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heart_portfolio Technische Grundlagen zur signifikanten Integration dezentral vorliegender alternativer Wärmequellen in Wärmenetze

Ziel des Projektes ist die Schaffung der technischen Grundlagen zur signifikanten Erhöhung des Anteils oftmals dezentral vorliegender alternativer Wärmequellen (insbesondere industrielle Abwärme, Solarthermie und oberflächennahe Geothermie) in Wärmenetzen. Dazu werden die Integration von Speichern und Wärmepumpen, regelungstechnische Strategien und hydraulische Einbindungsvarianten sowie nutzerseitige Maßnahmen in verallgemeinerungsfähiger bzw. replizierbarer Form (qualitative und quantitative Richtlinien) entwickelt und anhand mehrerer Fallbeispiele mit Hilfe von Simulationsrechnungen aufeinander angepasst, erprobt und mittels ökonomischer Indikatoren und hinsichtlich der Nachhaltigkeitsperformance bewertet.

Ausgangssituation

Problematik und Ausgangssituation: Gegenwärtig stehen viele Betreiber von Fernwärmenetzen vor wirtschaftlichen Schwierigkeiten aufgrund steigender Brennstoffpreise und sinkender Erlöse für Strom. Zur Senkung des Brennstoffbedarfs und zur Erhöhung der Versorgungssicherheit wird es im immer wichtiger werden, zunehmend dezentrale (Ab-) Wärmequellen in Wärmenetze einzubinden. Hierfür kommen insbesondere erneuerbare Energiequellen wie Solar- oder Geothermie und industrielle Abwärme in Frage. Dieses ist aber aufgrund folgender Faktoren nur sehr eingeschränkt möglich:

  1. zeitlicher Versatz zwischen Erzeugung und Verbrauch (Insbesondere Solarthermie und industrielle Abwärme) sowie Konkurrenzsituation zwischen den Erzeugern (z.B. Solarthermie und Müllverbrennung) und komplexe hydraulische Randbedingungen
  2. unzureichendes Temperaturniveau der Wärmequelle: Insbesondere industriellen Abwärme liegt auf geringeren Temperaturniveaus als die Temperaturen im Fernwärmenetz vor. Bei solarthermischen Anlagen sinkt die Effizienz mit steigender Vorlauftemperatur signifikant.
  3. Hoher technischer Aufwand zur Auskopplung industrieller Abwärme und fehlende bzw. unklare rechtliche/ wirtschaftliche/ ökologische Randbedingungen und unsichere Langfristperspektiven bei industriellen Einspeisern.
Projektverlauf

In der ersten Projektphase werden die wesentlichen Daten der Fallbeispiele Großschönau, Srem und Nahwärme.at (versch. Netze stehen zur Verfügung) erhoben, Kriterien für die relevanten wirtschaftlichen Aspekte sowie eine Nachhaltigkeitsbewertung entwickelt, die technische Machbarkeit der Integration dezentraler Wärmequellen vorabgeschätzt und konkrete Problemstellungen für die nähere Betrachtung ausgewählt. In der zweiten Phase werden technische Lösungsmöglichkeiten zur Integration dezentraler Abwärmequellen in verallgemeinerungsfähiger Form entwickelt, mittels Simulationsrechnungen in den Fallbeispielen erprobt und die Nachhaltigkeit der Lösung bewertet. Dazu gehören die Auswahl und Auslegung von Speichern und Wärmepumpen, die Identifikation Nutzerseitiger Maßnahmen zur Reduktion/ Verschiebung von Spitzenlasten und zur Reduktion von Systemtemperaturen sowie Regelungsstrategien und hydraulische Integrationskonzepte. In der dritten Phase werden qualitative und quantitative Richtlinien und Korrelationen sowie Verwertungskonzepte entwickelt sowie Demonstrationsprojekte identifiziert.

Ergebnisse

Angestrebte Ergebnisse sind konkrete technische Lösungsmöglichkeiten zur Integration von dezentral anfallenden (Ab-)Wärmequellen auf einen signifikanten Anteil >>20% für die hier untersuchten Fallbeispiele sowie die Initiierung von Demonstrationsprojekten. Andererseits werden sowohl replizierbare bzw. verallgemeinerungsfähige Richtlinien (qualitativ) als auch Modelle (quantitativ) zur Übertragung der untersuchten Maßnahmen auf unterschiedliche Nah- und Fernwärmenetze für Österreich abgeleitet.

Steckbrief

Projektnummer
848849
Koordinator
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Projektleitung
Ralf-Roman Schmidt, ralf-roman.schmidt@ait.ac.at
Partner
Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz
Technische Universität Wien, Institut für Energietechnik und Thermodynamik
Fachhochschule Technikum Wien
Güssing Energy Technologies GmbH
Sonnenplatz Großschönau GmbH
TB Harald Kaufmann GmbH
Öko Energie Strem Reg.Gen.mbH
S.O.L.I.D. Gesellschaft für Solarinstallation und Design mbH
Schlagwörter
energie Solarthermie Thermischer Speicher Wärmepumpe
Förderprogramm
Energieforschung (e!MISSION)
Dauer
03.2015 - 02.2018
Budget
1.464.122 €