Foto: Frontansicht des Wohnhauses in der Makartstraße, Linz

P2H-Pot: Potentiale, Wirtschaftlichkeit und System­lösungen für Power-to-Heat

In P2H-Pot werden die wettbewerbsfähigen Potentiale für Power-to-Heat (P2H) im urbanen Raum bestimmt. Mittels thermodynamischer Simulationen wird die Eignung verschiedener technischer P2H System­konfigurationen untersucht und die Ergebnisse werden mit Praxiser­fahrungen aus Skandinavien kombiniert. Basierend auf einer Simulation des Strom- und Wärmemarktes in Deutschland und Österreich wird die kurz, mittel- und langfristige Relevanz und Wirtschaftlichkeit von P2H analysiert. Gemeinsam mit einem Fernwärmeunternehmen werden drei Fallstudien durchgeführt.

Kurzbeschreibung

Status

Laufend

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Mit dem steigenden Anteil von fluktuierenden erneuerbaren Energien wächst der Bedarf, die Stromnachfrage zu flexibilisieren. Die Ergebnisse von Vorläuferprojekten und internationalen Studien zeigen, dass die Nutzung von Strom im Wärmesektor kombiniert mit Wärmespeichern (Power-to-Heat) die größten Potentiale verspricht, um die wirtschaftlich erforderliche hohe Flexibilität bereitzustellen.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist, technische und wirtschaftliche Potentiale innovativer P2H Systemlösungen im urbanen Raum für die Jahre 2020/2030/2050 zu bestimmen und die dafür notwendigen rechtlichen, steuerlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen zu identifizieren.

Methodische Vorgehensweise

Dazu werden zunächst innovative P2H Systemlösungen detailliert thermodynamisch simuliert, die Potentiale, räumliche und zeitliche Verfügbarkeit von verschiedenen Wärmequellen für österreichische Fernwärmenetze untersucht, sowie die Potentiale und Barrieren einer effizienten Wärme-Kälte-Kopplung und eines gezielten Vorlauf- und Rücklauftemperaturmanagements in Österreich analysiert.

Zentral für die Analyse der Wirtschaftlichkeit von P2H-Systemlösungen ist es, nicht eine einzelne urbane Region isoliert zu betrachten, sondern dafür den gesamten relevanten Strommarkt (im Fall des Projekts P2H-Pot: Deutschland und Österreich) zu berücksichtigen, der für die Variabilität der Strompreise und damit die Einsatzzeiten von P2H, die P2H Systemauslegung und daher die Wirtschaftlichkeit entscheidend ist. Dies wird mit dem Simulationsmodell HiREPS durchgeführt.

Allen Analysen liegen detaillierte Untersuchungen zur künftigen räumlichen Verteilung des Wärmebedarfs sowie der eingesetzten Heiz- und Warmwassersysteme zugrunde, die auf dem vielfach eingesetzten und validierten Modell Invert/EE-Lab beruhen. Die Praxisrelevanz der untersuchten P2H Fragestellungen wird durch Fallstudien an drei konkreten österreichischen Fernwärmenetzen abgesichert.

Erwartete Ergebnisse

Die zentralen Ergebnisse des Projekts sind

  • Systemkonfigurationen für die technische Implementierung von P2H inkl. Bewertung derer energetischen und exergetischen Effizienz,
  • wirtschaftliche Potentiale und Bedeutung von Power-to-Heat unter verschiedenen Rahmenbedingungen des österreichisch und deutschen Strom- und Wärmesektors und der Entwicklung der Wärme- und Kältenachfrage,
  • eine konkrete Bewertung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit von P2H für drei Fallstudien,
  • Identifikation von Hindernissen für P2H und Lösungsansätze zu deren Überwindung und
  • hohe Projekt-Wirkung durch umfangreiche und zielgerichtete Dissemination.

Das hochkarätige Konsortium garantiert eine qualitativ hochwertige und professionell durchgeführte Studie. Der dänische Projektpartner ENERGIEANALYSE.DK macht dabei praktische P2H Erfahrungswerte aus Skandinavien für Österreich nutzbar.

Die Energie AG, der Review-Workshop, der internationale Projektbeitrat und der intensive Stakeholder Dialog stellen sicher, dass die getroffenen Annahmen der Praxis entsprechen und die analysierten Fragestellungen für die Energiewirtschaft relevant sind.

Umfangreiche Disseminationsaktivitäten garantieren eine zielgruppenorientierte Verbreitung der Projektergebnisse und eine hohe Wirkung des Projekts über die Projektdauer hinaus.

Publikationen

Potenziale, Wirtschaftlichkeit und Systemlösungen für Power-to-Heat (Bernhard Adler). Präsentation im Rahmen der Veranstaltung "Highlights der Energieforschung" am 22. Juni 2016

Projektbeteiligte

Projektleitung

Technische Universität Wien
Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe

  • Dr. Lukas Kranzl

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

Kontaktadresse

Technische Universität Wien
Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
Gusshausstrasse 25-29 / 370-3
A-1040 Wien
Tel.: +43 (1) 58801-370351
Fax: +43 (1) 58801-370397
E-Mail: kranzl@eeg.tuwien.ac.at
Web: www.eeg.tuwien.ac.at

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