Wärmeversorgung von Neubaugebieten über solarunterstützte Nahwärmenetze

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

In dicht besiedelten Gebieten kommt in Österreich der netzgebundenen Wärmeversorgung eine zentrale Aufgabe zu. Neben bereits existierenden Nah- und Fernwärmenetzen gelten vor allem Mikronetze als besonders erfolgversprechend, wie eine umfangreiche Potenzialrecherche in den Bundesländern Steiermark und Salzburg, sowie eine anschließende Hochrechnung auf alle Bundesländer zeigte. In einer pessimistischen Betrachtungsweise planen rund 17 % aller österreichischen Gemeinden die Umsetzung von Neubausiedlungsgebieten (rund 400 Gemeinden). Eine netzgebundene Wärmeversorgung in Verbindung mit dem Energieträger Biomasse und dem Einsatz von Solarwärme wird von vielen Projektverantwortlichen als überaus interessant bezeichnet.

Trotz des großen Potenzials ist es in der Vergangenheit aber nicht gelungen, Mikronetze in Verbindung mit erneuerbaren Energieträgern in Österreich als Standardwärmeversorgung zu etablieren. Was den Neubau von Siedlungsgebieten betrifft, liegen in technologischer, organisatorischer und wirtschaftlicher Sicht Hemmnisse vor, Mikronetze breit umzusetzen. Neubausiedlungsgebiete werden zumeist in Bauabschnitten errichtet, was zur Folge hat, dass die Wärmeversorgung modular aufgebaut sein muss bzw. im Falle von Solarwärmenutzung auch dezentrale Einspeisepunkte umfassen muss.

Ausgehend von üblichen Konzepten zur netzgebundenen Wärmeversorgung wurden im gegenständlichen Projekt spezielle, modular erweiterbare Hydraulikkonzepte definiert, die sowohl einen modularen Aufbau erlauben (dezentrale Lastausgleichsspeicher, dezentrale Einspeisemöglichkeiten für Solarwärme, flexible Heizzentralen) als auch hinsichtlich Netzbetriebstemperaturen und Wärmeverlusten höchste Effizienz ermöglichen. Die Basis der Wärmeversorgung beruht auf einer zentralen Biomasseanlage (nach Bedarf auch flexibel in Containerform) und zentralen bzw. dezentralen Kollektorflächen in Verbindung mit einem Zwei-Leiter-Netz, dezentralen Lastausgleichsspeichern, Wohnungsstationen bzw. Frischwassermodulen für die Warmwasserbereitung sowie einem entsprechend angepassten Wärmeabgabesystem (max. Auslegungstemperaturen 65/40).

Aufbauend auf den Ergebnissen der Potenzialabschätzung wurden drei für Österreich typische Neubausiedlungsgebiete mit jeweils drei Bauabschnitten definiert (Einfamilienhaussiedlung - 100 kW, Geschoßwohnbausiedlung - 150 kW, kombinierte Wohnsiedlung -600 kW), dafür netzgebundene Wärmeversorgungsanlagen konzipiert, simulationsgestützte Variationsrechnungen durchgeführt, Kostenanalysen erstellt und dynamische Kostenanalysen durchgeführt.

Im Vergleich mit eigens definierten Referenzversorgungssystemen (dezentrale Heizungsanlagen, die statt einer netzgebundenen Wärmeversorgung zur Anwendung kämen) konnte sowohl energetisch als auch wirtschaftlich dargestellt werden, dass die netzgebundene Wärmeversorgung basierend auf Biomasse und Solarenergie bei allen drei Modellsiedlungsgebieten konkurrenzfähig bzw. sogar erheblich günstiger ist. Konnte beim Siedlungsgebiet "Einfamilienhaus" aufgrund der eher geringen Wärmebelegung eine Gleichpreisigkeit mit dem Referenzsystem (dezentrale Gasthermen) erzielt werden, brachte die netzgebundene Wärmeversorgung beim Siedlungsgebiet "Geschoßwohnbau" bzw. bei der "Kombinierten Wohnsiedlung" erhebliche Kostenvorteile mit sich.

Für die Abbildung und Analyse ganzer Wärmenetze in Verbindung mit zentralen und dezentralen Wärmequellen/Wärmespeichern steht aufgrund der gegenständlichen Projektarbeiten ein Tool zur Verfügung, das die dynamische Simulation auf validierter Basis ermöglicht. Auch der für die Abbildung und Simulation erforderliche Zeitaufwand konnte im Rahmen der Projektarbeiten erheblich reduziert werden.

Rund 100 Teilnehmer bei der vom Projektteam organisierten Fachtagung zeigen deutlich das Interesse an der Technologie und an den erzielten Ergebnissen.

Projektleiter

Christian Fink
AEE INTEC

Projekt- und Kooperationspartner

• BioSol energie Kft, Ungarn
• Stadtwerke Gleisdorf GmbH
• S.O.L.I.D. GmbH
• PEWO Energietechnik GmbH
• INOCAL Wärmetechnik GmbH
• Gemeinnützige Wohn- und Siedlungsgesellschaft Schönere Zukunft GmbH
• Neue Heimat Gemeinnützige Wohnungs- und Siedlungsges. m.b.H.
• KWB - Kraft und Wärme aus Biomasse GmbH
• TU Graz, Institute für Wärmetechnik (Werkvertragspartner)
• TB Kaufmann - Technisches Büro Ing. Harald Kaufmann (Werkvertragspartner)

Christian Fink
AEE INTEC
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