Die Fakten zur neuen Heißdampf‑Technologie, entwickelt im Projekt „LowCarbDry“, sind vielversprechend. Forschende des Fraunhofer-Instituts entwickeln diese Methode für die industrielle Trocknung. Sie könnte den Energiebedarf um bis zu 80 Prozent senken.

Die Technologie ersetzt herkömmliche Heißlufttrocknung durch einen geschlossenen Kreislauf überhitzten Wasserdampfs. Sie kombiniert diesen Ansatz mit Wärmepumpen, erneuerbarem Strom sowie intelligenter Steuerung. Damit ermöglicht sie eine Reduktion des Erdgasverbrauchs und der CO₂‑Emissionen in energieintensiven Industrien.

Industrielle Trocknungsprozesse sind energieintensiv. Sie prägen Branchen wie die Papier-, Zement-, Chemie- und Lebensmittelindustrie, aber auch die Verarbeitung mineralischer Rohstoffe, Baustoffe, Waschmittel und Futtermittel. Bislang dominiert die Heißlufttrocknung, die oft auf fossilen Brennstoffen basiert.

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB arbeitet daher an einer alternativen Heißdampf‑Technologie.

Kern der Innovation: geschlossener Dampfkreislauf

Antoine Dalibard vom Fraunhofer IGB erklärt das Prinzip: „Anstatt feuchte Produkte mit heißer Luft zu trocknen, nutzen wir überhitzten, trockenen Dampf in einem geschlossenen Kreislauf.“

Überhitzter Dampf liegt über seiner Sättigungstemperatur und enthält keine flüssigen Tröpfchen. Der geschlossene Kreislauf reduziert Wärmeverluste, da Prozessgas nicht kontinuierlich an die Umgebung abgegeben wird. Laut Projektangaben kann der alleinige Einsatz von strombasiertem Heißdampf den Energiebedarf um 50 bis 75 Prozent senken.

In Kombination mit Wärmerückgewinnung und flexibler Anlagensteuerung sind sogar Einsparungen von bis zu 80 Prozent möglich.

Die Integration einer Wärmepumpe hebt den im Trocknungsprozess entstehenden Niedertemperaturdampf auf ein höheres Temperaturniveau an. So lässt sich die Energie im Kreislauf wiederverwenden. Als Alternative zur Wärmepumpe kommt die mechanische Brüdenverdichtung in Betracht. Dabei verdichten Kompressoren überschüssigen Dampf direkt, ohne zusätzlichen Kondensationsschritt.

Flexibilität und Synergien durch intelligente Steuerung

Eine modellprädiktive Steuerung ist im System vorgesehen. Diese synchronisiert den Anlagenbetrieb bevorzugt mit Zeiten, in denen viel erneuerbarer und günstiger Strom zur Verfügung steht. Dieser Demand-Side-Management-Ansatz soll Betriebskosten und CO₂‑Emissionen reduzieren.

Die Heißdampf‑Technologie lässt sich in gängigen Anlagentypen wie Band-, Trommel- und Sprühtrocknern einsetzen.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Nutzbarkeit der entstehenden Abwärme. Der aus dem Produkt freigesetzte Überschussdampf kann bei Kondensation Wärme von etwa 90 bis 100 Grad Celsius erzeugen. Diese Wärme lässt sich für andere industrielle Prozesse verwenden oder in Nahwärmenetze einspeisen. Dies erhöht die Gesamteffizienz des Systems und schafft zusätzliche Einsparpotenziale.

Industrielle Relevanz und Partner

Das Fraunhofer-Team hat die Technologie bereits mit verschiedenen Materialien erprobt. Dazu zählen mineralische Rohstoffe wie Kalk sowie organische Stoffe wie Stroh, Couscous und Insektenlarven. Projektpartner aus der Industrie sind unter anderem Evonik und die Pergande Group. Bei beteiligten Industriepartnern sind Pilotanlagen für die Heißdampf‑Sprühtrocknung bereits in Betrieb.

Das LowCarbDry‑Projekt zielt darauf ab, die industrielle Trocknung von einem erdgasbasierten Prozess in einen weitgehend elektrifizierten Prozess zu überführen. Damit leistet die Technologie einen Beitrag zur Dekarbonisierung mehrerer Wirtschaftszweige. Die Möglichkeit, die Produktion flexibel an die Stromverfügbarkeit anzupassen, ist Teil des Konzepts.

Ausblick und Herausforderungen

Die breite industrielle Durchsetzung der Heißdampf-Technologie hängt von den Investitionskosten für Umrüstung oder Neuanschaffung von Anlagen ab. Auch die Verfügbarkeit und die Preise günstigen Stroms spielen eine entscheidende Rolle. Wichtige Fragen betreffen die Integration in bestehende industrielle Infrastrukturen und die Skalierbarkeit der laufenden Pilotprojekte.

Offen bleibt weiterhin, wie hoch die spezifischen CO₂‑Einsparungen pro Produktionseinheit ausfallen. Die Quelle nennt nur prozentuale Energieeinsparungen, keine konkreten CO₂‑Werte in Tonnen oder pro Einheit. Die weitere Entwicklung der Strompreise und die regulatorischen Rahmenbedingungen für Demand-Side-Management werden die Wirtschaftlichkeit dieser Technologie maßgeblich beeinflussen.