Koordinator: Industrial Solar GmbH
Ansprechperson: Leonard Hahn
Adresse: Basler Str. 115, 79115, Freiburg
Tel.: +49 (0) 761 76711124
E-Mail: leonard.hahn(at)industrial-solar.de
Projektpartner in Deutschland
Projektpartner in Jordanien
In Jordanien sind fossile Brennstoffe teuer und die Solarstrahlung ist sehr hoch. Solarenergie bietet daher ein enormes Potential für eine nachhaltige, soziale und umweltfreundliche Energieversorgung. Das Forschungsprojekt „Jordan Optimizes Solar Steam for Industry (JOSSI)” erforscht die Anwendung von Solarthermie zur Erzeugung industriellen Prozessdampfes und hat es sich zum Ziel gesetzt die Anwendung mittels intelligenter Prozessüberwachung zu beschleunigen und damit die Kosten zu senken und die Erträge zu steigern.
Übergeordnetes Ziel der Projektpartner ist es die Verbreitung der solaren Prozessdampfnutzung in Industrieprozessen durch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten (F&E) zu unterstützen und dadurch, insbesondere im Partnerland Jordanien, die breite Markteinführung dieser Technologie zu fördern. Jordanien wurde wegen seines großen Potentials sowie bereits bestehenden Anlagen zur solaren Prozessdampferzeugung ausgewählt. Technisch liegt der Fokus hierbei auf der Analyse von Strömungen innerhalb des Kollektors, die mit hochpräziser Messmethoden untersucht werden soll. Zusätzlich werden die digitale Datenauswertung und Anlagenüberwachungssysteme optimiert. In Langzeitberichten zur Anlagenperformance kann der direkte Einfluss verschiedener Verbesserungen an Anlage, Datenauswertung und prädiktiver Wartung festgehalten werden. Weitere wichtige Ziele sind der Aufbau von Knowhow im industriellen und akademischen Bereich, die Unterstützung der Projektentwicklung weiterer Anlagen sowie die Förderung der Bekanntheit solarer Prozessdampfversorgung.
Der größte Teil des industriellen Prozesswärmebedarfs entfällt auf Temperaturen unter 400 °C. Wenn, wie in Jordanien, ausreichend direkte Sonneneinstrahlung vorhanden ist, können linear konzentrierende Kollektoren einen großen Teil des industriellen Wärmebedarfs decken. Dies gilt insbesondere für die Lebensmittel-, Textil- und chemische Industrie, die wiederholt als vielversprechend für „Solar Heat for Industrial Processes“ (SHIP) identifiziert wurden. In Jordanien wurden schon SHIP Anlagen gebaut, der weitere Ausbau wird noch durch fehlende Bekanntheit in der Industrie, hohe Systemkosten (wegen kleiner Stückzahlen), Restrisiken beim Endnutzer wegen unzureichender Erfahrung zu Erträgen und begrenzten Kapazitäten bei Lösungsanbietern und Endanwendern gebremst. In Rahmen von JOSSI wird gezielt an diesen Punkten gearbeitet. Durch die Analyse der Strömungsformen kann an einer bestehenden Anlage die Regelungstrategie verbessert werden. Anschließend kann die Anlagenperformance mit Langzeitbetriebsdaten erfasst und bewertet werden, was die Finanzierung zukünftiger Anlagen erleichtert und deren Ertragsrisiken senkt. Messung, Datenauswertung und Interpretation werden bei gleichzeitig niedrigeren Kosten spezifisch verbessert.
Die Projektpartner erwarten sowohl Verbesserungen der bestehenden Anlage, günstigere Messtechnik, bessere Datenerfassung, Auswertung und Darstellung, als auch den Wissenstransfer im akademischen und industriellen Umfeld. Das Konsortium besteht aus jordanischen und deutschen Partnern, die im engen Kontakt stehen. Universitäten (University of Jordan, Middle Eastern University, National University College of Technology), Privatunternehmen (Japan Tobacco International, Najjar Rawas Company), öffentlichen Einrichtungen (Amman Chamber of Industry), Forschungseinrichtungen (Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf) und der Projektkoordinator (Industrial Solar GmbH) arbeiten dabei zusammen an den Zielen. In den Arbeitspaketen 1 bis 3 sind HZDR, NRC und ISG bei der technischen Umsetzung der Strömungsmessungen am Kollektor bei JTI eingebunden. Das DLR hat auch einen technischen Fokus in diesen Arbeitspaketen, im Bereich der Planung und Modellierung der Anlagen. Die jordanischen Universitäten unterstützen sowohl technisch als auch wissenschaftlich und möchten dadurch ihre Lehre anhand konkreter Forschungsprojekte verbessern. Technische und wissenschaftliche Ergebnisse fließen in das Arbeitspaket 4. Die Universitäten spielen hier eine Schlüsselrolle um Wissen über solare Prozesswärme im akademischen Sektor zu verbreiten und um Studierende mit den deutschen Forschungseinrichtungen zu verknüpfen. Passend dazu behandelt Arbeitspaket 5 die Wissensverbreitung in der Industrie. Die ACI wird dabei besonders involviert sein. Ein breites Wissen über solare Prozesswärme wird sich positiv auf die Verwendung erneuerbarer Energien in Jordanien auswirken, den Zubau klimaschützender Technologien fördern und die Rohstoffabhängigkeit vom Ausland verringern.
Das JOSSI Forschungsprojekt adressiert unmittelbar die Reduktion von CO2 und anderen Schadstoffemissionen durch die Nutzung solarer Wärme für industrielle Anwendungen. Die Dekarbonisierung industrieller Prozesse ist ein enorm wichtiges Ziel, um den Klimawandel abzubremsen, da sie für knapp 20% des weltweiten Energiebedarfs verantwortlich ist. Solarthermie kann als etablierte Technologie eine große Rolle spielen, insbesondere in sonnenreichen Regionen.
Gleichzeitig werden in Vergleich zu anderen regenerativen Energiesystemen, wie zum Beispiel Photovoltaik und Windenergie, weniger kritische Rohstoffe verbaut und die Solarthermie-Systeme sind anschließend besser recyclebar. Mit einer hohen spezifischen Leistung pro Fläche lässt sich mit Fresnell-Kollektoren mehr Sonnenenergie nutzen als bei Vergleichssystemen, wodurch eine Nutzung von Industriedächern möglich ist und keine weiteren Flächen genutzt werden müssen. Unternehmen sind durch solche Systeme unabhängiger von globalen Energiepreisentwicklungen und verschaffen sich Vorteile gegenüber Wettbewerbern, die keine Solarthermie nutzen.
JOSSI unterstützt damit sechs wichtige „Ziele für nachhaltige Entwicklung“:
