Dennis L
Die Bierproduktion benötigt viel Wärme, deren Erzeugung große CO₂-Emissionen verursacht. Ein neuer Braukessel kann die Emissionen stark reduzieren und das Bier damit klimafreundlicher machen.
Fort Collins (U.S.A.). Die New Belgium Brewing Company, eine Großbrauerei aus den U.S.A., verwendet aktuell Dampf, um in den Braukesseln die Temperatur zu regulieren. Auch in anderen Industrien ist der Wärmebedarf hoch, etwa um Chemikalien aufzutrennen oder Güter zu sterilisieren. Daten der Columbia University zeigen, dass die industrielle Wärmeerzeugung rund zehn Prozent der globalen CO₂-Emissionen verursacht. Laut einer Publikation von Addison Stark im Fachmagazin Joule ist es deshalb essenziell, die Wärmeerzeugung zu dekarbonisieren.
„Um die Industrie zu dekarbonisieren, müssen wir die Wärme dekarbonisieren.“
Stark hat deshalb das Start-up AtmosZero gegründet, das ein modulares System zur industriellen Wärmeproduktion entwickelt hat. AtmosZero setzt auf die Implementierung einer Wärmepumpentechnik, bei der durch elektrische Energie ein Kühlmittel mit niedriger Siedetemperatur in einem kontinuierlichen Zyklus in Bewegung gesetzt wird. Das Gerät sammelt Wärmeenergie aus der umliegenden Luft, um die Temperatur des Kühlmittels durch einen Kompressor so stark zu steigern, dass Wasser den Siedepunkt erreicht. Diese erzeugte Wärme wird dann mittels eines Wärmeübertragungselements in einen Behälter geführt, welcher Dampf produziert.
Unternehmen wie die New Belgium Brewing Company konnten als Alternative zu herkömmlichen erdgasbetriebenen Braukessel bisher lediglich auf elektrische Braukessel, die erneuerbaren Energien wie Solar- und Windenergie betrieben werden, zurückgreifen. Doch ihr Betrieb basiert in der Regel auf einer Widerstandsheiztechnik, die durch das Leiten von elektrischem Strom durch ein leitfähiges Material oder direkt durch das Wasser im Kessel Wärme erzeugt. Aufgrund des hohen Stromverbrauchs und der damit verbundenen Kosten konnten sich solche Systeme nicht durchsetzen.
Wärmepumpensysteme könnten wesentlich effizienter als auf Widerstandsheizung basierende Produkte sein, da der Hauptanteil des elektrischen Stroms zur Sammlung und Übertragung von Wärme genutzt wird, statt sie direkt zu produzieren. Laut Stark könnte eine kommerzielle Ausführung des AtmosZero-Gerätes eine bis zu doppelt so hohe Effizienz aufweisen wie herkömmliche Widerstandskessel.
Gegründet wurde AtmosZero erst im Dezember 2021. Mittlerweile zählt das Unternehmen 13 Angestellte und konnte Risikokapital in Höhe von 7,5 Millionen Dollar von Energy Impact Partners, Starlight Ventures und AENU sichern. Zusätzlich wurde dem Unternehmen ein Zuschuss von 500.000 Dollar von ARPA-E gewährt. Aktuell befindet sich die Firma in der abschließenden Entwicklungsstufe und prüft ihren ersten Prototyp an der Colorado State University.
Dennoch steht das Jungunternehmen vor mehreren Herausforderungen. Trotz der Aussicht, kosteneffizienter als strombasierte Widerstandskessel zu sein, kann das Produktangebot des Unternehmens in einigen Märkten noch immer nicht mit den extrem niedrigen Kosten von erdgasbetriebenen Kesseln konkurrieren. Klimapolitische Maßnahmen, die Anreize zur Senkung von Industrieemissionen setzen, wie das Emissionshandelssystem der EU, könnten jedoch dazu beitragen, dass Technologien wie die von AtmosZero attraktiver werden.
Bisher wurde die Technologie noch nicht in einem kommerziellen Kontext angewendet oder getestet. In diesem Zusammenhang ist die Kooperation mit New Belgium von Bedeutung. Das sechsmonatige Pilotprojekt könnte, abhängig vom Erfolg, zu einem kommerziellen Geschäft führen. New Belgium ist jedoch optimistisch, dass die Technologie dem Unternehmen dabei helfen wird, seine Klimaziele zu erreichen.
Joule, doi: 10.1016/j.joule.2020.12.007
