Ein Abhitzekessel nutzt die Wärme heißer Abluft oder von Abgasen aus industriellen Prozessen, um daraus Dampf oder Heißwasser zu erzeugen. Geläufig sind auch die Bezeichnungen Abhitzedampferzeuger oder der englische Begriff Heat Recovery Steam Generator. Wir stellen Funktionsweise, Aufbau und Wirkungsgrad dieser Technik vor.

Funktion eines Abhitzekessels

Der Abhitzekessel dient überwiegend der Dampferzeugung mithilfe heißer Abgase. Diese werden ihm aus einem vorgeschalteten Prozess zugeführt, sodass er keine eigene Verbrennungseinheit benötigt. Er nutzt also Wärme, die andernfalls ungenutzt entweichen würde. Dadurch reduziert die Nutzung von Abfallprodukten wie Prozess- und Abluftwärme oder heißen Abgasen die Betriebskosten und senkt den Verbrauch klimaschädigender fossiler Brennstoffe.

Vorteile und Wirkungsgrad

Die Installation eines Abhitzekessels verbessert den Wirkungsgrad der Gesamtanlage deutlich, da sich mit dieser Technik ein großer Teil der zugeführten Wärme, in günstigen Fällen bis zu rund 80 Prozent, als Dampfenergie nutzbar machen lässt. Um besonders gute Wirkungsgrade zu erreichen, werden Abhitzekessel häufig als Mehrdruckkessel ausgeführt, wobei zwei- bis dreistufige Systeme zu den gebräuchlichsten Lösungen zählen. Diese effiziente Wärmerückgewinnung macht die Technik in vielen industriellen Prozessen wirtschaftlich attraktiv.

Aufbau und Einsatz

In jedem Fall bezieht der Abhitzekessel die Energie zur Dampferzeugung aus einem vorgeschalteten Prozess. Häufig werden Abhitzedampferzeuger in kombinierten Gas-und-Dampf-Kraftwerken eingesetzt, wo sie die Abgase aus einer oder mehreren Gasturbinen oder Verbrennungsmotoren nutzen. Auch in modernen Blockheizkraftwerken kommen spezielle Abhitzekessel zum Einsatz. Je nach Prozess können die Systeme zusätzlich mit einer Rauchgasreinigung zur Entschwefelung oder Entstaubung ausgestattet sein. Ob eine solche Reinigung nötig ist, hängt von der Reinheit des Rauchgases ab: Bei den relativ schadstoffarmen Gasturbinen wird häufig darauf verzichtet.

Hersteller

Zu den bekannten Herstellern gehört das auf Heiztechnik spezialisierte Unternehmen Viessmann, das Abhitzedampferzeuger in zwei Bauarten anbietet. Die eine Variante sind klassische Abhitzekessel ohne Zusatzfeuerung, die ausschließlich Abgase oder Abluft zur Erzeugung von Heißwasser oder Dampf nutzen. Die andere Variante ist ein Heißwasser- oder Dampferzeuger mit kombinierter Abhitzenutzung und Feuerung, also ein konventioneller Heizkessel mit zusätzlicher Abwärmenutzung.

Auch Bosch fertigt im Bereich Industriekessel verschiedene Abhitzekessel-Systeme in drei Grundtypen. Der erste sind reine Abhitzekessel für den Einsatz mit Blockheizkraftwerken oder Gasturbinen, die deren Abwärme zur Dampf- oder Heißwassererzeugung nutzen. Der zweite Typ dient der Erzeugung von Prozessdampf im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung. Der dritte ist ein konventionell befeuerter Wärmeerzeuger, der um einen zusätzlichen Rauchrohrzug zur Abwärmenutzung ergänzt ist.

Fazit

Zusammengefasst ist der Abhitzekessel eine effiziente Technik zur Wärmerückgewinnung, die aus den heißen Abgasen industrieller Prozesse wertvollen Dampf oder Heißwasser gewinnt, ohne selbst Brennstoff zu verbrennen. Er senkt so die Betriebskosten und den Verbrauch fossiler Energieträger und verbessert den Wirkungsgrad der Gesamtanlage erheblich. Besonders in Kraftwerken, Blockheizkraftwerken und energieintensiven Industriebetrieben leistet er damit einen wichtigen Beitrag zu einem effizienteren Betrieb. Die mehrstufige Ausführung und die Wahl des passenden Herstellers entscheiden dabei über die tatsächlich erreichbare Effizienz.

Gerade vor dem Hintergrund steigender Energiepreise und der Klimaziele gewinnt die Wärmerückgewinnung durch Abhitzekessel weiter an Bedeutung. Wärme, die früher ungenutzt in die Umgebung entwich, wird heute konsequent für die Erzeugung von Prozessdampf, Heißwasser oder zusätzlichem Strom genutzt. Für Industriebetriebe bedeutet das niedrigere Energiekosten und einen geringeren Brennstoffeinsatz.

Insgesamt zeigt der Abhitzekessel beispielhaft, wie sich Effizienz und Wirtschaftlichkeit in industriellen Anlagen miteinander verbinden lassen. Anstatt wertvolle Wärme ungenutzt entweichen zu lassen, führt die Technik sie zurück in den Prozess. Für Betreiber bedeutet das einen doppelten Gewinn: geringere Energiekosten und ein geringerer Brennstoffverbrauch, was die Investition in vielen Fällen schnell rentabel macht.

Abschließend lässt sich sagen, dass Abhitzekessel ein anschauliches Beispiel für gelebte Energieeffizienz in der Industrie sind. Sie machen aus einem Abfallprodukt, der heißen Abluft, eine nutzbare Ressource und tragen so zu einem sparsameren Umgang mit Energie bei. Mit Blick auf steigende Energiepreise und ambitionierte Klimaziele dürfte die Bedeutung solcher Systeme zur Wärmerückgewinnung in den kommenden Jahren weiter zunehmen.

Für Planer und Betreiber industrieller Anlagen empfiehlt es sich, die Wärmerückgewinnung von Anfang an in das Anlagenkonzept einzubeziehen. So lässt sich der Abhitzekessel optimal auf die vorhandenen Abgasströme und den Bedarf an Dampf oder Heißwasser abstimmen, was die Effizienz und damit die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht.