeren Druck entspannt. Durch den plötzlichen Druckabfall verdampft ein Teil des Wassers zu Dampf (Flash Steam). Dieser steigt nach oben, wird abgeführt und treibt eine Turbine zur Stromerzeugung an.

Die nasse Rauchgasentschwefelung (FGD, Wet Flue Gas Desulfurization) ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden (SOx), insbesondere Schwefeldioxid (SO₂), aus Rauchgasen von Kohlekraftwerken, Müllverbrennungsanlagen und anderen industriellen Verbrennungsprozessen. In diesen Anlagen absorbiert eine Kalkstein- oder Kalksuspension die Schwefeloxide im Absorber.

Großwärmepumpen, die beispielsweise in der Fernwärmeversorgung eingesetzt werden, greifen zunehmend auf Oberflächenwasser aus Flüssen, Seen oder dem Meer als nachhaltige Wärmequelle zu. Um die verfügbare Wärmemenge optimal zu nutzen, wird dem Wasser im Verdampfer möglichst viel Energie entzogen. Der Betrieb nahe am Gefrierpunkt ist dabei energetisch besonders attraktiv, erhöht jedoch gleichzeitig das Risiko von Vereisung an den Wärmeübertragungsflächen.

Seen, Flüsse und Meerwasser bieten viel Potenzial als Wärmequelle für industrielle Großwärmepumpen. Das natürlich vorhandene Temperaturniveau des Wassers wird mithilfe der Wärmepumpe auf ein technisch nutzbares Niveau angehoben und kann anschließend für Fernwärmenetze, Stadtquartiere oder industrielle Prozesse genutzt werden.

Grubenwasser bietet in ehemaligen Bergbaugebieten ein erhebliches Potenzial als nachhaltige Wärmequelle. In stillgelegten Bergwerken steht es oft ganzjährig auf einem vergleichsweise konstanten Temperaturniveau zur Verfügung und kann so eine verlässliche Grundlage für die Wärmegewinnung bilden.

Abwasser enthält ungenutzte Wärme. In kommunalen Kläranlagen ist es nicht nur Teil der Wasseraufbereitung, sondern zugleich eine wertvolle Energiequelle. Mit den passenden Technologien lässt sich diese Wärme nutzbar machen und für Fernwärmenetze, Stadtquartiere oder industrielle Prozesse einsetzen.

Kühlwasser ist weit mehr als ein Hilfsstoff. In Kraftwerken und industriellen Großanlagen schützt es kritische Komponenten, sichert den Wärmeübergang und beeinflusst Wirkungsgrad, Verfügbarkeit und Betriebskosten direkt. Kraftwerke bewegen dabei die größten Kühlwasserströme der Welt.

Meerwasserentsalzungsanlagen – ob an Land oder als schwimmende Lösung auf einer Barge/Schute – sind mit hohen Investitionskosten und komplexen technischen Anforderungen verbunden. Unabhängig davon, ob sie thermisch (MSF, MED, MEH) oder membrantechnisch (RO, Reverse Osmosis) arbeiten, entscheiden maximale Verfügbarkeit, eine lange Lebensdauer der Kernkomponenten sowie ein geringer Energie- und Chemikalienverbrauch über ihre Wirtschaftlichkeit.

Thermische Meerwasserentsalzungsanlagen nach dem Multi-Stage Flash (MSF)-oder Multi-Effect Distillation (MED)-Prinzip spielen eine zentrale Rolle in der Trinkwasserversorgung. Kennzeichnend für diese Verfahren ist ein mehrstufiger Destillationsprozess, bei dem die Anzahl der Verdampferstufen den Energieeinsatz und damit die Wirtschaftlichkeit der Anlage maßgeblich bestimmt.

In vielen ariden Regionen der Welt verschärft sich die Wasserknappheit weiter. Gleichzeitig fehlt es gerade dort häufig an der Infrastruktur für eine kontinuierliche Trinkwasserversorgung. Wo Sonne und industrielle Abwärme in großem Umfang verfügbar sind, bietet die lokal betriebene Meer- oder Brackwasserentsalzung die Möglichkeit, die Trinkwasserversorgung langfristig und unabhängiger zu sichern.