Energieverbundprojekte mit Wasserquellen Lehren und Erfahrungen

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Gert Bach
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1 Energieverbundprojekte mit Wasserquellen Lehren und Erfahrungen Cercl eau Martin Bucher, ewz Energiedienstleistungen 13. Juni 2013

2 Agenda. 1. Wasser als Energiequelle für Wärme- und Kälteanlagen 2. Grenzen und Herausforderungen Konsequenzen für die Anwendung 3. Beispiele - Energieverbund Schlieren - Seewasserverbundanlagen Zürich - Badrutt s Palace Hotel, St. Moritz

3 Wasser als Energiequelle für Wärme- und Kälteanlagen. Wasser (See-, Fluss-, Grund- oder Abwasser) dient als Wärmequelle im Heizbetrieb und als Wärmesenke im Kühlbetrieb: Im Winter wird dem Wasser Energie entzogen und mittels einer Wärmepumpen Gebäude beheizt. Im Sommer wird das Wasser direkt (Free-Cooling) oder mit Hilfe von Kältemaschinen für die Kühlung der Gebäude eingesetzt. Bei thermodynamisch gut ausgelegten Systemen (Warmwassererwärmung mittels Wärmepumpe aus warmem Abwasser) kann der COP (Wirkungsgrad) der Wärmepumpe auch für die Wassererwärmung > 5 sein.

4 Die Vorteile. Energiequellen, welche sowohl für die Wärmegewinnung wie auch für die Kältegewinnung geeignet sind. Konstant verfügbare Quellen, mit moderaten Temperaturänderungen. Grosse Energiemengen. Technisch einfache Erschliessung. Natürlich, CO 2 frei und umweltschonend Wirtschaftliche, ergiebige und erneuerbare Energiequelle.

5 Grenzen und Herausforderungen. Zielsetzung Behörden So wenig Eingriffe wie möglich! Voraussetzungen Wasserrechtliche Konzession (AWEL, Kt. ZH) Gewässerschutzrechtliche Bewilligungspflicht (AWEL, Kt. ZH) Fischereirechtliche Auflagen Auflagen Maximaltemperatur der Wasserrückgabe Zwischenkreislauf, um bei einer Leckage den Kontakt von Seewasser und Kältemittel zu vermeiden Maximale Grenzen bei der Erwärmung/Abkühlung des Wassers Auflagen im Bereich Wasserbau Auflagen im Bereich Dimensionierung

6 Konsequenzen für die Anwendung. Erweiterte Planung und genügend zeitlicher Vorlauf bei der Nutzung von See-, Fluss- oder Abwasser. Wasserbau nur zu Schonzeiten von Flora und Fauna (Terminkoordination /Planung). Frühzeitiger Einbezug der Bewilligungsbehörden und Abschätzen möglicher spezifischer Konsequenzen (Studien, Messungen, Auflagen etc.). Frühzeitiger und breiter Einbezug aller Interessengruppen ins Projekt. Intelligente Nutzungskonzepte für die Abwärme an Land mit dem Ziel, die Temperaturvorgaben bei der Wärmerückführung einzuhalten. Konsolidierung von Wasserfassungen mit dem Ziel, diese breiter nutzen zu können (1 Fassung für verschiedene Projekte). Etablierung von Notfall- bzw. Alternativoptionen bei der Verletzung von Grenzwerten (autonome Rückkühlung). Bevorzugte Nutzung von See- anstelle von Flusswasser (grössere Toleranzen, tiefere Temperaturen).

7 Energieverbund Schlieren.

8 Energieverbund Schlieren. Entstehungsgeschichte. 2001: Stadt Schlieren startet Arbeiten für Energieplanung 2003: Entwicklung von Ideen zu Energieverbund 2004: Energieplanung wird fertiggestellt, Auswahlverfahren für Contractor durch Stadt Schlieren 2005: Konzession zwischen Stadt Schlieren und ewz, Baubeginn Energiezentrale Postzentrum Mülligen 2006: Beginn Realisierung weiterer Energieverbundteile

9 Klärwerk Werdhölzli. Ganzjährig verfügbar Ideale Energiequelle für Wärmepumpe Energiequelle für die Rückkühlung Einfache technische Erschliessung Abwasser: Selbst in kalten Wintern rund 10 Grad Momentan rund 10% des Potentials genutzt Als Abwärmequelle mit grossen Kehrrichtverbrennungsanlagen vergleichbar

10 Energiezentralen. Anschliesser.

11 Wärme- und Kältekonzept.

12 Energieverbund Schlieren. Die Daten. Wärmebedarf 52'000 MWh/a Kältebedarf MWh/a (davon 80% CO 2 frei) Heizleistung WP NH MW Kälteleistung KM NH MW Heizleistung Gas 17.0 MW Einsparung fossile Brennstoffe 48'700 MWh/a CO 2 -Reduktion 8'100 t/a Getätigte Investitionen rund 45 Mio.

13 Seewasserverbundanlagen Zürich.

14 Seewasserverbundanlagen Zürich. Impressionen.

15 Seewasserverbundanlagen Zürich. Impressionen.

16 Seewasserverbundanlagen Zürich. Impressionen.

17 Energie-Contracting für Wärme und Kälte. Daten Zürcher Seewasserverbund. Wärmebedarf MWh/a Kältebedarf MWh/a (davon 80% CO 2 frei) Heizleistung WP 3,8 MW Kälteleistung KM 1,2 MW Heizleistung fossil 1,0 MW Einsparung fossiler Brennstoffe MWh/a Entsprechende CO 2 -Reduktion t/a Stromeinsparung durch Free-Cooling ca. 370 MWh/a Angeschlossene Kundinnen und Kunden rund 22

18 Seewasserverbund St. Moritz. Badrutt s Palace Hotel und Schulhaus Grevas.

Wärmepumpenanlage, Energiequelle, Wasser aus dem St.

19 Seewasserverbund St. Moritz. Entstehungsgeschichte. Idee Heizung installieren, die dem St. Moritzersee Energie entzieht Lieferung von Wärme im Rahmen eines Energie-Contractings Wärmepumpenanlage, Energiequelle, Wasser aus dem St. Moritzersee, der im Winter in der Tiefe 4 Grad aufweist Projekt stösst bei Direktion des Badrutt s Palace Hotel auf Interesse und wird weiterverfolgt

20 Gemeinschaftswerk mit Partnern. Badrutt s Palace Hotel ewz Interessenverbände Energielieferant Realisierung Bauamt St. Moritz EAWAG Spezialisierte Unternehmen Amt für Natur und Umwelt

21 Konzession zur Seewassernutzung. Ablehnung der beantragten Konzession im Dezember Lösungsfindung: Durchführung neuer Messungen und Gutachten durch das EAWAG zeigen, dass die Eisbildung nicht tangiert ist und die Abkühlung des Seewassers keine Veränderungen bei Flora und Fauna verursachen Gemeinsames Vorsprechen des Direktors des Badrutt s Palace und ewz beim Gemeindevorstand Erteilung der Konzession durch den Gemeinderat St. Moritz im März 2006.

22 Seewasserverbund St. Moritz. Impressionen.

23 Seewasserverbundanlage St. Moritz. Impressionen.

24 Energieverbund St. Moritz heute

25 Energie-Contracting für Wärme und Kälte. Daten Seewasserverbund. Wärmebedarf Kältebedarf (davon 70% CO 2 frei) MWh/a 85 MWh/a Heizleistung WP Heizleistung fossil Einsparung fossiler Brennstoffe Entsprechende CO 2 -Reduktion 1.05 MW 3.5 MW MWh/a Tonnen/a

26 Bedeutung und Nutzen von Wasser im Energiebereich. Wasser ist für uns ein wesentliche Grundlage für die Entwicklung von Verbundanlagen; das Realisieren von CO 2 Einsparungen; für den Wärme- und Kältetransfer in Arealen und Gebieten und für die Ausscheidung von Gebieten in der Energie- / Gebiets- und Verbundplanung.

27 Schluss Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit! ewz Energiedienstleistungen Martin Bucher Leiter Energiedienstleistungen

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