BIG SOLAR GRAZ Grossspeicher-Einbindung in Fernwärmesysteme

Transkript

1 BIG SOLAR GRAZ Grossspeicher-Einbindung in Fernwärmesysteme Gerald Moravi, Energie Steiermark Wärme GmbH

2 Keine Energiewende ohne Wärmewende 2

3 Agenda Energie Steiermark Wärme GmbH Fernwärmeversorgung im Großraum Graz Ökologisierung der Fernwärmeaufbringung Machbarkeitsstudie BIG SOLAR GRAZ Großspeicher als zentraler Projekt-Bestandteil Technische Aspekte von Großspeichern Status BIG SOLAR GRAZ und Ausblick 3

4 Kennzahlen 4

5 28 Fernwärme-Netze 5

6 Fernwärme im Großraum Graz Gesamtaufbringung GWh/a Leistungsspitze ( ) 550 MW Versorgungsgrad im Stadtgebiet 40 % Bisher: > 80% aus Kraft-Wärme-Kopplung 6

7 Jahreskennlinie 7

8 Ökologisierung der Fernwärmeaufbringung Wirtschaftliche Probleme von KWK-Anklagen Luftbelastungsgebiet Graz (Beckenlage / Inversion) Quelle: Kleine Zeitung Bildquelle: Stadt Graz/Umweltamt Etablierung einer Strategiegruppe Wärmeversorgung Graz 2020/2030 8

9 Ökologisierung der Fernwärmeaufbringung Abwärme aus einem Stahlwerk Abwärme aus einem Papier- und Zellstoffwerk Errichtung einer Biomassekessel-Anlage Abwärme aus einer Eishalle Abwärme aus einer Mühle Ausbau von Thermosolaranlagen (Direkteinspeisung) einige weitere Projekte (P2H, HP-Lösungen, etc.) und BIG SOLAR GRAZ 9

10 Groß-Solaranlage - Vorbild Dänemark Dänische Erfolgsgeschichte (trotz Nachteilen bei der Sonneneinstrahlung im Vergleich zu Graz) Machbarkeitsstudie einer Groß-Solaranlage für Graz Saisonaler Großspeicher als zwingender Bestandteil des Systems Bildquellen: Energie Steiermark 10

11 Ergebnis Machbarkeitsstudie m² Kollektorfläche m³ Speichervolumen Kombination mit Absorptionswärmepumpe (6 x 16 MW) Antriebsenergie für AHP und Nachheizung mit Erdgas- oder Biomassekesseln Investition knapp 200 Mio. Euro 232 GWh Solarenergie 20 % Jahresdeckungsgrad für Fernwärme in Graz 11

12 Schema 12

13 Saisonaler Wärmespeicher Ausführung als Erdbeckenspeicher Dichtungsfolien aus HDPE (Polyethylen; 1,5 bis 2,5 mm) Wassertemperatur bis maximal 90 C Quelle: Arcon Sunmark GmbH 13

14 Bauform Dichtfolien Bauform Tiefe des Speicher von max. Grundwasserspiegel bestimmt Form eines Pyramidenstumpfes Aushub für Dämme verwendbar Dichtfolien Material HDPE (Polyethylen mit hoher Dichte; 2,5 mm) Langzeitstabilität bei Temperaturen bis maximal 90 C relativ einfache Installieren, bewährte Schweißtechnik ggf. Überwachung der Schweißnähte mit Leck-Warnung Lebensdauer abhängig vom Temperaturprofil des Speichers Lebensdauer Richtwert: > 20 Jahre 14

15 Schwimmende Abdeckung und Isolierung Oberfläche des Erdbeckenspeichers ist mit einer isolierten Schwimmabdeckung bedeckt Bewegung des Wasserspiegels aufgrund der thermischen Ausdehnung ggf. mit Ausgleichsbehältern entgegenwirken Volumenisolierung zwischen einer schwimmenden, wasserdichten Folie (HDPE 1,5 bis 2,5 mm) und einer oberen Folie mit Blähtonkugeln (Bsp. Vojens) oder flexiblen Isoliermatten (Bsp. Dronninglund) Gefahr der Feuchtigkeitsaufnahme der Isolierung durch Kondensation oder Wassereindringung durch Schäden Belüftung des Zwischenraumes Bewirtschaftung der Regenwässer (Pumpen im Winter vor Frost schützen) 15

16 Schwimmende Abdeckung und Isolierung Quelle: Broschüre Dronninglund Fjernvarme 16

17 Be- und Entladeeinrichtung Mindestens zwei Rohre für die Be- und Entladeeinrichtung Erhöhung der Flexibilität durch Rohranschlüsse in verschiedenen Ebenen Be-/Entladeeinrichtung aus Edelstahl wegen erhöhter Korrosionsgefahr aufgrund der hohen Wassertemperatur Verwendung von gereinigten und aufbereiteten Wasser (ph-wert ca. 9,8) Quelle: Stateofgreen.com / Climate Consortium Denmark Speicher Gram 17

18 Be- und Entladeeinrichtung Beispiel Vojens Bildquellen: Energie Steiermark 18

19 Beispiel Dronninglund (DK) Bildquellen: Energie Steiermark 19

20 Energie Simulation Direkte Nutzung über WT Nutzung über Absorptions- WP Quellen: Energie Steiermark, S.O.L.I.D. GmbH 20

21 Flächenbedarf Vergleich von Infrastruktureinrichtungen Flughafen Graz 300 ha Autobahnknoten 40 ha BIG Solar Graz 100 ha Bildquelle: 21

22 Grundstücksakquisition Schwierig wie erwartet Flächenkonkurrenz Teller Tank Jagdeinschränkungen Rodung Vorbehalte der Kommunen Grundwasserspiegel Suche nach belasteten Flächen Flächen mit extensiver Landwirtschaft Flächen mit beschränkter Nutzungsmöglichkeit (zb. durch Airport) 22

23 Aktuelle Schritte Akquisition von Grundstücken Weiterentwicklung des technischen Anlagenkonzeptes Design von Solarfeld und Speicher Auslegung Wärmepumpen und Kessel Betriebs- und Regelungsstrategie Sicherheit Vorbereitung Genehmigungsplanung und Behördenverfahren Zieltermin für Genehmigungen: 2. Halbjahr

24 Wärmewende in Graz eingeleitet 24

25 25