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Thermaflex Thermal demand and supply as flexible elements of future sustainable energy systems

Mehr Flexibilität für mehr Erneuerbare in der netzgebundenen Wärmeversorgung – das Leitprojekt „Thermaflex“

Im Jahr 2016 betrug der Raumwärmebedarf Österreichs ca. 87 TWh/a (Gesamtenergiebedarf: 311 TWh/a)1. Ein Viertel davon wird über netzgebundene Wärmeversorgung durch mehr als 2000 Fernwärmesysteme bereitgestellt1. Damit spielt der Nah- und Fernwärmesektor bereits heute eine zentrale Rolle in der Energieversorgung Österreichs. Durch die bereits installierte Infrastruktur (ca. 5.400 km Leitungslänge2), das vorhandene Ausbaupotenzial besonders im dichten urbanen Raum, den Einsatz neuer Konzepte, Technologien und erneuerbarer Energieträger, der Nutzung von Möglichkeiten zur Sektorkopplung und die dadurch erreichbaren Beiträge zur Dekarbonisierung unseres Energiesystems erhält der Sektor zukünftig eine gesteigerte Bedeutung.

Flexibilitätselemente als zentrale Bausteine eines zukünftigen Energiesystems

In einem nachhaltigen und vollständig dekarbonisierten Energiesystem werden z.B. große Anteile an erneuerbaren, mitunter volatilen Energieträgern, integrierte Sektorkopplung, dezentralisierte Energieumwandlungsstrukturen, etc. zu einer erheblich gesteigerten Systemkomplexität führen. Gleichzeitig muss aber einerseits die Versorgungs­sicherheit gewahrt bleiben sowie müssen andererseits die Energiekosten für die Endkunden erschwinglich bleiben. Dies kann nur durch eine erhöhte Flexibilität des Gesamtsystems, das ein intelligentes Zusammenspiel von technischen Elementen und nicht-technischen Elementen erlaubt, erreicht werden.

 
 

Abbildung 1: Methodischer Ansatz

Fernwärmesysteme eignen sich hervorragend für Maßnahmen zur Erhöhung der Flexibilität in Bezug auf Sektorkopplung, der Integration erneuerbarer Energiequellen, der Abwärmenutzung, den Einsatz von Wärmespeichern, neuen Betriebsstrategien und der Integration des Nutzers. Diese Flexibilisierungspotenziale können noch gesteigert werden, wenn ganzheitliche Ansätze verfolgt werden sowie neue wissenschaftliche Methoden für Simulation und Optimierung in der Planung, Implementierung und im Betrieb eingesetzt werden.

Das Leitprojekt „Thermaflex“

Genau hier setzt das Leitprojekt „Thermaflex“ an, das sich innerhalb der Vorzeigeregion „GreenEnergyLab“ schwerpunktmäßig mit der Erhöhung der Energieflexibilität und den daraus resultierenden CO2-Emissionsreduktionen im Fernwärmesektor beschäftigt. Nicht weniger als 27 Projektpartner (Fernwärmenetzbetreiber, Technologieanbieter und Forschungs­einrichtungen) bearbeiten in acht Arbeitspaketen die Identifikation, die simulationsgestützte Planung, Bewertung und Auswahl als auch die Umsetzung in Kombination mit detaillierten Monitoring und daraus resultierender Optimierung von Flexibilisierungsmaßnahmen. Im Fokus stehen dabei sieben beispielhafte Demonstratoren in Fernwärmeversorgungsgebieten von kleinen, mittleren und großen Städten. Das Fördervolumen für Thermaflex und ausgewählte Demonstratoren beträgt ca. neun Mio. € und macht dieses Projekt in Bezug auf das gesamte Fördervolumen zum größten Projekt im Zuge der zweiten Ausschreibung des Programms „Vorzeigeregion Energie“.

Flexibilisierung von Fernwärmesystemen anhand von Demonstratoren

Die Bearbeitung des Forschungprojektes Thermaflex basiert dabei auf der wissenschaftlichen Begleitung der ausgewählten und nachfolgend dargestellten Demonstratoren auf systemischer Ebene entlang des gesamten Prozesses von Idee und Konzeptentwicklung über Planung und Umsetzung hinzu Inbetriebnahme, Monitoring sowie Bewertung und fortlaufender Optimierung:

 
 

Abbildung 2: Übersicht der ThermaFLEX Demonstratoren

 
 

Abbildung 3: Eckdaten des Leitprojektes „ThermaFLEX“

Danksagung:

Das Leitprojekt ThermaFlex (FFG Nr.: 868852) wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen der Forschungsinitiative "Green Energy Lab" als Teil der österreichischen Innovationsoffensive "Vorzeigeregion Energie" durchgeführt.

Literature:

  1. BMWFW, 2017: Energie in Österreich - Zahlen, Daten, Fakten; Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft; Wien, 2017
  2. FGW, 2017: Zahlenspiegel 2017 - Erdgas und Fernwärme in Österreich; Wien, 2017
 
Portrait Joachim   Kelz

Projektleiter

DI Joachim Kelz

Auftraggeber

Programm “Vorzeigeregion Energie” als Initiative des Klima- und Energiefonds Österreich und des Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie

Projektkoordination

AEE INTEC

Projektpartner

FH JOANNEUM www.fh-joanneum.at
BIOENERGY 2020+ GmbH www.bioenergy2020.eu
StadtLABOR Innovationen für urbane Lebensqualität GmbH www.stadtlaborgraz.at
Technische Universität Graz - Institut für Wärmetechnik www.tugraz.at
Stadtwerke Gleisdorf GmbH www.stadtwerke-gleisdorf.at
SOLID Solar Energy Systems GmbH www.solid.at
WIEN ENERGIE GmbH www.wienenergie.at
Technische Universität Wien - Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe www.tuwien.at
Feistritzwerke-STEWEAG-GmbH www.feistritzwerke.at
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH www.joanneum.at
AIT Austrian Institute of Technology GmbH www.ait.ac.at
Salzburg AG für Energie, Verkehr und Telekommunikation www.salzburg-ag.at
Rotreat Abwasserreinigung GmbH www.rotreat.at
SIR – Salzburger Institut für Raumordnung und Wohnen www.salzburg.gv.at/sir
Alois Haselbacher Gesellschaft m.b.H. www.haselbacher.at
Energie Steiermark AG www.energie-steiermark.at
Horn Consult
ENAS Energietechnik und Anlagenbau GmbH www.enas.at
Pink GmbH www.pink.co.at
GREENoneTEC Solarindustrie GmbH www.greenonetec.com
STM Schweißtechnik Meitz eU www.stm-meitz.at
Green Tech Cluster Styria GmbH www.greentech.at
FRIGOPOL Kälteanlagen GmbH www.frigopol.com
Abwasserverband Gleisdorfer Becken www.awv-gleisdorf.at
Schneid Gesellschaft m.b.H. www.schneid.at
Nahwärme Tillmitsch GmbH & Co KG www.haselbacher.at/nahwaerme
Rabmer Greentech GmbH, www.rabmer.at

Status

laufend