Fernwärmesysteme der fünften Generation mit Bonus für die Umwelt
Erinnern Sie sich an die Ölkrise von 1973 in Europa? Diese war nicht zwingend für alle europäischen Länder von Nachteil. So beschloss beispielsweise Dänemark nach der Vervierfachung der Ölpreise, massiv in Fernwärme zu investieren. Dreiundsechzig Prozent der Bürger sind nun an Fernwärmenetze angeschlossen. Jahrzehnte später hat der Klimawandel Entscheidungsträgern in ganz Europa das Potenzial dieser Technologie bewusst gemacht: Sie trägt zur Steigerung der Energieeffizienz, zur Reduzierung der CO2-Emissionen und der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen sowie zur Senkung der Betriebskosten bei. Bestehende Fernwärmesysteme altern jedoch und moderne Systeme sind nicht so effizient wie sie sein könnten. Die normalerweise hohen Betriebstemperaturen (etwa 80 bis 90 °C für Netze der dritten Generation) führen zum Beispiel zu erheblichen Wärmeverlusten. Gleichermaßen lässt die aktuelle Generation von Fernwärmenetzen verschiedene Energiequellen wie Abwärme und erneuerbare Energien ungenutzt. FLEXYNETS schlägt vor, dieses Problem durch den Netzbetrieb bei niedrigeren Temperaturen zu lösen. „Wir haben Fernwärme- und Fernkältenetze untersucht, die bei einer ‚neutralen‘ Temperatur von 15 bis 30 °C arbeiten. Dies würde nicht nur die Wärmeverluste erheblich reduzieren, sondern auch die Gewinnung von Niedertemperatur-Abwärme und erneuerbarer Wärme entlang der Leitungen ermöglichen“, erklärt Dr. Roberto Fedrizzi, Forschungsgruppenleiter am Institut für Erneuerbare Energie des Forschungszentrums EURAC Research und Koordinator des Projekts. Der vielleicht innovativste Aspekt dieser Fernwärme- und Fernkältenetze der fünften Generation besteht darin, dass es jedem Kunden möglich sein wird, Strom sowohl aus dem Netz als auch aus der eigenen Raumkühlung und -klimatisierung zu beziehen. „Wir verwenden reversible Wärmepumpen, um Wärme zwischen der Leitung und dem Kunden auszutauschen“, erläutert Dr. Fedrizzi. „Sie können Wärme für die Raumheizung und Dusche aus dem Netz beziehen, aber auch Wärme aus der Klimatisierung ins Netz abgeben. Letztere kann dann von anderen Kunden für die Raumheizung wiederverwendet werden.“ Eine weitere Innovation besteht darin, dass die mit Strom betriebenen Wärmepumpen die Kopplung der Sektoren Wärme und Strom ermöglichen. Laut Dr. Fedrizzi eröffnet dies neue Wirtschaftsszenarien für den Fernwärmesektor, da das Netz genutzt werden kann, um außerhalb der Spitzenzeiten Strom zu verbrauchen und Wärmeenergie für Zeiten des Bedarfs zu speichern. Neben der Entwicklung dieser Technologien hat sich FLEXYNETS auch über die besten Verwendungsmöglichkeiten Gedanken gemacht. Das Konsortium untersuchte insbesondere die effizientesten Netzanlagen in ausgewählten städtischen Kontexten. In den ausgearbeiteten Fällen führte der Einsatz der Netze von FLEXYNETS im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen zu einer Reduzierung des Wärmeverlusts um 75 %. Dieses Ergebnis wurde jedoch durch einen erhöhten Stromverbrauch teilweise neutralisiert. Darüber hinaus wäre der Betrieb eines Netzes der fünften Generation unter Berücksichtigung aller Möglichkeiten (reduzierte Betriebskosten durch günstige Abwärme, verringerte Stromkosten für den Endverbraucher und als Dienstleistung angebotene Raumkühlung) kostengünstiger als die Kombination herkömmlicher Fernwärme und Raumkühlung durch Split-Klimageräte. Das FLEXYNETS-Konsortium ist zuversichtlich, dass Netzbetreiber durch die neuen aktivierten Dienste auch zusätzliche Einnahmen erzielen können. „Das Interesse von Seiten der Fernwärmenetzbetreiber und Energieversorger ist groß“, so Dr. Fedrizzi abschließend. „Ich prognostiziere eine große Wachstumsrate, aber es sind noch einige Demonstrationsprojekte erforderlich. Unsere Pläne beinhalten daher unter anderem ein Projekt zum Bau und zur Nachrüstung von acht Niedertemperaturnetzen.“
Schlüsselbegriffe
FLEXYNETS, Fernwärme, fünfte Generation, Fernkälte, Niedertemperatur, erneuerbare Energie, Abwärme, Raumkühlung, Kühlung, Klimatisierung
