„nachhaltige technologien 02 | 2021"

Dies ist auch der Grund, warum größere dänische Fernwärmeversorgungsunternehmen nun vermehrt versuchen, Speicherprojekte umzusetzen. Ein erstes Beispiel dafür findet sich in Kopenhagen, wo Høje Taastrup Fjernvarme und VEKS einen 70.000 m 3 Spei- cher bauen. Auch Fjernvarme Fyn (700.000 m 3 in Phase 1 und 350.000 m 3 in Phase 2) haben Ausschreibungs- verfahren für Erdbecken-Wärmespeicher gestartet, um ihren Wärmeverbrauch nachhaltiger und flexibler zu gestalten. Speicher werden in Zeiten mit hohem Anteil an erneuerbarem Strom durch den Einsatz von Wärmepumpen und Elektrokesseln geladen und in Zeiten mit niedrigem Anteil an erneuerbaren Strom entladen. Fjernvarme Fyn ist das drittgrößte Fern- wärmeunternehmen in Dänemark und produziert ca. 9.500 TJ Wärme/Jahr und versorgt damit mehr als 100.000 Kunden. Ihr Kohleverbrauch lag 2009 bei 900.000 Tonnen und wird 2022 voraussichtlich bei null liegen. Ein Ausblick in die Zukunft Diese neuen Anwendungsfelder für Erdbecken- Wärmespeicher verursachen auch neue Design- Herausforderungen. Es werden immer noch „billige“ Lösungen (entspricht meist Lösungen aus Polymer- Materialien) verlangt, die Langzeitbeständigkeit bei dauerhaften Temperaturen von 90 °C ist jedoch gefordert. Bisher eingesetzte HDPE-Materialien (High Density Polyethylen) sind dafür nicht geeig- net. Dies ist der Grund, warum im österreichischen Projekt „giga_TES“ neue Lösungen aus PP-Materialen (Polypropylen) entwickelt wurden. Sollte das zentrale Ziel preiswerte Material- und Konstruktionslösungen zu entwickeln erreicht werden, wird es zukünftig weltweit ein sehr großes Potential an Erdbecken- Wärmespeicher geben. Im Projekt Flex4RES [5] untersuchten Forscher der DTU in Zusammenarbeit mit Kollegen aus nordischen und baltischen Forschungseinrichtungen, wie die Sektor- kopplung zwischen verschiedenen Energiesystemen die Integration von hohen Anteilen an Wind- und Sonnenenergie in nordisch-baltischen Energiesys- temen unterstützen kann. Vier Szenarien wurden berechnet. Die Voraussetzungen waren, dass 50 % des Fernwärmemarktes mit Strom und 50 % mit Bio- masse abgedeckt werden. In allen Szenarien ist es wirtschaftlich machbar, thermische Langzeitspeicher zu implementieren. Die optimale Speicherkapazität in den vier Szenarien liegt zwischen 1.169 GWh und 1.360 GWh für das Jahr 2050, was umgerechnet 12 bis 24 Millionen m³ an Speichervolumen für Erdbecken- Wärmespeicher entspricht. Im Projekt „Heat Roadmap Europe 4“ wurden die Möglichkeiten zum Ausbau der Fernwärme für die 14 EU-Mitgliedsstaaten mit dem größten Wärmebedarf untersucht [6] . Die Datenbank der Universität Halmstad für Städte mit Fernwärme- und Fernkältesystemen wurde für die Analyse verwendet. Eines der Ergebnis- se des Projekts war, dass 2.188 Fernwärmesysteme entweder Kraftwerke, Müllverbrennungsanlagen oder Abwärme von Industrien im Fernwärmegebiet oder in einer Entfernung von weniger als 20 km aufweisen. Generell gibt es demzufolge zahlreiche bestehende große Fernwärmesysteme, bei denen Erdbecken-Wärmespeicher zukünftig der Schlüssel zur Erschließung von Abwärmepotenzialen sowie zur Dekarbonisierung dieser Systeme sind. Per Alex Sørensen ist Projektmanager bei PlanEnergi. pas@planenergi.dk Weiterführende Informationen / Links im E-Paper [1] Sæsonlagring af varme i store vandbassiner. Meddelelse nr 91. Laboratoriet for Varmeisolering. November 1979 [2] Perspektiver vedrørende damvarmelagre i fremtidens energisystem. Kurt Kielsgaard Hansen, Preben Nordgaard Hansen og Vagn Ussing. Meddelelse nr 137. Laboratoriet for Varmeisolering. Maj 1984 [3] Pauschinger, Thomas, Thomas Schmidt, Per Alex Soerensen, Aart Snijders, Reda Djebbar, Raymond Boulter, and Jeff Thornton. “Design Aspects for Large-Scale Aquifer and Pit Thermal Energy Storage for District Heating and Cooling.” Final Report IEA DHC/CHP Annex XII. Integrated Cost-Effective Large-Scale Thermal Energy Storage for Smart District Heating and Cooling. Stuttgart (DE): Solites, March 2020 https://www.iea-dhc.org/fileadmin/documents/Annex_XII/2020.03.09_Report_Task_A_IEA_DHC_Annex_XII_Project_03.pdf. [4] Danish Energy Agency and Energinet. “Technology Data – Energy Storage,” 2018. Chapter 140: Seasonal Heat Storage. Revised version November 2018 [5] Skytte, Klaus, Claire Bergaentzlé, Felipe Junqueira Fausto, and Philipp Andreas Gunkel. “Flex4RES - Flexible Nordic Energy Systems - Summary Report.” Nordic Energy Research, August 2019 [6] Persson, Urban, Bernd Möller, and Eva Wiechers. “Methodologies and Assumptions Used in the Mapping : Deliverable 2.3: A Final Report Outlining the Methodology and Assumptions Used in the Mapping.” Heat Roadmap Europe, 2017 http://heatroadmap.eu/resources/HRE4_D2.3.pdf