green tech report 2013 - umwelttechnik.at

über Einzellösungen immer vorrangig zur Deckung
des betrieblichen Wärmebedarfs eingesetzt werden
[8]. Dabei wird in der Energiestrategie Österreich vor
allem die verstärkte Nutzung industrieller Abwärme
als wesentlicher Hebel für den Ersatz fossiler
Energieträger im Wärmebereich genannt. Im Bereich
Produktion ist eine verstärkte Nutzung von Abwärme
sowohl innerbetrieblich (Wärmeintegration und
Prozessintensivierung) als auch nach außen (Verkauf
von Abwärme als Nahwärme bzw. Einspeisung
in Wärmenetze) und die Nutzung des Potentials von
hocheffizienter Co- und Polygeneration im Interesse
des gesamten Energiesystems anzustreben. Die
technischen Möglichkeiten, Potenziale und Vorteile
der Nutzung betrieblicher Abwärme für Unternehmen
wurde bereits in einem eigenen Kapitel des
green tech report 2012 ausführlich behandelt [9].
Im Rahmen der Erstellung eines österreichweiten
Überblicks zu den vorhandenen und ungenutzten
Abwärmequellen in Industriebetrieben sowie der Erarbeitung
von Maßnahmenvorschlägen zur Weiterentwicklung
der Voraussetzungen für eine Nutzung
dieser Potenziale (Abwärmepotenzialerhebung
2012) wurde festgestellt, dass der größte Anteil an
Abwärme – ca. 5.300 GWh/a bzw. rund drei Viertel
des Gesamtpotenzials – bei Temperaturen zwischen
20 und 35 °C anfällt [10]. Das wichtigste Abwärmemedium
ist Wasser. In der Regel muss diese
Abwärme für eine sinnvolle und wirtschaftliche Verwertbarkeit
durch Wärmepumpen auf ein höheres
Temperaturniveau angehoben werden. Aus energiepolitischer
Sicht ist es jedenfalls entscheidend,
diesen quantitativ wichtigen Niedertemperatursektor
zu erschließen. Relativierend ist anzumerken,
dass Abwärmemengen, die über Kühlwasser
an die Umgebung abgegeben werden oftmals aufgrund
von Einleitgrenzwerten auf sehr niedrigem
Temperaturniveau vorliegen, wiewohl innerbetrieblich
durchaus höhere Temperaturniveaus vorliegen.
Die Abwärmepotenzialerhebung 2012 zeigte außerdem,
dass 44 % der teilnehmenden Unternehmen
ihre Abwärmemengen noch nicht im Detail quantifiziert
haben. Zusätzliche Anstrengungen, den Unternehmen
ihre eigenen Abwärmepotenziale besser
bewusst zu machen, könnten bewirken, dass neue
Chancen für Abwärmeprojekte identifiziert und mehr
Projekte als bisher umgesetzt werden.
Wärmenetze
(Nah- und Fernwärme)
Leitungsgebundene Wärmenetze bieten die Möglichkeit,
Überschuss- und Abwärme aus Industriebetrieben
und Energieanlagen beispielsweise zur
Beheizung von Büros und Wohnungen zu nutzen.
Durch die zunehmende Etablierung des Fast-Nullenergiegebäude-Standards
im Neubau bzw. höher
werdenden Anteils thermisch sanierter Gebäude
ist allerdings ein deutlicher Rückgang des Bedarfs
an Niedertemperatur-Energie im Gebäudesektor zu
erwarten. Dadurch können Kapazitäten von Nahund
Fernwärmesystemen für zusätzliche Kunden,
beispielsweise im Produktionssektor mittels
Wärmepumpen, bereitgestellt werden.
Andererseits entstehen in Zukunft für Industriebetriebe
neue Möglichkeiten, ihre Niedertemperatur-Abwärmepotenziale
auf eine sinnvolle Art und Weise zu
verwerten, da die benötigten Vorlauftemperaturen
für die Beheizung neuer Gebäude in der Tendenz
sinken. Niedertemperaturnetze mit Vorlauftemperaturen
von 5 bis 20 °C, sogenannte Anergienetze,
könnten hier zukünftig interessante Perspektiven
eröffnen. Typische Abnehmer für diese Abwärme
durch Wärmepumpen könnten z.B. Wohngebäude,
Hotelanlagen oder Thermen sein.
Forschung und Entwicklung
Die Erdwärmequelle kann als saisonaler oder temporärer
energetischer Zwischenspeicher genutzt
werden und sich so ein vorübergehendes Missverhältnis
von Energieangebot und -nachfrage ausgleichen.
Dies gilt nicht nur für die einzelne Anlage,
sondern im Prinzip auch für Wärmenetze, in denen
eine Vielzahl von Produzenten und Nachfragern mit
zu großen Anteilen volatilem Verhalten aktiv ist. So
kann die Geothermie als kostengünstiger saisonaler
Wärmespeicher die Möglichkeit einer vollsolaren
Wärmeversorgung von Wohn- und Servicegebäuden
eröffnen, womit sie als Schlüsseltechnologie für eine
Systeminnovation im Bereich der Raumwärmebereitstellung
und Brauchwassererwärmung zu sehen
ist. In Hinblick auf das große Potenzial im Bereich
der Gebäudesanierung wurden im österreichischen
Forschungsprojekt GEOSOL ausschließlich multiplizierbare
Systemlösungen für den Gebäudebestand
untersucht. Hierbei standen die Untersuchung der
technischen Machbarkeit und die Charakterisierung
der Erfolgsfaktoren für die Errichtung und den
Betrieb von solaren Mikrowärmenetzen mit saisonaler
geothermischer Wärmespeicherung im
Vordergrund. Das GEOSOL-System eignet sich für
räumlich dichte Aggregate von wärmetechnisch sanierten
Bestandsgebäuden, welche mit Niedertemperatur-Wärmeverteilsystemen
ausgestattet sind
[11].
Wenn Wärmeangebot und Wärmebedarf örtlich
nicht zusammenfallen und kein entsprechendes
Wärmenetz verfügbar ist, ist es grundsätzlich auch
möglich Speichersysteme einzusetzen, die die Wärme
als latente Wärme oder als chemische Energie in
mobilen LKW- oder Bahn-gestützten Speichersystemen
bzw. Wärmecontainern zwischenspeichern.
Als Wärmespeichermedien stehen Metallhydride
oder Silicagel (für chemische Energie) oder aber Paraffine
für latente Energie zur Verfügung. In letzterem
Fall führt Wärmezufuhr zu einem Wechsel des
Aggregatzustands von fest auf flüssig. Die mit den
bestehenden Technologien erzielbaren Wärmespeicherdichten
und Wärmeleistungen sind, verglichen
mit den theoretischen Potenzialen, bisher für eine
Wirtschaftlichkeit in industriellen Systemen zu gering.
Damit diese Speichertechnologien in der Praxis
eine Chance auf Durchsetzung haben ist daher noch
weitere Forschung und Entwicklung notwendig [10].
Wärmenetze auf Basis von Niedertemperaturwärme
und Wärmepumpen werden häufig auch
als Anergienetze bezeichnet. Der Begriff Anergie
verweist auf jenen Anteil der Energie, mit
dem man keine Turbine mehr antreiben oder andere
Arten von mechanischer Arbeit verrichten
kann. In Holland und der Schweiz gibt es Gemeinden,
die „Anergienetze“ mit Vorlauftemperaturen
von 5 bis 20 °C (und Rücklauf von 5 bis
10 °C) zur Verfügung stellen, an die die Nutzer
lokal ihre Wärmepumpen oder Kältemaschinen
anschließen können. In Österreich sind noch
keine derartigen Anwendungsbeispiele bekannt.
Angesichts der großen Abwärmemengen im
Niedertemperaturbereich sind jedoch die Entstehung
solcher Beispiele sowie die begleitende
Erforschung der Wirtschaftlichkeit, Anwendbarkeit
und Praxistauglichkeit von Anergienetzen
wünschenswert [10].
Weitere prioritäre Themen der Forschung und Entwicklung
im Bereich der Geothermie wurden vom
Geothermal Technology Panel der Europäischen
Technologieplattform Renewable Heating & Cooling
entwickelt [12].
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