Transformation von Wärmesystemen in der Industrie

Wir unterstützen Sie von der strategischen Investitionsplanung bis hin zur Optimierung von Einzelobjekten, Prozessen, Standorten und sogar von unternehmensübergreifenden Clustern mit unseren Forschungs-, Entwicklungs- und Beratungsleistungen.

Dazu entwickeln und nutzen wir Methoden und Technologien im Bereich der Geothermie, Großwärmepumpen und Energiesystemanalyse und erarbeiten zukunftsfähige Konzepte zur Wärme- und Kälteversorgung sowie Abwärmeintegration.

Ihr Ansprechpartner

Alexander Heim

Leitung Geschäftsfeld Transformation Wärmeversorgung

Mobil +49 234 33858-209

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Leistungsangebot

Transformationspläne & Machbarkeitsstudien

Unser anwendungsorientierter Forschungsansatz ermöglicht es uns ganzheitliche, zukunftsorientierte und herstellerunabhängige Lösungskonzepte insbesondere für die wärmeintensiven Industrien, wie bspw. die Grundstoffindustrie, die Lebensmittelindustrie oder das Papiergewerbe zu erarbeiten.

Leistungen im Überblick

  • Umfassende Bestands- und Pinchanalysen inklusive Erfassung aller (Ab-)Wärmeströme
  • Potenzialanalysen erneuerbarer Wärmequellen und Wärmespeichertechnologien
    • Umweltwärme wie Luft und Gewässer
    • Solarthermie
    • Oberflächennahe und tiefe Geothermie
    • Grubenwasser und Bergbaufolgenutzung
  • Technologiebewertung und Komponentenauswahl
  • Wirtschaftlichkeitsanalysen
  • Standortentwicklung und Neubau geothermischer sowie Wärmepumpen-Systeme
  • Erarbeitung von Transformationskonzepten: Maßnahmenkataloge und zeitliche Transformationsplanung

Kontakt

Tilman Cremer

Verfahrenstechnik

Telefon +49 234 33858-181

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Ihr Weg zur Zusammenarbeit mit uns

Eine Zusammenarbeit mit uns vom Fraunhofer IEG ist auf unterschiedlichen Wegen möglich und richtet sich ganz nach Ihrem individuellen Bedarf. Typische Zusammenarbeitsmodelle mit dem Fraunhofer IEG sehen dabei wie folgt aus:

  • Auftragsforschung
  • Verbundprojekte & Konsortien
  • Strategische Partnerschaften
  • Lizenzierungen
  • Ausgründungen
  • Weiterbildung

Referenzprojekte

Geothermale Papiertrocknung

Ziel  ist die Entwicklung einer Dampferzeugung zur Papiertrocknung auf Basis tiefengeothermaler Wärme aus devonischen Karbonaten im Untergrund.

Dampfreduktion Werk Werra

Reduktion des Prozessdampfeinsatzes in einer bestehenden Industrieanlage mittels nachhaltig betriebener Wärmepumpen.

FernWP

Fern- und Prozesswärmeversorgung durch Wärmepumpen als Ersatz der Kohleverbrennung.

Großwärmepumpen für Gemeinden und Industrie

Großwärmepumpen können grüne Wärmequellen für Gemeinden und Industrie erschließen.

Regionale Wasserstoffnutzung Castrop-Rauxel

Ziel ist es bestehende Hürden aber auch Möglichkeiten für eine regionale Wasserstoffnutzung zu identifizieren.

Studie »Wasserstoff-Verteiloptionen 2035«

In der Studie werden alle wesentlichen Wasserstoffderivate und Transportoptionen zwischen Importhub und Verbrauchern flächendeckend und umfassend analysiert, bewertet und verglichen. 

Roadmap »Oberflächennahe Geothermie«

Erdwärmepumpen für die Energiewende – Potenziale, Hemmnisse und Handlungsempfehlungen

Roadmap »Tiefe Geothermie für Deutschland«

Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft und Wissenschaft für eine erfolgreiche Wärmewende.

Begleitung von Umsetzungsvorhaben

Die Umsetzung großer Transformationsprojekte bedarf einer professionellen Planung und eines effektiven Projektmanagements.

Leistungen im Überblick

Wir unterstützen Sie bei der Konzeptentwicklung, Detailplanung, Begleitung der Umsetzung und Integration von: 

  • Wärme- und Kältenetzen,
  • Großwärmepumpen,
  • oberflächennaher Geothermie,
  • tiefer Geothermie,
  • Integration von Grubenwasservorkommen und
  • Wärmespeichern.      

Außerdem können wir Sie bei der Übernahme von Bauherrenpflichten und der Durchführung von Genehmigungsverfahren unterstützen.

Kontakt

Fabian Ahrendts

Hochtemperatur-Wärmepumpen

Telefon +49 355 35540-155

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Ihr Weg zur Zusammenarbeit mit uns

Eine Zusammenarbeit mit uns vom Fraunhofer IEG ist auf unterschiedlichen Wegen möglich und richtet sich ganz nach Ihrem individuellen Bedarf. Typische Zusammenarbeitsmodelle mit dem Fraunhofer IEG sehen dabei wie folgt aus:

  • Auftragsforschung
  • Verbundprojekte & Konsortien
  • Strategische Partnerschaften
  • Lizenzierungen
  • Ausgründungen
  • Weiterbildung

Referenzprojekte

IntegrH2ate

Das Ziel des Projekts ist die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Wasserstoffproduktion mittels PEM-Elektrolyseuren.

Push2Heat

Push2Heat verfolgt das Ziel technische, ökonomische und regulatorische Barrieren zu erkennen, die einen breiten Einsatz von wärmeaufwertende Teochnologien wie Wärmepumpen verhindern.

Regionale Wasserstoffnutzung Castrop-Rauxel

Ziel ist es bestehende Hürden aber auch Möglichkeiten für eine regionale Wasserstoffnutzung zu identifizieren.

Regelungskonzepte, Monitoring und Betriebsoptimierung

Zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energien in industriellen Wärmeprozessen sind ein passend ausgelegtes Regelungskonzept und ein effektives Monitoring entscheidend. Denn die aus dem Monitoring abgeleiteten Betriebsoptimierungen bieten das Potential für wesentliche Kostensenkungen und ermöglichen langfristig den wirtschaftlichen und ressourcenschonenden Betrieb Ihrer Anlagen. Wir unterstützen Sie außerdem bei der Auslegung der Netzhydraulik, der Ausarbeitung von Regelungskonzepten, der Erstellung digitaler Zwillinge bis hin zu einer laufenden Betriebsoptimierung.

Leistungen im Überblick

  • Auslegung von Regelungs- und Monitoringkonzepten zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energien
  • Dynamische Simulation und Betriebsoptimierung von Energiesystemen und Komponenten mit Schwerpunkt auf Wärme- und Wasserstoffsystemen
  • Validierung der Auslegungsoptimierung im virtuellen Betrieb
  • Entwicklung und Erprobung von Energiemanagement-Systemen im virtuellen Betrieb mit hauseigener DySONiC Software
  • Individuell angepasste Betriebsführungskonzepte (Kostenminimierung, Autarkiemaximierung,  u. a.)
  • Dynamische Modellierung von Kundenanlagen (geothermische Speicher, Wärmepumpen,  u. a.)
  • Digitaler Zwilling als Prognose- oder Assistenzsystem
  • Entwicklung intelligenter Regelungsalgorithmen und KI-basierter Betriebsstrategien

Kontakt

Johannes Schiffer

Systemintegration, Automatisierung und Betriebsführung

Telefon +49 355 35540-162

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Ihr Weg zur Zusammenarbeit mit uns

Eine Zusammenarbeit mit uns vom Fraunhofer IEG ist auf unterschiedlichen Wegen möglich und richtet sich ganz nach Ihrem individuellen Bedarf. Typische Zusammenarbeitsmodelle mit dem Fraunhofer IEG sehen dabei wie folgt aus:

  • Auftragsforschung
  • Verbundprojekte & Konsortien
  • Strategische Partnerschaften
  • Lizenzierungen
  • Ausgründungen
  • Weiterbildung
DySONiC verbindet prädiktives Energiemanagement mit dynamischer Simulation
© Fraunhofer IEG
DySONiC verbindet prädiktives Energiemanagement mit dynamischer Simulation

Referenzprojekt

DySONiC

DySONiC ist ein Werkzeug zur dynamischen Simulation und Optimierung von Fernwärmenetzen und ermöglicht die virtuelle Validierung von Regelungs- und Energiemanagementstrategien.

Dekarbonisierung durch anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung

Sie sind Vorreiter in Ihrer Branche oder wollen ganz neue Geschäftsfelder erschließen? Unsere Expertise in der anwendungsorientierten Forschung und Entwicklung sowie unsere Infrastruktur ermöglichen es uns, kundenspezifische Komponenten und Verfahren zu entwickeln und zu testen. Auch die Entwicklung neuer Testumgebungen übernehmen wir gerne für Sie. Referenzen sind z. B. unsere Testinfrastrukturen für Hochtemperatur- und Großwärmepumpen, für Wasserstoffkomponenten sowie für Geotechnologien in Cottbus und Bochum.

Leistungen im Überblick

  • Thermodynamische Simulation, von der Komponentenebene (z. B. Verdichter) über Wärme- und Kältekreisläufe (z. B. Wärmepumpen) bis hin zu ganzen Energiesystemen wie Chemieparks
  • Fluidsimulation von relevanten Bauteilen wie Wärmeüberträgern
  • Untersuchung von Komponenten wie Dampfverdichtern in unseren Prüfständen
  • Untersuchung neuartiger Kältemittel und Kältemittelgemische zur Effizienzsteigerung von Wärmepumpen
  • Entwicklung von Methoden und Hardware zur Abwärmenutzung und -speicherung
  • Screening aktueller Entwicklungen in Bereichen nachhaltiger Wärmeerzeugung
  • Optimierung von Produktionsprozessen durch den Einsatz energieeffizienter Technologien
  • Entwicklung von Konzepten zur Integration erneuerbarer Energien in bestehende Produktionsanlagen.
  • Verbesserung von Maschinen, Antrieben und Heizsystemen zur Senkung des Energieverbrauch

Kontakt

Matthias Utri

Hochtemperatur-Wärmepumpen

Telefon+49 234 33858-161

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Ihr Weg zur Zusammenarbeit mit uns

Eine Zusammenarbeit mit uns vom Fraunhofer IEG ist auf unterschiedlichen Wegen möglich und richtet sich ganz nach Ihrem individuellen Bedarf. Typische Zusammenarbeitsmodelle mit dem Fraunhofer IEG sehen dabei wie folgt aus:

  • Auftragsforschung
  • Verbundprojekte & Konsortien
  • Strategische Partnerschaften
  • Lizenzierungen
  • Ausgründungen
  • Weiterbildung

Referenzprojekte

IntegrH2ate

Das Ziel des Projekts ist die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Wasserstoffproduktion mittels PEM-Elektrolyseuren.

SteamScrew

Entwicklung einer Hochtemperatur-Wärmepumpe mit Wasser als Kältemittel zur Bereitstellung von Wärme auf einem Temperaturniveau von 140 bis 200°C.

Großwärmepumpen-Prüfstraße

Die Anlage umfasst zwei Forschungs- und Erprobungsprüfstände für Großwärmepumpen. Großwärmepumpen (GWP) und Hochtemperaturwärmepumpen (HTWP) können die Bereitstellung von Fern- und Prozesswärme in Zukunft nachhaltig und CO2-frei übernehmen. Als Basistechnologie, die die Grundlage für die Integration von erneuerbarem Strom ins Wärmenetz schafft, nehmen GWP und HTWP eine zentrale Rolle bei der Energiewende ein. Fraunhofer IEG unterstützt Hersteller, Projektierer und Entwickler mit den Prüfständen dabei, ihre Technologien für den Markt zu validieren. Die Anlage ist eine hoch spezialisierte, doch zugangsoffene Infrastruktur für Testung, Qualifizierung und Weiterentwicklung von Wärmepumpen nach anerkannten Standards.

 

Leistungen im Überblick

  • Erster Prüfstand (FoEr):
    • Messung von Leistungsdaten von Großwärmepumpen (bis 1 MW Heizleistung)
    • Vorlauftemperaturen bis 90 °C
    • Für Hersteller und Entwickler zugänglich
    • Realistische Laborbedingungen zur Messung und Validierung von Verbesserungsmaßnahmen
    • Ziel: Verbesserung des Wirkungsgrads und der Wirtschaftlichkeit
    • In Kühlsystem des Heizkraftwerks Cottbus integriert
  • Zweiter Prüfstand (FernWP):
    • Dauertest an einer 500 kW Großwärmepumpe
    • Modell für zukünftige Multimegawatt-Wärmepumpe zur Fernwärmeversorgung in Cottbus
    • Erprobung der Technologie und Entwicklung eines Betriebskonzepts
    • Testmöglichkeit für Aggregate bis 1 MW Heizleistung und Vorlauftemperaturen bis 150°C
    • Geplante Versuche nach Projektabschluss:
      • Dynamische Mitteldruckoptimierung kaskadierter Großwärmepumpen
      • Netzdienlicher Betrieb von Großwärmepumpen

Kontakt

Fabian Ahrendts

Hochtemperatur-Wärmepumpen

Telefon +49 355 35540-155

E-Mail senden

Ihr Weg zur Zusammenarbeit mit uns

Eine Zusammenarbeit mit uns vom Fraunhofer IEG ist auf unterschiedlichen Wegen möglich und richtet sich ganz nach Ihrem individuellen Bedarf. Typische Zusammenarbeitsmodelle mit dem Fraunhofer IEG sehen dabei wie folgt aus:

  • Auftragsforschung
  • Verbundprojekte & Konsortien
  • Strategische Partnerschaften
  • Lizenzierungen
  • Ausgründungen
  • Weiterbildung

Referenzprojekte

IntegrH2ate

Das Ziel des Projekts ist die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Wasserstoffproduktion mittels PEM-Elektrolyseuren.

SteamScrew

Entwicklung einer Hochtemperatur-Wärmepumpe mit Wasser als Kältemittel zur Bereitstellung von Wärme auf einem Temperaturniveau von 140 bis 200°C.

Wir machen Sie fit für die kommunale und industrielle Wärmewende!

Weiterbildung

Wir bieten umfangreiche Weiterbildungen an.

In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und Effizienz im Vordergrund stehen, bieten wir Ihnen maßgeschneiderte Weiterbildungen an, die Ihrem Unternehmen helfen, Ihre Wärmesysteme zukunftssicher zu gestalten. Unsere Expertinnen und Experten vermitteln Ihnen wertvolles Wissen und praxisnahe Ansätze. Bei Interesse stehen wir Ihnen gerne für weitere Informationen zur Verfügung. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf!

Publikationen

Die Wissenschaftler*innen am Fraunhofer IEG publizieren die Ergebnisse ihrerer Forschungs- und Entwicklungsleistungen in nationalen und internationalen Fachmagazinen.

Zudem erstellen Sie Leitfäden, Roadmaps und Whitepaper als zentrale Informationsquellen für Politik, Wirtschaft und Öffentlichkeit.