Wie GEA-Ingenieure eine nachhaltigere Produktion ermöglichen
13 Nov 2023
In einer Welt, in der Effizienz und mehr Kreislaufwirtschaft zwingend geboten sind, werden Ingenieure zu den heimlichen Helden des Wandels in Betrieb und Produktion. Bei GEA arbeitet eine vielfältige Gruppe von Ingenieuren und Technologen mit Nachdruck an Lösungen für die drängenden Herausforderungen unserer Zeit: den Klimawandel, die Ressourcenverknappung und die Beseitigung von Abfällen aller Art.
Es ist 8 Uhr an einem Montagmorgen, und GEA-Ingenieur Dr. Felix Ortloff und sein Team sind bereits in die Diagramme und Zahlen auf seinem Monitor vertieft: Echtzeitdaten aus einem Zementwerk, das derzeit rund 1.000 Tonnen CO2 pro Tag ausstößt. Dabei geht es nicht nur darum, die Daten zu interpretieren. Vielmehr streben sie grundlegende Änderungen an, um einen Beitrag gegen die globale Erwärmung zu leisten. Ortloff, der in seiner Kindheit viel in den Bergen wandern und Ski fahren war, hat die Auswirkungen des Klimawandels auf seine geliebten Alpen – ebenfalls in Echtzeit – hautnah miterlebt. Das war für ihn die Motivation, Chemieingenieurwesen zu studieren und sich beruflich der Suche nach besseren, nachhaltigeren Methoden zu verschreiben. Ortloff ist heute Senior Director Carbon Capture Solutions bei GEA. In dieser Funktion hilft er Zementwerken und anderen emissionsstarken Betrieben, den eigenen CO2-Ausstoß zu verringern.
GEAs Engagement für Carbon Capture
Während der Öl- und Gassektor schon seit Jahrzehnten Technologie zur CO2-Abscheidung nutzt, ist sie für die heutigen Industrie-Emittenten aus der Zement-, Stahl-, Glas- und Chemiebranche noch relatives Neuland. „Emissionsintensive Unternehmen aus diesen Branchen bleibt heute gar nichts anderes übrig, als CO2 aus ihren Abgasströmen zu entfernen. Dies ist allerdings mit erheblichen Investitionen in neue Technologien verbunden“, so Ortloff. „Kosteneffizient lässt sich das nur mit Lösungen erreichen, die zwar auf die jeweiligen Anlagenspezifika abgestimmt, aber gleichzeitig standardisiert genug sind, um einfach installiert und betrieben werden zu können.“
Ortloff sieht diese Herausforderungen weniger als Hindernis denn als Chance, die Stärken von GEA auszuspielen. „Uns geht es darum, die Unsicherheiten für unsere Kunden zu minimieren“, erklärt er. „Neben der eigentlichen CO2-Abscheideanlage umfasst unsere Expertise auch Abgasreinigung, Abwärmerückgewinnung und einige Technologien zur Wiederverwendung des abgeschiedenen CO2. Dieses breite Technologiespektrum bietet uns die Möglichkeit unseren Kunden eine End-to-End-Lösung zu bieten, die sowohl zweckmäßig, aufeinander abgestimmt, als auch kostengünstig ist.“
Mit diesem praktischen Ansatz will GEA Großemittenten dabei helfen, schnell mit der CO2-Abscheidung loszulegen. „Unsere Pilotanlage hat gezeigt, dass sich ein CO2-Abscheidegrad von 90% technisch erreichbar ist. Wir wissen jedoch, dass aktuell im großtechnischen Maßstab solche Abscheideraten für die meisten Unternehmen nicht wirtschaftlich darstellbar sind“, gibt Ortloff zu bedenken. „Dank unseres modularen Designs können Kunden das Thema schrittweise angehen. Wenn ein Zementwerk durch die Nutzung verfügbarer Abwärme eine CO2-Reduzierung von 20% erreicht, ist das bereits ein bedeutender Fortschritt – und macht es einfacher, die Kapazität im nächsten Schritt zu erhöhen.“
- Felix Ortloff, Senior Director, Carbon Capture Solutions, GEA
“In addition to the carbon capture plant itself, our expertise also includes gas cleaning, heat recovery and re-use of captured CO2, which has allowed us to create an end-to-end CO2 emission reduction portfolio that is both fit for purpose and cost effective.”
Felix Ortloff
Senior Director, Carbon Capture Solutions, GEA
Green team
Neben Ortloff arbeiten auch viele weitere Experten bei GEA an der Entwicklung von Anlagen, die Industrien mit hohen Umweltauswirkungen nachhaltiger machen. Gemeinsam entwickeln sie Lösungen für drängende Themen unserer Zeit – immer in dem Bewusstsein, dass diese sich für die Kunden auch rechnen müssen, damit Fortschritt im großen Stil entsteht. Sie ermöglichen wirtschaftlich tragfähigen Klimaschutz und realisieren Lösungen, die die Anforderungen von heute erfüllen und sich an die von morgen anpassen lassen. Indem sie auf die Wünsche der Kunden eingehen und ihnen gleichzeitig neue Möglichkeiten aufzeigen, finden unsere Experten die optimale Kombination aus standardisierten und individuellen Elementen. Sie stützen sich auf langjähriges technisches Know-how und beschreiten mit innovativen Technologien zugleich neue Wege. Auch wenn ihre Arbeit abseits der Schlagzeilen stattfindet, ist sie doch von grundlegender Bedeutung. Mit jedem analysierten Datenpunkt, jedem veränderten Parameter und jedem optimierten oder umgestalteten Prozess legen sie das Fundament für eine Zukunft, in der Geschäft und Nachhaltigkeit untrennbar miteinander verbunden sind.
Nachhaltig heizen und kühlen
Isabel Osterroth arbeitet bei GEA als Senior Director in der Division Heating & Refrigeration Technologies. Als Ingenieurin weiß sie, dass Wirtschaft und Gesellschaft ohne Klimaschutzmaßnahmen Schaden nehmen. „Die Entwicklung von effizienteren Industrieprozessen und die Reduzierung von Abfällen waren für mich naheliegende Themenfelder, um selbst einen Beitrag zu leisten. Mit seinem einzigartigen Portfolio ist GEA in der Lage, Klimarisiken in Chancen für Kunden umzumünzen“, erklärt sie. Inzwischen leitet sie ein Team, das nachhaltige Engineering-Lösungen auf den Weg bringt. Gemeinsam helfen sie Unternehmen in der Lebensmittel-, Getränke- und Milchindustrie, ihren Energieverbrauch drastisch zu senken. „Wärmeerzeugung und Kühlung machen zwischen 50 und 90% des gesamten Energieverbrauchs einer Anlage aus“, so Osterroth. „Doch zum Glück können Fabriken Energie aus ihren Produktionsprozessen zurückgewinnen und damit den Großteil ihres Wärmebedarfs decken. In manchen Fällen werden Heizkessel, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, dadurch überflüssig.“
Eine Wärmepumpe bringt Wärme aus der Umgebung – Wasser oder Prozessabwärme – von einem niedrigeren auf ein höheres Temperaturniveau. In Fernwärme- oder Produktionsanlagen integrierte Wärmepumpen sind eine wichtige Alternative zu Heiz- und Kühlsystemen auf Basis fossiler Brennstoffe. Bild: GEA
Ein Beispiel ist der Smoothie-Hersteller innocent: GEA unterstützte das Unternehmen unlängst mit innovativen Wärmepumpenlösungen beim Bau seiner vielgelobten klimaneutralen Fabrik in den Niederlanden – einer der ersten weltweit. „Nicht alle unsere Kunden wollen gleich eine bahnbrechende Produktionsanlage konstruieren. Allerdings setzen sich viele Unternehmen immer ehrgeizigere Klimaziele“, so Osterroth. „Um diese dann auch zu erreichen, brauchen sie entsprechende Lösungen.“ Den Schlüssel zu einer erfolgreichen Lösung sieht Osterroth darin, die konkreten Anforderungen und wesentlichen Probleme eines Kunden zu verstehen. „Wir fragen unsere Kunden immer: Was bringt Ihnen echten Nutzen, und wie können wir Ihnen bei der Umsetzung Ihrer Ziele helfen?“
Gleichzeitig zeigt GEA den Kunden mit seiner breiten, interdisziplinären Perspektive oft neue Optionen auf. „Um noch wirksamere Möglichkeiten zu erschließen, muss man operative Silos überwinden und größer denken. Das breit aufgestellte Portfolio von GEA bietet da einen unschätzbaren Vorteil. Indem wir unsere verschiedenen Kompetenzen zusammenbringen, und zwar möglichst früh im Prozess, können wir ganzheitliche und wegweisende Lösungen anbieten, die zuvor nicht möglich schienen.“
“Fabriken können Energie aus ihren Produktionsprozessen zurückgewinnen und damit den Großteil ihres Wärmebedarfs decken. In manchen Fällen werden Heizkessel, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, dadurch überflüssig.”
- Isabel Osterroth, Senior Director, GEA Heating & Refrigeration Technologies, GEA
“Factories can recover energy from their production processes to supply the large majority of their heating needs and in some cases completely do away with fossil-fuel burning boilers.”
Isabel Osterroth
Senior Director, GEA Heating & Refrigeration Technologies, GEA
Effiziente Milchverarbeitung
Christian Becker, Produktmanager in der GEA Division Separation & Flow Technologies, arbeitet an effizienten Lösungen für die milchverarbeitende Industrie. Als studierter Lebensmitteltechnologe ist er seit über zwanzig Jahren für GEA tätig und widmet sich den besonderen Herausforderungen und Chancen, denen sich die Milchwirtschaft heute gegenübersieht. „Die Milchindustrie ist ein traditionell wenig beachteter und konservativer Sektor. Aktuell jedoch steht sie im Fokus wegen ihrer Rolle bei zwei zentralen Themen unserer Zeit: der Ernährungssicherheit und dem Klimawandel“, erläutert Becker. „Kräftiger Gegenwind veranlasst die Branche nun zu Veränderungen.“
Der Veränderungsdruck betrifft die gesamte Wertschöpfungskette der Milchwirtschaft und bezieht Landwirte und Milchverarbeiter ebenso ein wie unsere Verbrauchergewohnheiten. Der Sektor sieht sich mit steigenden Energie- und Wasserkosten konfrontiert, aber auch mit Bestimmungen, die Investitionen in nachhaltige Technologien erforderlich machen, um die CO2-Bilanz der Milchwirtschaft zu reduzieren. „Im Verarbeitungsbereich verbessern wir die Energieeffizienz unserer wichtigsten Molkereimaschinen ständig weiter. Dazu zählen Separatoren, Sprühtrockner oder Verdampfer – sie alle haben einen hohen Energiebedarf“, so Becker weiter. „Zudem haben wir eine Separatorenlösung entwickelt, die den Kühlwasserverbrauch um 99,9% gegenüber herkömmlicher Kühlung senkt. Pro Separator lassen sich so mehr als 1,3 Millionen Liter Wasser pro Jahr einsparen.“
Becker betont, dass GEA nicht nur die Prozessgestaltung, sondern auch den Maschinenbetrieb optimiert – etwa durch digitale Produkte, mit deren Hilfe Kunden ungenutzte Effizienzpotenziale erschließen können, oder durch neue Geschäftsmodelle, bei denen Kunden für einen Service bezahlen, anstatt das Produkt selbst zu kaufen. Mit Teilen derselben Zentrifugaltechnik hilft GEA Unternehmen zudem, die Chancen im Bereich New Food zu ergreifen. „Mit unserer Unterstützung können Kunden die Wachstumsdynamik von Milchalternativen nutzen, für die maßgeschneiderte Herstellungsmethoden erforderlich sind“, so Becker. „Kurz gesagt tragen unsere Lösungen dazu bei, die CO2-Bilanz von Molkereierzeugnissen zu verringen.“
“Wir haben eine Separatorenlösung entwickelt, die den Kühlwasserverbrauch um 99,9% gegenüber herkömmlicher Kühlung senkt. Pro Separator lassen sich so mehr als 1,3 Millionen Liter Wasser pro Jahr einsparen.”
- Christian Becker, Produktmanager, Separation & Flow Technologies, GEA
“We’ve developed a separator solution that reduces water cooling consumption by 99.9% compared to conventional cooling methods, resulting in savings of more than 1.3 million liters of water per year, per separator.”
Christian Becker
Product Manager, Separation & Flow Technologies, GEA
Das Potenzial alternativer Proteine realisieren
Daniel Grenov, Produktmanager für Bioreaktoren in der Division Liquid & Powder Technologies von GEA, treibt die Entwicklung von New-Food-Lösungen mit voran. Das Engagement für ein nachhaltigeres Lebensmittelsystems ist ihm, der Abschlüsse in Maschinenbau und nachhaltigem Wirtschaften hat, ein großes Anliegen. Dabei will er Proteinalternativen, sei es aus pflanzlichen Quellen oder Zellkultivierung, weiter zur Durchsetzung verhelfen. „Dahinter steht der Gedanke, Landnutzung und Lebensmittelherstellung voneinander zu entkoppeln“, so Grenov. „Sowohl die Präzisionsfermentation als auch die zelluläre Lebensmittelproduktion sind geeignete Optionen und können unser Lebensmittelsystem revolutionieren.“
New Food ist ein Beispiel dafür, wie GEA Altes und Neues miteinander verknüpft: Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Lebensmittelverarbeitung hilft das Unternehmen seinen Kunden dabei, im vielversprechenden Bereich der alternativen Proteine Durchbrüche zu erzielen. „Bei der Herstellung von Milchproteinen mittels Präzisionsfermentation etwa gilt es, die Integrität eines Endprodukts wie Molke über zahlreiche Verarbeitungsschritte hinweg aufrechtzuerhalten – von der Vorbereitung der Nährmedien über das Sterilisieren, Separieren, Homogenisieren und Filtrieren bis hin zur Sprühtrocknung“, erklärt Grenov. „Für all diese Bereiche kann GEA lückenlos Anlagen und Expertise bereitstellen.“
Trotz des enormen Potenzials neuartiger Lebensmittel gibt es laut Grenov noch Herausforderungen zu lösen: „Auch wenn die Flächennutzung drastisch sinkt – wozu sowohl Zellkultivierung als auch Fermentation beitragen –, wollen wir auch den Ressourceneinsatz möglichst weit gegen Null bringen“, führt er aus. „Um das Potenzial grüner Alternativen zu realisieren, müssen Energie- und Wasserverbrauch minimiert werden.“ Natürlich erarbeiten die Ingenieure von GEA auch dafür Lösungen. „Wir sind dabei, Kreisläufe zur Rückgewinnung von Wasser und Energie zu entwickeln. Die Resonanz unserer Kunden ist ausgesprochen positiv.“
- Daniel Grenov, Product Manager for Bioreactors, Liquid & Powder Technologies, GEA
“The big idea is to decouple land use and food production. Precision fermentation and cellular food production both offer viable ways to do this and could potentially revolutionize our food system.”
Daniel Grenov
Product Manager for Bioreactors, Liquid & Powder Technologies, GEA
Fachlicher Brückenschlag für eine bessere Zukunft
Daniel Grenovs Erforschung von New-Food-Technologien, Christian Beckers Expertise in der Milchverarbeitung, Isabel Osterroths Fokus auf Wärme- und Kühltechnologie oder Felix Ortloffs Arbeit im Bereich CO2-Abscheidung: All das sind Beispiele dafür, wie GEA seinen Kunden durch Innovation und Kollaboration zu greifbaren Fortschritten bei der Umsetzung ihrer Nachhaltigkeitsziele verhilft. Die Zahlen belegen schon jetzt eindrucksvoll, wie gut dieser breit gespannte Ansatz funktioniert. So konnten die Kunden 2022 allein durch Wärmepumpen, Kompressoren und Wärmerückgewinnungssysteme von GEA fast 700.000 Tonnen CO2-Äquivalente vermeiden. Das entspricht etwa dem weltweiten CO2-Ausstoß von 146.000 Menschen in einem Jahr.
„Wir bei GEA richten unser technisches Know-how immer mehr auf Lösungen für eine grünere Zukunft aus“, sagt Becker. „Innovation und Nachhaltigkeit liegen in der Verantwortung aller hier bei GEA, da nicht nur die Zukunft unseres Unternehmens, sondern auch die unseres Planeten daran hängt.“ Oder in den Worten von Ortloff: „Wir können den Klimawandel nicht im Alleingang aufhalten. Es ist unsere gemeinsame Verantwortung, uns zusammenzutun und die negative Entwicklung, die wir aktuell erleben, zum Wohle künftiger Generationen umzukehren.“
