13. August 2021

Heizen und Kühlen

Für eine effiziente Wärmeversorgung und den steigenden Bedarf umweltfreundlicher Kältelösungen braucht es eine Reihe von innovativen Technologien und wirksamen Maßnahmen. Green Energy Lab zeigt dazu ein paar Lösungsansätze auf.

Auch bei der Raumheizung und -klimatisierung spielen erneuerbare Energien zunehmend eine wichtige Rolle. In Österreich beträgt derzeit der Anteil erneuerbarer Energieträger an der ganzen Wärme- und Kälteversorgung nur 30% (nach Eurostat sind es sogar in dem EU-Raum nur 16,7%).

Für eine effiziente Wärmeversorgung und den steigenden Bedarf umweltfreundlicher Kältelösungen braucht es daher eine Reihe von innovativen Technologien und wirksamen Maßnahmen.

Mit zwei Projekten möchte das Green Energy Lab hier Lösungsansätze aufzeigen:

AbSolut – Integration von Absorptionstechnologien in Fernwärme und -kältesysteme

Das Projekt AbSolut untersucht die Integration von Absorptionstechnologien in Fernwärme und -kältesysteme. Absorptionstechnologien reichen dabei von klassischen Absorptionswärmepumpen und -kälteanlagen bis hin zu Absoptionswärmetauschern. Im Unterschied zu herkömmlichen Kompressionswärmepumpen werden Absorptionstechnologien nicht elektrisch, sondern thermisch angetrieben. Die dabei eingesetzten Kältemittel weisen außerdem kein Treibhauspotential auf. Neben der Entlastung des Stromnetzes eröffnet die Absorptionstechnologie eine Vielzahl neuartiger Systemkonzepte, wie zum Beispiel die Nutzung von Solarthermie oder Abwärme als nachhaltige Antriebsenergien.

Obwohl Absorptionstechnologien einzigartige Eigenschaften besitzen und technisch bereits gut gereift sind, sind sie bisher in Österreich und anderen europäischen Ländern nur als Nischenlösung im Einsatz.

AbSolut stellt sich dieser Herausforderung und entwickelt Konzepte zur effizienten Einbindung dieser Technologien in österreichische Fernwärme und -kältesysteme. Damit können ökonomische und ökologische Verbesserungen dieser Systeme erzielt werden, wie zum Beispiel eine nachhaltige Senkung der Rücklauftemperaturen und Verluste im Netz. „Wärmepumpensysteme bergen ein enormes ökologisches Potenzial für die Energieversorgung. Wobei nur wirtschaftlich darstellbare Anlagen ihren Einsatz finden und damit real zur Dekarbonisierung beitragen, weshalb gerade dieses Projekt von Relevanz ist“, so Gerald Zotter, Projektleiter, AEE – Institut für Nachhaltige Technologien.

Wie bei allen Projekten, die im Rahmen des Green Energy Lab entwickelt werden, basiert auch das Projekt AbSolut auf einer engen Zusammenarbeit von Anwendern, Planern und Technologieanbietern. AbSolut untersucht die Integration der Absorptionstechnologien an verschiedenen Standorten in Wien, Oberösterreich, Niederösterreich und der Steiermark. Dabei nutzt AbSolut Synergien mit anderen Green Energy Lab-Projekten, wie dem ThermaFLEX-Demo-Projekt „Wienkanal“, das sich mit der Nutzung der Abwärme aus Abwasser für Heizung und Kühlung der neuen Zentrale von Wien Kanal in Wien-Blumental befasst.

Heizen und Kühlen mit Abwasser – Wienkanal

Das übergeordnete Ziel von dem Projekt „Heizen und Kühlen mit Abwasser – Wienkanal“ ist die Demonstration eines intelligenten auf erneuerbaren Energien bzw. Abwärmenutzung aus Abwasser basierenden Systems zum Heizen und Kühlen einer neu zu errichtenden Firmenzentrale (Wien Kanal) am Standort in Wien-Blumental. Dabei kommt eine Kombination aus innovativen Wärmetauscher- und Wärmepumpensystemen kombiniert mit intelligentem Monitoring zum Einsatz und soll die nachhaltige Energieversorgung des Headquarters sicherstellen.

Rund 73 % des Energieverbrauches im Gebäudesektor (Quelle IEA „Energieverbrauch der OECD Länder im Wohnsektor“) werden für die Heizung, Kühlung und Warmwasserbereitung verwendet. Bis dato werden dafür fast ausschließlich CO₂ kritische Energiequellen verwendet.

Es gilt also rasch auf erneuerbare Energiequellen umzusteigen. In diesem Zusammenhang bekommt die energetische Nutzung von kommunalem und gewerblichem Abwasser eine immer stärkere Bedeutung. In jedem Haushalt und Betrieb fällt Tag für Tag eine große Menge Abwasser an. Abwasser gilt nach wie vor als „schmutzige Angelegenheit“. Doch aus diesem vermeintlich „schmutzigen“ Wasser kann einfach und effizient „saubere“ Energie gewonnen werden.

Das bisher weitgehend ungenutzte Abwasser steht als erneuerbare Energiequelle ganzjährig, rund um die Uhr, zur Verfügung. Die Temperatur beträgt über das ganze Jahr hindurch im Kanal zwischen 12 und 18 °C und ist damit auch im Winter höher als die Temperatur von Außenluft, Erdwärme oder Grundwasser. Abwasser kann zum Heizen, aber auch zum Kühlen von Gebäuden verwendet werden. Wärmetauscher entziehen dem Abwasser Wärmeenergie oder führen im Kühlfall Wärme in den Kanal zurück.  Wärmepumpen bringen den Energieträger auf das benötigte Temperaturniveau. Die gewonnene Energie kann aber auch in Fernwärmenetze oder sogenannte „Kalte Netze“ eingespeist werden. Das hier dargestellte Projekt ist ein Musterbeispiel dafür, wie Abwasserenergie effizient und umweltfreundlich für Wärme- und Kältebereitstellung im neuen Headquarter von Wien Kanal genützt werden kann. „Die Nutzung von Energie aus Abwasser  ist eine innovative Technologie, damit sind Heizung UND Kühlung aus erneuerbarer Energie umsetzbar, ein wertvoller Beitrag für die Dekarbonisierung wird geleistet! “ so Rainer Wiedemann, Projektleiter, Rabmer Greentech GmbH.