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Grüne Energie

Klimaschutz – Kunststoff revolutioniert die Energierückgewinnung

| Autor: Sebastian Hofmann

Jedes Jahr verschenkt die Industrie in Deutschland Abwärmeenergie in Höhe von 125 TWh.
Jedes Jahr verschenkt die Industrie in Deutschland Abwärmeenergie in Höhe von 125 TWh. (Bild: ©patila - stock.adobe.com)

Jedes Jahr entgeht der Industrie Abwärmeenergie in Höhe von 125 TWh. Ein Chemiker hat dieser Verschwendung den Kampf angesagt. Seine Erfindung: ein Bipolymer-System, das aus Wärme Strom erzeugt.

Als besonders umweltfreundlich gelten Kunststoffe nicht gerade. Dass sie obendrein sogar der Schlüssel zu einer gelungenen Energiewende sein sollen, sorgt erst mal für Verwunderung. Mit seiner neuen Erfindung will der Wirtschaftschemiker Martin Huber aber genau das beweisen. Sein Start-up Poligy entwickelt Energierückgewinnungseinheiten, die Industriewärme in Strom umwandeln können. Zunutze machen sich die Geräte die speziellen Eigenschaften der Kunststoff-Gruppe der Bipolymere. Mit ihrer Hilfe lässt sich günstige grüne Energie gewinnen.

Und so funktioniert's: Die Bipolymer-Systeme bestehen aus zweilagigen Kunststoffreihen, die wie ein Förderband um zwei Rollen (oder Umlenktrommeln) herum gespannt sind. Durch Temperatureinflüsse verformt sich das Polymer – bei Hitze dehnt es sich aus, bei Kälte zieht es sich zusammen. Über Sperrräder kommt das Band durch diese Verformung zum Laufen. Ein Generator wandelt die so entstehende kinetische Energie schließlich in elektrischen Strom um. Die Prozesswärme kann dabei auf verschiedenen Wegen an den Kunststoff übertragen werden – per Wärmetauscher, Luft oder auch Wasser.

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Einsparpotenzial von fünf Milliarden Euro pro Jahr

„Vielversprechend ist der Einsatz unserer Energierückgewinnungseinheiten überall dort, wo heute noch viel Abwärme zur Verfügung steht oder wo die Abwärme aktiv herunter gekühlt werden muss“, erklärt Huber. Dabei gilt: Je konzentrierter der Abwärmestrom und je höher das Temperaturniveau, desto besser. Beispielsweise in der Zement- und Chemieindustrie oder in Datenzentren wäre ein Einsatz der Geräte sinnvoll. Das Einsparpotenzial ist jedenfalls riesig. Die Deutsche Energie-Agentur schätzt es auf 125 TWh pro Jahr. Das sind 11,5 % des Primärenergieverbrauchs im verarbeitenden Gewerbe. Unternehmen in Deutschland könnten jährlich rund fünf Milliarden Euro einsparen, würden sie diese Energie nutzen.

Bisher waren Geräte zur Umwandlung von Prozesswärme zu Strom allerdings oft teuer und bestanden aus toxischen Stoffen. Die Entwicklung von Poligy hingegen verzichtet völlig auf umweltschädliche Materialien. „Die Wärmekraftmaschinen und die Bipolymere lassen sich darüber hinaus in großen Mengen und preiswert herstellen“, sagt Huber. Es entstünden kaum Kosten, weil die Produktionsanlagen für die Kunststoffe schon bestehen und nur wenig Energie zur Herstellung aufgewandt werden müsse. Ein weiterer Pluspunkt: Die Energierückgewinnungseinheiten arbeiten bereits bei Temperaturen ab 50 °C. Das ist ein direkter Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen, die vor allem auf höhere Gradzahlen ausgelegt sind, etwa ORC-Geräte.

Die neuen Energierückgewinnungseinheiten von Poligy arbeiten schon ab einem Temperaturniveau von 50 °C.
Die neuen Energierückgewinnungseinheiten von Poligy arbeiten schon ab einem Temperaturniveau von 50 °C. (Bild: Poligy)

Erste Kleinserie innerhalb der nächsten drei Jahre

Hubers Ziel ist es nun, seine Erfindung zur Marktreife zu bringen. „Aktuell arbeiten wir dazu in einem Pilotprojekt mit einem großen Energiekonzern zusammen“, erzählt er. „Wir wollen in der Praxis beweisen, wie gut und über welche langen Zeiträume unser System funktioniert.“ Bezüglich der Lebensdauer hat das Team bereits optimistische Einschätzungen von Materialexperten bekommen. Konkrete Werte müssen aber noch unter Realbedingungen nachgewiesen werden. „Außerdem stehen noch Feinjustierungen und Optimierungen des Bipolymers beziehungsweise des Prototyps auf dem Programm“, ergänzt Huber. Nach dem Pilotprojekt plant das Team die erste Kleinserie mit Stückzahlen im niedrigen zweistelligen Bereich. Ihre Produktion soll noch innerhalb der nächsten drei Jahre vonstatten gehen.

Finanzieren will Poligy die Weiterentwicklung der Bipolymer-Serie mit digitalen Wertpapieren. Qualifizierte Investoren und insbesondere Partner aus der Industrie können sich daran beteiligen. „Die Investments sind wichtig“, unterstreicht Poligy-Mitgründer Artur Steffen. „Doch mindestens genauso wichtig sind das Knowhow und das Engagement unserer Investoren, um unsere Produkte schnell zur Marktreife bringen zu können.“

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