„Nachhaltige Technologien 2 | 2022"

Vorteile und Erkenntnisse Nachfolgende Erkenntnisse sowie Vorteile unter- schiedlicher Technologien zur Einbindung in Nieder- temperatur-Fernwärmenetze wurden im Guidebook zusammengefasst: (I) Es ist möglich, geothermische Energie als Wärme- quelle in Fernwärmesystemen zu nutzen. Am effizien- testen ist es, wenn die geothermische Wärme eine höhere Temperatur als die Vorlauftemperatur im Fernwärmenetz hat. Bei niedrigen Systemtemperaturen und somit niedrigeren Rücklauftemperaturen kann mehr Wärme aufgrund der erhöhten Spreizung aus geothermischen Quellen genutzt werden. (II) In den Fernwärmenetzen in Europa werden Wär- mepumpen mit unterschiedlichen Wärmequellen eingesetzt. Eine Analyse hat gezeigt, dass größere Wärmepumpen als häufigste Wärmequelle Abwasser, industrielle Restwärme und Wärme aus Seen und Flüssen nutzen. Die Effizienz einer Wärmepumpe steigt, wenn die Temperatur im Fernwärmenetz sinkt. Dann wird für die gleiche Heizwirkung weniger elek- trische Energie benötigt, was bedeutet, dass bei gleichbleibender Strommenge mehr Wärme erzeugt werden kann. (III) Eine verstärkte Nutzung von industrieller Abwärme führt zu einem geringeren Einsatz von Primärenergie und damit zu geringeren Emissionen. Darüber hinaus besteht ein Kosteneinsparungspotenzial. (IV) Was Solarthermie betrifft, so werden die opti- schen Verluste der Kollektoren nicht durch das Tem- peraturniveau beeinflusst. Das Temperaturniveau beeinflusst jedoch den Wärmeverlust und die nutzbare Wärmemenge. Die Effizienz von Solarkollektoren steigt, wenn die Temperatur im Verteilnetz sinkt, da die Wärmeverluste abnehmen. (V) Rauchgaskondensation ermöglicht die Rückge- winnung von Wärme aus den bei der Verbrennung entstehenden Rauchgasen, z. B. in einem Heizkraftwerk. Die Rückgewinnung wird effizienter, wenn die Rück- lauftemperatur im Fernwärmenetz niedrig genug ist, um das Rauchgas unter den Taupunkt abzukühlen. (VI) Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen können den Einsatz von Brennstoffen verbessern, indem sie die Abwärme aus der Stromerzeugung zum Heizen ver- wenden. Je nach Anlage und aktueller Betriebsweise variiert das Strom-Heizverhältnis. (VII) Speicher sind in Fernwärmenetzen wichtig, da sie eine flexible Deckung des Wärmebedarfs im Laufe der Zeit ermöglichen, unabhängig von der gleichzei- tigen Erzeugung von Wärme. Durch den Einsatz eines Pufferspeichers kann ein Netz optimal mit möglichst niedrigen Temperaturen aufgebaut werden, was die Wärmeverluste sowohl im Speicher als auch im Netz reduziert. Darüber hinaus wird durch die Senkung der Rücklauftemperaturen im Fernwärmenetz die Kapazität des Speichers erhöht. (VIII) Verteilungsverluste in Fernwärmenetzen beein- trächtigen die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Unternehmens. Wie hoch die Verluste sind, hängt von den Systemtemperaturen (Vor- und Rücklauf), der Iso- lierung der Rohre (Dicke und Zustand) und der Umge- bungstemperatur ab. Es ist wünschenswert, dass der Verlust in den Netzen weniger als 10 Prozent beträgt. Vielfach liegen diese Verluste bei konventionellen, insbesondere kleineren Netzen, bei bis zu 20 Prozent im jährlichen Mittel mit bis zu 50 Prozent im Sommer. Je geringer der Temperaturunterschied zwischen dem Wärmeträger des Fernwärmenetzes und der Umgebung ist, desto geringer sind die Verluste. (IX) In Niedertemperatur-Fernwärmenetzen können Kunststoffrohre anstelle von Stahlrohren verwendet werden. Flexible Kunststoffrohre sind interessant, da sie eine schnelle Verlegung ermöglichen und eine lange Lebensdauer (50-100 Jahre) erreichen. Die Ein- sparungen bei Kunststoffrohren sind nicht an die Absenkung der Temperatur in bestehenden Netzen um eine bestimmte Gradzahl gebunden. Daher wurde hier kein Kostensenkungsgradient berechnet. Das Kostensenkungsgefälle für die neun oben aufge- führten Effizienzpotenziale variiert in den untersuchten Fallbeispielen erheblich. Wenn man vor der Entschei- dung steht, in die Senkung der Temperaturen im Netz zu investieren, ist es wichtig, dass alle möglichen Effizienzpotenziale mit einfließen und nicht nur ein- zelne. Für eine Entscheidung über die Investition in die Senkung der Netztemperaturen ist es daher wesentlich, alle möglichen Effizienzpotenziale zu berücksichtigen. Kristina Lygnerud ist außerordentliche Professorin für Industrie- und Finanzökonomie an der Universität Halmstad und arbeitet außerdem für das Schwedische Umweltforschungsinstitut und als Intrapreneurin im Bereich EnergieInnovation. kristina.lygnerud@ivl.se Weiterführende Informationen / Links im E-Paper Guidebook des IEA DHC Annex TS2: https://publica.fraunhofer.de/eprints/urn_nbn_de_0011-n-6402040.pdf 17 16 WÄRMENETZE IM WANDEL