A comparative study of sustainable industrial heat supply based on economic and thermodynamic factors

In dieser Studie werden drei unterschiedliche industrielle Prozesswärmebereitungsmethoden (Gasturbine, Gas- und Dampfturbine und Hochtemperaturwärmepumpe) anhand exergetischer und ökonomischer Parameter verglichen. Die ökonomische Analyse erfolgt auf Basis der verbrauchsbezogenen Energiekosten, den Kapitalkosten und den Servicekosten.

Die Ergebnisse zeigen, dass der exergetische Wirkungsgrad der Hochtemperaturwärmepumpe, auch bei unvorteilhaften Konditionen, höher als für die gasbetriebenen Systeme ist. In der untersuchten Periode von Januar 2013 bis Juni 2016 lag der Erzeugungsanteil der Wärmepumpe zwischen 45 % und 76 % in Abhängigkeit der Investitionskosten. Diese Studie soll als Entscheidungshilfe für Anlagenbetreiber dienen, in Zeiten von niedrigen Strompreisen die Prozesswärme elektrisch mittels Wärmepumpe, oder in Zeiten mit hohen Strompreisen mittels Kraft-Wärmekopplung Strom und Wärme zu produzieren, und damit auch zur Glättung von Fluktuationen im Stromnetz beizutragen.