Om de decarbonisatie van SMS group verder te bevorderen, heeft GETEC een uniek power-to-heat-systeem geïnstalleerd met een van de grootste lucht-waterwarmtepompsystemen die momenteel in Duitsland beschikbaar zijn.

Voor het compenseren van 6.000 ton CO₂ zijn meer dan 200.000 bomen nodig. In de productiefaciliteit van SMS group in Hilchenbach, ongeveer 100 kilometer ten oosten van Keulen, bespaart een nieuw power-to-heat-systeem van GETEC precies deze hoeveelheid CO₂ per jaar. Dit unieke systeem voorziet 50.000 m² aan hallen, kantoren en gebouwen van warmte en bespaart tegelijkertijd naar schatting 15% energie dankzij een hogere efficiëntie. De introductie van het volledig elektrische systeem is een belangrijke aanjager voor SMS group om de doelstelling van klimaatneutraliteit op de locatie Hilchenbach tegen 2030 te bereiken.

SMS group staat wereldwijd bekend om zijn technologieën, producten en diensten voor de metaalindustrie. GETEC exploiteert sinds 2004 een op fossiele brandstoffen gebaseerde verwarmingsinstallatie voor de warmtevoorziening van de SMS-gebouwen in Hilchenbach en heeft deze installatie nu omgebouwd. Het nieuwe lucht-waterwarmtepompsysteem transformeert het warmtenet in een broeikasgasneutraal systeem, met een tweetraps warmtepompcascade, een elektrische boiler, een warmteopslagtank en randapparatuur voor het verwarmen van water.

Het baanbrekende warmtepompsysteem

Naar schatting verbruiken lucht-waterwarmtepompen doorgaans 70 tot 80% minder energie dan ketels die op fossiele brandstoffen werken. Bovendien zijn ze uiterst efficiënt en produceren zij 3 tot 5 eenheden warmte per verbruikte eenheid elektriciteit. In Hilchenbach vervingen de nieuwe warmtepompen van GETEC het bestaande aardgasgestookte systeem, waardoor het 3,4 kilometer lange warmtenet werd omgevormd tot een klimaatvriendelijk systeem.

Het systeem omvat vier lucht-waterwarmtepompen die zijn gecombineerd tot één geïntegreerde verwarmingsoplossing en momenteel tot de grootste installaties van dit type in Duitsland behoren. Deze warmtepompen onttrekken thermische energie aan de omgevingslucht, zelfs bij temperaturen onder het vriespunt, en slaan deze energie op in tanks. Vervolgens verwarmen water-waterwarmtepompen de tanks tot 85 graden Celsius. Op deze manier levert het volledige systeem een thermisch vermogen van 4 MWth. Een buffervat garandeert de beschikbaarheid van warmte tijdens piekbelastingen, terwijl een elektrische boiler zorgt voor een temperatuurverhoging waardoor de aanvoertemperatuur kan oplopen tot 95 graden Celsius. Omdat het een gesloten systeem betreft, is geen extra water nodig of wordt geen extra water verbruikt.

„De power-to-heat-installatie is een centrale bouwsteen op onze weg naar een klimaatneutrale exploitatie van de locatie Hilchenbach”, zegt Fabiola Fernandez, CFO van SMS group. „Wij stimuleren de decarbonisatie van de wereldwijde staalindustrie. Het is voor ons echter net zo belangrijk om intern verantwoordelijkheid te nemen en duurzaamheid consequent binnen onze installaties te implementeren.”

Met het oog op lagere projectkosten en een kortere bouwtijd werd het power-to-heat-systeem geïntegreerd in het bestaande ketelhuis. GETEC heeft grote inspanningen geleverd om het oude systeem tijdens de bouwwerkzaamheden operationeel te houden en zo een ononderbroken warmtevoorziening te garanderen.

Gefaseerd proces en digitale besturing

Het gefaseerde proces van de warmtepomp kan worden aangepast aan het seizoen en de verwarmingsbehoefte. Zodra de energie uit de omgevingslucht is gewonnen en opgeslagen, zetten de warmtepompen deze opgeslagen energie om naar het gewenste temperatuurniveau. De elektrische boiler wordt extern aangestuurd voor deelname aan het elektriciteitsnet, waardoor SMS extra inkomsten kan genereren door de lokale energiemarkt te ondersteunen en tegelijkertijd bijdraagt aan de stabilisatie van het net.

Het intelligente besturingssysteem beschikt over een AI-ondersteund prognose- en voorspellingsmodel dat de werking aanpast op basis van weersomstandigheden en belasting. De vier verschillende bedrijfsmodi (opwekken, opslaan, opnemen en laden) stellen het systeem in staat het energieverbruik te optimaliseren, de warmteopwekking in de tijd los te koppelen van het warmteverbruik en in het bijzonder goedkope en hernieuwbare elektriciteit te benutten.

„De overstap naar hernieuwbare energieën en de vermindering van broeikasgasemissies leveren een belangrijke bijdrage aan onze duurzaamheidsinspanningen, die niet alleen gericht zijn op emissiereductie en de volledige waardeketen, maar ook op de interne activiteiten van het bedrijf”, zegt Marc Hoffmann, Executive Vice President van SMS group.

Een uniek power-to-heat-systeem met een van de grootste lucht-waterwarmtepompsystemen die momenteel in Duitsland beschikbaar zijn.

Op weg naar een duurzame toekomst

GETEC heeft ervoor gezorgd dat het systeem klaar is voor de toekomst, met een modulair ontwerp dat kan worden uitgebreid met aanvullende regeneratieve systeemcomponenten. Dit kan onder meer de integratie van restwarmtebronnen, zoals elektrolysers en brandstofcellen, omvatten om de energie-efficiëntie van de installatie verder te verhogen.

Voor het project nam GETEC de vergunningen, engineering, installatie van de installatie, financiering en nog veel meer voor zijn rekening. Daarnaast zorgt GETEC gedurende de komende acht jaar voor exploitatie, onderhoud en service. Het project, gefinancierd door het Duitse Federale Ministerie van Economische Zaken en Energie en de Europese Unie via NextGenerationEU, benadrukt de inzet van GETEC en SMS group voor de uitfasering van fossiele brandstoffen en de implementatie van duurzame energieprojecten.

„Dit is een voorbeeldproject voor de gehele energiesector”, zegt Dr. Zimmermann. „Het biedt een haalbaar model voor gedecarboniseerde en flexibele warmtevoorzieningssystemen zonder gebruik van fossiele brandstoffen voor een breed scala aan industrieën en gemeenten.”