Wärmenetze der Zukunft

Im Projekt BiNe 2 untersuchte AEE NOW mit rund einem Dutzend Technologie- und Industriepartnern, wie Wärmenetze der Zukunft funktionieren könnten, wenn unterschiedlichste Energiequellen vor Ort eingebunden werden.

Wärmenetze sind eine hervorragende Möglichkeit, erneuerbare Energieformen in eine um­ fassende Wärmeversorgung einzubinden und damit CO₂-Emissionen sowie andere Umweltbelastungen zu reduzieren. Momentan bleiben aber viele regional verfügbare Wärmequellen ungenutzt.

Bestehende Netze leiden zudem häufig unter vergleichbaren Problemen: der Sommerbetrieb ist nahezu immer defizitär, einfache Lösungen bei der Regelung schränken die Potenziale der Netze ein, und beim Erreichen der Kapazitätsgrenzen sind Erweiterungen meist nur mit sehr großem Aufwand möglich.

Ein Ausweg dafür könnte es sein, möglichst alle regional verfügbaren erneuerbaren Wärmequellen (solarthermische Anlagen, Biomassekessel sowie Abwärme, die ggf. durch Wärmepumpen aufbereitet wird) einzubinden und vor allem die dezentrale Einspeisung zu forcieren.

Dieses Prosumer-Konzept (Producer/Consumer, d. h. die Einbindung von Gebäuden, die je nach den Gegebenheiten Wärme zu bestimmten Zeiten bereitstellen, zu anderen hingegen aus dem Netz beziehen) kann Netze entlasten, und defizitäre Betriebsmodi können durch intelligente dezentrale Lösungen weitgehend vermieden werden. So konnte zum Beispiel das Testnetz für die Studie in den Sommermonaten vollständig von den dezentralen Einspeisern versorgt werden.

Der Hauptkessel konnte in dieser Zeit deaktiviert werden. Das ist ein wesentlicher Schritt, denn nur dadurch wird der finanziell und ökologisch suboptimale Glut­ erhaltungs- bzw. niedrige Teillastbetreib vermieden. Die Reduktion von Teillast­ betrieb sowie häufigem Ein- und Ausschalten reduziert wiederum CO₂-Emissionen.

Im Rahmen von BiNe 2 wurden insbesondere folgende Technologien genau untersucht:

• Biomassekleinfeuerungen inkl. Hackschnitzel-, Pellets- und Stückgutheizungen
• Abwärme (Gewerbe und Industrie, Rauchgasströme, Abwasser)
• Solarthermische Anlagen
• Wärmequellennutzung mittels Wärmepumpen

Diese vier Hauptkategorien von Wärmequellen eignen sich nach den Erkenntnissen der Studie unter Einhaltung spezifischer Rahmenbedingungen auf jeden Fall für die bidirektionale Einbindung in Fernwärmenetzwerke.

Betriebswirtschaftlich betrachtet hat sich ergeben, dass ein Prosumer zumindest auf 2000 jährliche Betriebsstunden kommen sollte, um eine wirtschaftlich tragfähige Investition darstellen zu können.

Unter Berücksichtigung aller Parameter lässt sich für Österreich kurzfristig ein Potenzial von 32 GWh oder 16 MW installierte Leistung abschätzen. Mittelfristig ist ein Potenzial von 250 GWh oder 130 MW installierter Leistung realistisch, die prinzipiell auch ohne aufwendige Adaptierung der Regelungsstrategie erreicht werden können. Dies würde eine Marktdurchdringung von knapp unter zwei Prozent des österreichischen Fernwärmemarktes bedeuten.

Im Rahmen des Projekts wurde auch ein umfassendes Energiemanagementsystem entwickelt und im Testnetz erfolgreich implementiert. Für die flächen­­deckende Anwendung des Prosumer-Konzepts braucht es noch die Standardisierung und Marktreife der notwendigen Übergabestationen und Regelungskomponenten sowie die Klärung finanzieller Rahmenbedingungen.

Der Projektbericht und der Leitfaden „Der Prosumer am Wärmemarkt“ sind über die Homepage www.aee-now.at im Bereich „Forschung & Wissen“ abrufbar.