Fernwärme DIE KOMFORT-ENERGIE

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Katarina Kolbe
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1 Fernwärme DIE KOMFORT-ENERGIE Abwärmenutzung für Wiener Fernkälte Franz Schindelar, Direktor Fernwärme Wien GmbH, Wien

2 Abwärmenutzung für Wiener Fernkälte

3 Entwicklung des Bedarfs an Kälte in Wien Entwicklung des Bedarfs an Kälte in Wien Jän 01.Feb 01.Mär 01.Apr 01.Mai 01.Jun 01.Jul 01.Aug 01.Sep 01.Okt 01.Nov 01.Dez Kälteleistung [MW] Kältebedarf 2006 Kältebedarf 2050

4 Endenergieeinsatz für die Bereitstellung des Kältedarfs in Wien Endenergieeinsatz für die Bereitstellung des Kältebedarfs in Wien Endenergieeinsatz [GWh] Wärme für Kälte Strom für Kälte

5 Strombedarf in Abhängigkeit der Aussentemperatur am Beispiel August 2005

Stromerzeugung im Sommer in Österreich Strombedarf im Sommer seit beginn 2005 in Österreich um 8% gestiegen Strom wird auch im Sommer in kalorischen Kraftwerken erzeugt Wasserkraft Da

6 Stromerzeugung im Sommer in Österreich Strombedarf im Sommer seit beginn 2005 in Österreich um 8% gestiegen Strom wird auch im Sommer in kalorischen Kraftwerken erzeugt Wasserkraft Da der Kältebedarf steigt müssen Maßnahmen gesetzt werden Fernkälte ist ein Teil der Lösung! Zusätzlicher Strombedarf für zusätzliche Kälteanlagen wird in kalorischen Kraftwerken erzeugt!

7 Marktanalyse MARKTANALYSE KÄLTEZENTRALEN Vorraussichtlicher Leistungsbedarf: 250MW 1 SPITTELAU 2 DONAU 3b SCHOTTENRING 10 ASPERN 4 WILHELMINENSPITAL 3a WIEN MITTE 7 PRATER 8 SMZ 11 BAXTER 9 ZENTRAlBAHNHOF 12 ASPANGGRÜNDE 5 WIENERBERG 6 MAUTNER MARKHOF GRÜNDE 7

8 Entwicklung Kältenetz

9 Fernkälte als Dienstleitung monatliche Einspeisung (GWh) Vorteile für Fernwärme Wien: Optimale Nutzung vorhandener Abwärme im Sommer Januar Februar März April Mai Juni Gesamtwärmebedarf Fernwärmenetz 2005 Gesamtwärmebedarf Fernwärmenetz 2004 Gesamtwärmebedarf Fernwärmenetz 2003 Abfallverbrennungen 2005 Abfallverbrennungen 2004 Abfallverbrennungen 2003 Zusätzlich verfügbares Grundlastpotential ab 2008 Juli August September Oktober November Dezember Bisher im Sommer Deckung des Wärmebedarfs durch Abfallverbrennung In Zukunft neue Abwärme: - 3. Siedlungsabfallverwertungsanlage - Biomasse Kraftwärmekopplung - Geothermie - Längere Standzeiten der KWK Mit Hilfe von Fernwärmespeichern gut nutzbare Abwärme für Kälteerzeugung mit Absorption

Kältezentrale in Abfallverwertung Spittelau Tageslastgang bei maximaler Leistung Einfluss des Kältespeichers sehr deutlich erkennbar spart Spitzenlastkapazitäten Alle Anlagen können effizient mit

10 Kältezentrale in Abfallverwertung Spittelau Tageslastgang bei maximaler Leistung Einfluss des Kältespeichers sehr deutlich erkennbar spart Spitzenlastkapazitäten Alle Anlagen können effizient mit Volllast betrieben werden Kältebedarf bei maximaler Leistung Kaltwasserspeicher Kompressionskältemaschine 4 Kompressionskältemaschine 3 Kompressionskältemaschine 2 Kompressionskältemaschine 1 Absorptionskältemaschine 2 Absorptionskältemaschine 1

11 Idealisierte optimale Einsatzstrategie der unterschiedlichen Technologien in der MVA Spittelau bei Vollausbau Kaltwasserspeicher Kompression Absorption Absorption Kompression Free Cooling MW

Kälteverteilung und Kältespeicherung Sekundäres Kaltwassernetz J = +5 C Jo = -5 C Speicher Wasser Eis Jo = -10 C 3.0 bar 12.

12 Kälteverteilung und Kältespeicherung Sekundäres Kaltwassernetz J = +5 C Jo = -5 C Speicher Wasser Eis Jo = -10 C 3.0 bar Vorteile: kleinere Kältemaschine Stromspitze kappen Nachtstrom NT COP Literatur: Dr. Thomas Ebner, Fa. ENERTEC Naftz & Partner OEG, 22. und , Wien 12

13 Kältezentrale direkt in der Abfallverbrennung Im Endausbau sind derzeit rund 50 MW geplant Verteilung des 4 C kalten Wassers erfolgt mittels Fernkältenetz Mögliche Kunden in geringer Entfernung: Allgemeines Krankenhaus, Skyline-Bürokomplex, Technologiezentrum der Univ. für Bodenkultur,

U-Bahnstollen 1 Ausbaustufe Zweistufige Absorptionskältemaschinen: ganzjährig > 150 C verfügbar Vorteil: COP 1,2, geringere Rückkühlleistung; Nachteil: höhere Investitionskosten

14 U-Bahnstollen 1 Ausbaustufe Zweistufige Absorptionskältemaschinen: ganzjährig > 150 C verfügbar Vorteil: COP 1,2, geringere Rückkühlleistung; Nachteil: höhere Investitionskosten Kompressionskältemaschinen: notwendig um tiefe Temperaturen zu erreichen, durch Eigenstromproduktion der Abfallverbrennung ökonomische und ökologische Variante Zwischenpufferung der Kälte im Kaltwasserspeicher zur Abdeckung von Lastspitzen

15 Kälteerzeugung in jedem Objekt versus Fernkälteversorgung 100 Kältespeicher Insatllierte Leistung MW Dezentrale Kälte - in Summe installierte Kälteleistung Fernkälte - installierte Kälteleistung Dezentrale Kälte - in Summe installierte Rückkühlleistung Kompression Adsorption Absorption Fernkälte - installierte Rückkühlleistung Geringerer vorzuhaltender Leistungsbedarf durch Gleichzeitigkeiten - Weniger installierte Kapazität (Absorption und Kompression) durch Nutzung von Kältespeichern - Dadurch auch geringere Rückkühlleistung notwendig

16 Primärenergiebedarf der Fernkälte Faktor für TownTown: 0,49 Für Kältezentrale in der Spittelau: 0,25 bzw. 0,05 wenn Strom für Kompression ebenfalls aus der Abfallverbrennung kommt Niedriger Primärenergieverbrauch durch Nutzung von Abwärme aus Abfallverbrennung und Nutzung von Free-Cooling

17 CO2 Emissionen der Kälte aus Studie Österreichische Energie Agentur CO2 Äquivalente der Wärmeproduktion CO2 Äquivalente pro Jahr [tco2 /a] CO2 Äquivalente der Stromproduktion Δ 304 t / Jahr bzw. Δ 520 t / Jahr Δ 859 t / Jahr bzw. Δ 1075 t / Jahr Kompressionskältemaschine UCTE Strommix Absorptionskältemaschine UCTE Strommix Kompressionskältemaschine kalorischer Strommix Österreich Absorptionskältemaschine kalorischer Strommix Österreich Die Einsparungen an fossiler Primärenergie und dadurch an CO 2 Emissionen durch die Fernkälte sind sehr hoch. UCTE Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity

18 Faktoren für die Konkurrenzfähigkeit von Fernkälte - Kälteversorgung von Bestandsobjekten ohne großen Umbau - Günstige Rückkühlmöglichkeiten (Donaukanal, Donau) - Ressourcen für Free-Cooling - Günstige Energiequellen (Abwärme) für Absorption - Nutzung von Großwärme- und Kältespeicher - Geringere spezifische Investkosten für die Kältezentralen bei hoher Auslastung - Geringere Energiekosten

19 Vorteile für den Kunden - Komfortgewinn keine Betriebsführung der Kältemaschinen durch Kunden - Platzgewinn durch Wegfall der Kältemaschinen (Mietkosten) - Architektonische Freiheit (Rückkühlturm im Gebäude entfällt) - Zukunftssicherheit der Investition - Geringere Wartungs- und Instandhaltungskosten

20 CO2 EMISSIONEN DER KÄLTE Vorteile für Kältekunden wirtschaftlich günstige Kälteversorgung geringer Platzbedarf, Komfortgewinn keine Kühltürme (Schall, Legionellen) geringerer Kältemittelbedarf / Kältemittelrisiko Erhöhung der Versorgungssicherheit umweltrelevante Aspekte Reduktion des Primärenergieeinsatzes durch Nutzung von Abwärme anstatt Strom Reduktion der Treibhausgasemissionen Geringere Leckrate bzw. unbedenkliche Kältemittel volkswirtschaftliche energiepolitische Aspekte Reduktion der sommerlichen Strom-Leistungsspitzen Reduktion der Primärenergieimporte Stromerzeugung auch zu Hochtemperaturzeiten in KWK ohne Donau zusätzlich aufzuheizen

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