Toplotne pumpe: 5 primera uštede novca i energije

Velike toplotne pumpe koje se koriste u industriji imaju kapacitet između 100 i 50.000 kilovata. Toplota može da se koristi za grejanje, ali i kao takozvana „procesna toplota“ u industrijskoj proizvodnji. Uz pomoć toplote iz okoline, vazduha, vode ili zemlje, sa samo jednim kilovat-satom (kWh) struje može da se proizvede i do deset kilovat-sati toplote. Standardne toplotne pumpe postižu temperature i do 95 stepeni Celzijusa, a specijalne fabričke toplotne pumpe i do 165 stepeni (neka pilot-postrojenja čak i do 300 stepeni).

Te temperature su u mnogim industrijskim granama potrebne u procesu proizvodnje. Ubuduće bi oko 30 odsto te „procesne toplote“ do 400 stupnjeva Celzijusa moglo da se proizvodi uz pomoć toplotnih pumpi, prognozira Međunarodna agencija za energiju (IEA).

1. Više arome za čokoladu

Kako bi iz zrna kakaoa mogla da se proizvede čokolada, u fabrikama se koriste različiti procesi zagrevanja i hlađenja. Slasna aroma čokolade nastaje u procesu takozvanog „končiranja“ – čokoladna masa se meša i po nekoliko sati na temperaturi do 60 stepeni. Toplota potrebna za taj proces u mnogim fabrikama još uvek se dobija uz pomoć gasa, ali postoje i jeftinije alternative. Švajcarska firma „Maestrani“ transformirala je proces zagrevanja i hlađenja i sada se tamo uz pomoć toplotne pumpe dolazi do temperature potrebne za končiranje.

Pritom se koristi i energija koja nastaje tokom hlađenja proizvoda. Ta energija se do sada nije koristila, a ona je potrebna toplotnim pumpama kako bi je transformirale u toplotu. Toplotne pumpe, naime, rade na istom principu kao frižideri i ti procesi se mogu dobro kombinovati. Modernije mašine firme „Maestrani“ sada proizvode i toplotu i hladnoću – i pritom su prilično efikasne.

Zahvaljujući efikasnijem procesu proizvodnje, u toj kompaniji smanjena je potrošnja energije za oko 20 odsto, a godišnje se uštedi i emisija 170 tona ugljen dioksida.

2. Proizvodnja sira

U procesu proizvodnje sira u švajcarskom selu Gaisu koristi se toplota koja nastaje tokom rada jednog obližnjeg računarskog centra. Serveri, naime, rade danonoćno i moraju da se hlade. Uz pomoć te toplote, zagreva se voda na 20 stepeni Celzijusa koja se zatim cevima pumpa do sirane. Tamo toplotna pumpa tu vodu dalje zagreva do 85 stepeni i tako se svakog dana pasterizuje i do 50.000 litara mleka potrebnog za proizvodnju sira.

Toplotna pumpa pokriva kompletnu potrebu sirane za toplotom i firma, prema sopstvenim navodima, štedi skoro dva miliona kilovat-sati gasa godišnje. Samo u slučaju nužde „uskače“ gasno grejanje, kako se proizvodni proces ne bi prekidalo.

3. Proizvodnja opeke

Proizvodnja opeke zahteva znatnu količinu energije. Glineni i drugi materijal, na primer pesak, meša se sa vodom, oblikuje, a zatim suši. Nakon toga se cigle peku u peći na temperaturama i do 1.000 stepeni Celzijusa.

Ciglana u austrijskom Utendorfu za sušenje opeke od 2019. koristi toplotnu pumpu većeg kapaciteta. Pumpa „reciklira“ toplotu koja izlazi iz peći tokom pečenja opeke i tako sušionicu cigle zagreva na 160 stepeni. Korišćenjem toplotne pumpe uštedi se oko 30 odsto gasa, a manja je i emisija ugljen dioksida za oko dve do tri hiljade tona.

Fabrika u Utendorfu u vlasništvu je firme „Vinerberger“, najvećeg svetskog proizvođača cigle. Oni planiraju da instaliraju toplotne pumpe i u svojim pogonima u Poljskoj, Velikoj Britaniji i Holandiji.

4. Supa i puding

U austrijskoj fabrici prehrambenih proizvoda „Pišelsdorf“, koja je deo međunarodnog koncerna AGRANA, takođe se koriste toplotne industrijske pumpe, na primer u proizvodnji sosova, supa ili pudinga. Prema navodima austrijskog istraživačkog instituta AIT, toplotna pumpa proizvodi oko 10 odsto toplote potrebne za sušenje sirovine koja se koristi u proizvodnom lancu. Tako se godišnje uštedi i do 3,2 miliona kilovat-sati gasa, odnosno 600 tona ugljen dioksida.

Veronika Vilk, ekspertkinja za industrijske toplotne pumpe, procenjuje da se takve pumpe visokog kapaciteta mogu dobro integrisati u mnoga postojeća industrijska postrojenja. Više od trećine proizvodnih procesa širom sveta bi, smatra ona, moglo da profitira od pumpi, na primer industrija papira, hrane ili hemijska industrija.

5. Veliki planovi BASF-a

Toplotne pumpe su se do sada u industriji koristile relativno retko. Gas je bio jeftin, a sve dok je jeftin, mnogi nisu imali motiv za ugradnju modernije tehnike.

Međutim, zbog rata u Ukrajini i osetnog rasta cene gasa, uslovi na tržištu su se promenili, a to je i menadžere prisililo da promene načina razmišljanja. Proizvođači toplotnih pumpi dobijaju sve više narudžbina i iz industrijskog sektora. Hemijski koncern BASF za svoju fabriku u matičnom Ludvigshafenu upravo ispituje mogućnost instalacije najveće toplotne pumpe na svetu čiji bi kapacitet trebalo da bude do 120.000 kilovata.

Ta pumpa trebalo bi da koristi energiju koja nastaje u procesu rada fabričkog sistema za hlađenje, a koja se do sada nije koristila. Tako bi BASF po satu mogao da proizvodi i do 150 tona pare, uz pomoć koje bi mogla znatno da se smanji potrošnja gasa i godišnje uštedi i do 390.000 tona emisije ugljen dioksida.