Praxisbeispiel: Nachhaltiges Wirtschaften Effizienzsteigerung und Abgaswärmenutzung bei CABB
Die CABB GmbH ist ein international tätiges Unternehmen der Feinchemie und besitzt darunter auch einen Produktionsstandort in Gersthofen. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung hochreiner chemischer Zwischenprodukte wie Monochloressigsäure (MCA). Am Standort Gersthofen betreibt CABB eine moderne Anlage zur Produktion von Monochloressigsäure, die in den Industriepark Gersthofen eingebettet ist. CABB legt großen Wert auf Nachhaltigkeit und Energieeffizienz. In den letzten Jahren wurden umfangreiche Maßnahmen zur Optimierung des Energiemanagements und zur Reduktion von Emissionen umgesetzt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Nutzung industrieller Abwärme. Dabei wird beispielsweise Abwärme zurückgewonnen und zur Substitution von Prozesswärme eingesetzt. Solche Maßnahmen tragen nicht nur zur Reduktion des externen Energiebezugs bei, sondern leisten auch einen wichtigen Beitrag zur Minderung von CO₂-Emissionen.
Abwärmenutzung bei der Chloralkali-Elektrolyse zur Solevorwärmung:
Die CABB GmbH betreibt am Standort Gersthofen eine moderne Produktionsanlage zur Herstellung von Monochloressigsäure (MCE) – einem chemischen Vor- und Zwischenprodukt, das unter anderem in der Pharma-, Lebensmittel-, Agrar- und Kosmetikindustrie Anwendung findet. Im Rahmen eines kontinuierlichen Energiemanagementsystems verfolgt das Unternehmen seit Jahren das Ziel, den Energieeinsatz zu optimieren und die Energieeffizienz zu steigern. Ein zentraler Ansatzpunkt ist dabei die Nutzung industrieller Abwärme.
Ein besonders energieintensiver Prozess am Standort ist die Chloralkali-Elektrolyse, bei der ein aufwendiges Reinsolesystem zur Aufbereitung und Erwärmung der Kochsalzlösung betrieben wird, was bislang durch die Zufuhr von externem Frischdampf sichergestellt wurde. Dieser Prozess war mit einem entsprechend hohen Energiebedarf verbunden.
Im Jahr 2020 wurde eine umfassende Pinch-Analyse durchgeführt, um potenzielle Abwärmequellen und -senken im Produktionsprozess zu identifizieren. Ziel war es, bestehende Abwärme besser zu nutzen und gleichzeitig den externen Energiebezug zu reduzieren. Die im Jahr 2024 umgesetzten Maßnahmen umfassen die Nutzung von Abwärme aus dem Reaktorkühlsystem der MCE. Diese Abwärmequellen wurden gezielt mit dem Reinsolekreislauf verbunden, um die Sole auf die benötigte Temperatur vorzuheizen.
Zur technischen Umsetzung wurde ein leistungsstarker Wärmeübertrager mit einer Kapazität von 1.000 kW installiert. Ergänzend wurde die Rohrleitungsführung optimiert sowie die Reinstsolebeheizung separat geregelt, um Wärmeverluste zu minimieren.
Die Effekte dieser Maßnahmen sind signifikant:
- Einsparung von Frischdampf in Höhe von 10 GWh/Jahr
- Reduktion des Flusswasserverbrauchs für Kühlzwecke um ca. 240.000 m³/Jahr
Dieses Projekt zeigt beispielhaft, wie CABB technische Prozesse mit energetischer Optimierung verknüpft und durch gezielte Maßnahmen zur Dekarbonisierung und Ressourcenschonung beiträgt.
Abwärmenutzung bei der HCl-Verbrennungsanlage
Im Rahmen ihres standortübergreifenden Energiemanagementsystems hat die CABB GmbH in Gersthofen ein weiteres Projekt zur Abwärmenutzung umgesetzt – diesmal im Bereich der HCl-Verbrennungsanlage. In der Anlage wird das bei den Produktionsprozessen anfallende chlorwasserstoffhaltige Abgas (HCl-Abgas) von enthaltender Organik befreit und anschließend flüssige Salzsäure aus dem Abgas zurückgewonnen. Nach Aufbereitung in Brennkammern wird Dampf im Abhitzekessel erzeugt. Allerdings wurden die nachgeschalteten Abgase mit Temperaturen von 250-350°C bislang ungenutzt über einen Quenche heruntergekühlt, wodurch ein erhebliches energetisches Potenzial verloren ging. Im Zuge einer umfassenden Pinch-Analyse im Jahr 2020 wurden weitere Optimierungsmöglichkeiten identifiziert. Nach Prüfung mehrerer technischer Optionen erwies sich die interne Nutzung der Abgaswärme zur Dampferzeugung – direkt zur Deckung des Eigenbedarfs der HCl-Anlage – als die effizienteste und wirtschaftlichste Lösung.
Im Jahr 2024 wurde daraufhin ein maßgeschneiderter Abhitze-Dampferzeuger mit einer Leistung von 360 kW installiert. Aufgrund der aggressiven Zusammensetzung der Abgase wurde der Wärmetauscher als Sonderkonstruktion ausgeführt. Die erzeugte Dampfmenge auf 3 bar wird nun direkt zur Kühlung der Brennkammer und zur Vorwärmung des Speisewassersystems verwendet. Außerdem wurde die erforderliche Kühlturmleistung durch niedrigere Abgastemperaturen reduziert.
Durch die effektive Nutzung der bisher ungenutzten Abgaswärme konnten mehrere positive Effekte erzielt werden:
- Eine Stromeinsparung von ca. 280 MWh pro Jahr durch reduzierte Kühlturmleistung
- Eine Reduktion des Kühlwasserbedarfs – insbesondere im Sommer – um rund 200.000 m³/Jahr
- Eine Einsparung von ca. 2,9 GWh/a an Dampfenergie
Mit diesen Projekten zeigt CABB in Gersthofen, wie sich technische Prozessführung und Energieeffizienz synergetisch verbinden lassen. Die konsequente Nutzung vorhandener Abwärmequellen trägt nicht nur zur Senkung des Energieverbrauchs bei, sondern auch zur Schonung natürlicher Ressourcen und zur Einhaltung wachsender Anforderungen an Nachhaltigkeit und Klimaschutz.
Ausblick und Erkenntnisse:
- Pinch-Analyse als Grundlage für gezielte energetische Optimierung
- Systematische Einbindung benachbarter Prozesse zur Wärmerückgewinnung
- Wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll, da:
- Frischdampfbedarf gesenkt
- Strom und Wasser eingespart
- Emissionen indirekt reduziert
- Investitionen zeigen hohe technische Machbarkeit und Übertragbarkeit auf ähnliche Produktionsstandorte
Ablauf der Pinch-Analyse:
- Ablauf über mehrere Jahre über Beschäftigung eines Studenten (Bachelorarbeit, Werkstudententätigkeit und Masterarbeit (erweiterte Untersuchung durch möglichen Einsatz von HT-Wärmepumpen))
- Teilweise Durchführung temporärer Messungen (Volumenstrom, Temperatur) zur Bestimmung vorhandener Abwärmepotenziale sowie Wärmebedarfe
- Aufstellung der vorhandenen Abwärmequellen und Wärmesenken
- Matchmaking von Quellen und Senken (anhand des Temperaturniveaus) um Kopplungsmöglichkeiten abzuleiten
- Aussortieren der Kopplungsmöglichkeiten (unter Einbezug weiterer Faktoren wie räumliche Entfernung und zeitliche Korrelation)
- Erstellung umsetzbarer Konzepte und Abschätzen des theoretischen Potenzials (mehrere Varianten eines Konzeptes möglich, also zu einer Quelle können mehrere Senken und andersherum passen)
- Prüfung auf technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit der Konzepte
Nachhaltigkeitsmonitoring A³ Schon gewusst?
Umfragen aus dem Nachhaltigkeitsmonitor 2024/25 haben ergeben, dass 65% der befragten Unternehmen Abwärmenutzung umsetzen, um Wärme zurückzugewinnen und Energieeffizienz im Unternehmen zu fördern.