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Angewandte Zauberei

Liberty Coca-Cola Beverages baut ein „Quadgeneration“-System zur Stromerzeugung, zum Betrieb von Heiz- und Kühlprozessen und zur Rückgewinnung von Kohlendioxid zur Karbonisierung von Getränken.

Von Heather Clancy

24. August 2023

Eine Konzeptdarstellung des Quad-Generation-Systems, das bei Liberty Coca-Cola in Elmsford, New York, gebaut wird. Quelle: Liberty Coca-Cola

Ein einzigartiges Projekt, das sich derzeit in einer 51 Jahre alten Coca-Cola-Abfüllanlage in Elmsford, New York, im Bau befindet, zeichnet sich sowohl durch die Verbesserung der Energiezuverlässigkeit des Standorts als auch durch die Abscheidung von Kohlendioxid während der Produktion aus um dort hergestellte Getränke wie Sprite, Cola und Fanta zu kohlensäurehaltig zu machen.

Das „Quadgeneration“-System, das von Clarke Energy (einem Geschäftsbereich von Kohler Co.) installiert wird, wird es dem 21,5 Hektar großen Standort von Liberty Coca-Cola Beverages ermöglichen, seinen eigenen Strom zu erzeugen und gleichzeitig Heiz- und Kühlprozesse wie die Erzeugung von Dampf für sanitäre Anlagen usw. anzutreiben Kühlen von Getränken vor dem Abfüllen. Es wird auch ein neues System unterstützen, das es Liberty ermöglichen wird, selbst zurückgewonnenes Kohlendioxid zum Karbonisieren seiner Getränke zu verwenden, anstatt das Gas von woanders her einzuschleppen.

Das Herzstück der Anlage, die im Dezember betriebsbereit sein soll, sind zwei Jenbacher-Kolbenmotoren, die von einer bestehenden Gasleitung gespeist werden, die den Standort versorgt. Dabei handelt es sich nicht um einen Kleinbetrieb: Jährlich werden etwa 41 Millionen Kartons mit Getränken hergestellt, die an Restaurants, Einzelhändler und Supermärkte in fünf Bundesstaaten, darunter New Jersey, New York und Pennsylvania, verteilt werden. Das Unternehmen ist der größte familiengeführte Hersteller und Vertreiber von Coca-Cola im Nordosten der USA

Immer mehr Industriestandorte nutzen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärmeenergie. Das Forschungsunternehmen Guidehouse Insights schätzt den globalen Markt im Jahr 2023 auf etwa 20 Milliarden US-Dollar, wobei die Kapazität dieser Systeme zwischen 2019 und 2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 5 Prozent wächst.

Quadgeneration-Technologien – die den Energieerzeugungsprozessen Funktionen zur Kohlenstoffabscheidung hinzufügen – sind am häufigsten in Gewächshäusern, wo das CO2 zur Förderung des Pflanzenwachstums verwendet wird, sagte Peter Marrin, Senior Research Analyst bei Guidehouse. „Ein weiterer vielversprechender Markt ist jedoch die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, wo CO2 das am häufigsten verwendete Druckgas ist“, sagte er.

Laut Liberty und Clarke ist die Art der von Liberty installierten Anwendung jedoch immer noch relativ einzigartig: Während ähnliche Geräte in Europa und Afrika im Einsatz sind, ist es das erste Mal, dass die Technologie in Nordamerika eingesetzt wird.

„Diese komplexe Technologie wird die Kohlenstoffemissionen von Liberty durch eine hocheffiziente lokale Energieerzeugung erheblich reduzieren“, sagte Jamie Clarke, CEO von Clarke Energy, in einer Erklärung. „Angesichts der Vorteile des jüngsten Inflation Reduction Act und der weltweit gestiegenen CO2-Preise bietet dies viele Möglichkeiten für Technologien zur Kohlenstoffabscheidung in den Vereinigten Staaten.“

Paul Mulligan, Miteigentümer von Liberty, weigerte sich zwar, die Kosten des Projekts offenzulegen, sagte jedoch, dass sich die Investition insgesamt innerhalb von 3,5 Jahren amortisieren sollte und das Unternehmen die durch den Inflation Reduction Act ermöglichten Steueranreize nutzen könne. Mit Blick auf die Zukunft wird die Installation der Anlage dabei helfen, eine zuverlässigere Stromquelle sicherzustellen, wenn der New Yorker Netzmix auf erneuerbare Energien umgestellt wird. Letztendlich wird die Anlage schätzungsweise 1,7 Megawatt Strom liefern, genug, um den gesamten Strombedarf des Standorts zu decken. Unter dem Gesichtspunkt der Emissionsreduzierung werden dadurch etwa 200 Kohlendioxidlieferungen eingespart, die derzeit jedes Jahr per LKW zum Standort gebracht werden.

Ein Diagramm des Layouts des Quad-Generation-Systems von Liberty Coca-Cola in Elmsford, New York. Quelle: Liberty Coca-Cola

Viele Faktoren inspirierten dieses Projekt, dessen Umsetzung von der Planung bis zur Inbetriebnahme fast drei Jahre dauerte – darunter auch sporadische Stromausfälle, die im Bundesstaat New York immer häufiger vorkommen. Dylan Penn, Senior Manager of Operations Engineering bei Liberty, sagte, das Projekt mache die Abhängigkeit vom Stromnetz als primäre Energiequelle des Standorts überflüssig.

Das Produktionsteam des Unternehmens erkannte schon früh, dass es zwei zusammenhängende Probleme lösen musste: die Notwendigkeit, das atmosphärische CO2 zu reduzieren und gleichzeitig eine ausreichende Versorgung mit CO2 sicherzustellen, das nach Lebensmittelstandards gereinigt wurde. Kohlendioxid ist das am häufigsten verwendete Gas im Lebensmittel- und Getränkesektor, und die US-Industrie war im Jahr 2022 mit Engpässen konfrontiert, die mehr Unternehmen dazu veranlassten, anders zu denken.

Das Unternehmen prüfte im Rahmen der Ausschreibung viele Optionen, darunter auch Wasserstoff-Brennstoffzellen. Die bestehende Gasleitung der Anlage und die Möglichkeit, die Motoren in Zukunft auf alternative Kraftstoffquellen umzurüsten, seien Faktoren bei der Auswahl gewesen, sagte Penn.

Eine weitere große Überlegung war, ob die Integration der Motoren die bestehenden Abfülllinien stören würde, aber Penn sagte, Liberty sei nicht gezwungen, die bestehende Ausrüstung zu verlagern. Die größte bevorstehende Änderung ist der Prozess, durch den das abgeschiedene CO2 gereinigt und in Tanks gespeichert wird, die einen Vorrat von etwa sieben bis zehn Tagen fassen.

Abgesehen von den technischen Bewertungen arbeitete Liberty monatelang mit örtlichen Beamten zusammen, um die Genehmigungen zu erhalten. Mehrere Gremien überprüften und genehmigten Varianten für die Türme, um das CO2 zu absorbieren, sowie allgemeine Änderungen am Standort, um die neuen Motoren hinzuzufügen. Diese Gespräche dauern an, da Liberty der Einführung des Systems bis Januar immer näher kommt. Das sei für jedes Unternehmen wichtig, das eine ähnliche Option in Betracht ziehe, sagte Penn. „Wir leben in unserem Hinterhof. Wir sind Nachbarn unserer Nachbarn, die mit den Auswirkungen dieser Aktivität leben.“

Innovationen seiner Abfüller sind ein wesentlicher Bestandteil der fünf Jahre alten „Welt ohne Abfall“-Strategie von Coca-Cola, die sich zum Ziel gesetzt hat, bis 2025 100 Prozent der Verpackungen des Unternehmens recycelbar zu machen und auf ein Eins-zu-eins-Sammelsystem für Coca-Cola-Dosen hinzuarbeiten und Flaschen sowie die Zusammenarbeit mit Kunden, Regierungen und anderen Organisationen, um die Arbeit zu erledigen.

Liberty nimmt an Zusammenkünften von Coca-Cola-Abfüllern teil, um bewährte Verfahren zur Erreichung dieser Ziele auszutauschen, und seine Vier-Generationen-Wette weist laut Mulligan einen neuen Kurs auf.

Bisher habe das Unternehmen mehr als 60 Millionen US-Dollar in seine Nachhaltigkeitsbemühungen investiert, sagte er. Beispielsweise war Liberty der erste Hersteller von Softdrinks in den USA, der die Kunststoffringe, die mehrere Dosenpackungen zusammenhalten, durch eine Pappalternative namens KeelClip ersetzte; Um das Recycling zu verbessern, wurde auf leere Flaschen umgestellt. und es investierte in XCycler-Systeme, um zerbrochene und beschädigte Produkte zu komprimieren – wofür früher 22 LKW-Ladungen erforderlich waren, um es aus den Werken zu entfernen, ist jetzt nur noch eine erforderlich. Liberty hat letztes Jahr einen Vertrag mit dem erneuerbaren Erdgasunternehmen Clean Energy Fuels unterzeichnet, der etwa 250 Lkw in New York und Philadelphia umfasst. Nach Angaben der Unternehmen werden dadurch die Emissionen im Vergleich zu Diesel um rund 300 Prozent gesenkt.

„Wenn Sie sich wirklich wirklich darum kümmern, werden Sie das Richtige tun“, sagte Mulligan.

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