Wärme neu denken

Aus ungenutzter Abwärme nutzbare Wärme zu machen, ist eine der großen Chancen und Herausforderungen im Rahmen der Wärme- und Energiewende.

In Industrie, Gewerbe, Biogas- und anderen Kraft-Wärmekopplungs-Anlagen wird Wärmeenergie oft ohne weitere Verwendung in Flüsse und Atmosphäre abgegeben. Dabei könnten aus Abwärme bis zu 30 % des gesamten Heizwärmebedarfs im Gebäudesektor CO2-frei ersetzt werden.

Abwärmequellen

Für die Entwicklung eines Wärmetransportprojektes muss eine geeignete Abwärmequelle mit einer Heizleistung von mindestens 300 kW zur Verfügung stehen. Diese sollte nicht weiter als 15 km entfernt zu einer Wärmesenke liegen. Als Wärmequelle kommen folgende Anlagen in Betracht:

Abfallverwertung / Müllverbrennung

Bei der Müllverbrennung wird Wärme als Rauchgas frei. Die bis zu 850 °C heißen Rauchgase müssen nicht nur gereinigt, sondern auch in einem Verdampfungsprozess abgekühlt werden, bevor sie in die Umwelt entlassen werden.

Derzeit sind in Deutschland rund 70 Müllverbrennungsanlagen in Betrieb. Alle nutzen die entstehende Energie als Strom, Prozessdampf oder Fernwärme. Der energetische Gesamt-Nutzungsgrad liegt im Durchschnitt bei nur etwa 50 %. Bei einer besseren Anbindung der Standorte könnten die bestehenden Anlagen deutlich mehr Energie, zum Beispiel über den Wärmetransport, in Nutzung bringen.

Biogasanlagen

In Biogasanlagen entsteht Wärme in einem Blockheizkraftwerk als Nebenprodukt der Stromerzeugung. Bei der Verstromung können etwa 40 % der eingesetzten Energie in Strom umgewandelt werden. Der Rest der Energie fällt als Abwärme an. Ein kleiner Teil dieser Energie wird als Prozesswärme zur Fermenterbeheizung oder für nahegelegene Gebäude benötigt. Werden keine Trocknungsprozesse, Gewächshäuser oder andere Verwendungsmöglichkeiten angebunden, bleibt der Rest oft ungenutzt.

In Deutschland gibt es rund 9.500 Biogasanlagen. Laut einer Befragung nutzten im Jahr 2017 nur rund 60 % der Anlagenbetreiber einen Teil der Wärme extern.

Die gesetzlichen Vorgaben für eine Förderung sehen zukünftig eine deutliche höhere Wärmeverwertung vor. Diese kann der mobile Wärmetransport ermöglichen.

andere Kraft-Wärmekopplungs-Anlagen

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist die gleichzeitige Gewinnung von mechanischer Energie und nutzbarer Wärme. Die Nutzwärme wird bei der Stromerzeugung aus Brennstoffen ausgekoppelt und damit die Abgabe von ungenutzter Abwärme an die Umgebung reduziert. Mittels der mobilen Wärmetransportcontainer kann die Abwärme ohne Einsatz kostenintensiver Infrastruktur in Nutzung gebracht werden.

Geothermie

Geothermie-Anlagen eignen sich hervorragend als Wärmequelle. Die Wärme kann ohne große Umbauten an den technischen Anlagen vom mobilen Wärmetransport aufgenommen werden. Häufig ist vor der Bohrung nicht klar, wie viel Wärme anschließend tatsächlich zur Verfügung steht. Die mobilen Wärmetransportcontainer ermöglichen als Übergangstechnologie auch kurzfristig eine deutliche Erhöhung der Wärmeabgabe. Langfristig können weiter entfernte Satelliten, die nicht an ein Wärmenetz angeschlossen sind, versorgt werden. Anlagen, die der Stromerzeugung dienen, können mittels der Wärmecontainer auch flexibel die Temperaturen unter 100°C nutzen und die Wärme in Nutzung bringen. Dies führt in vielen Fällen zu einer deutlichen Effizienzsteigerung.

Industrie und Gewerbe

Bei vielen Produktionsprozessen entsteht Wärme, es muss entsprechend gekühlt werden. Durch die Kühlung entstehen normalerweise Kosten für das Unternehmen. Mittels mobiler Wärmetransportcontainer kann die Abwärme aus nahezu allen Produktionsprozessen wirtschaftlich genutzt werden. Gerade für Unternehmen ist dies ein attraktiver Weg, ihren CO2-Ausstoß zu reduzieren und gleichzeitig Kosten einzusparen.

wärmeabnehmer

Der Einsatz des mobilen Wärmetransports eignet sich besonders für Verbraucher mit großem ganzjährigen Wärmebedarf. Die jährliche Wärmeabnahme sollte bei mehr als 700MWh liegen. Mögliche Abnehmer sind:

Hotels, Wohnanlagen, Seniorenheime

Hotels, Wohnanlagen und Seniorenheime kommen aufgrund ihrer Größe häufig für den Einsatz der mobilen Wärmetransportcontainer in Frage. Gerade im Zuge von Modernisierungsmaßnahmen ist es wirtschaftlich sinnvoll, den Kauf einer neuen Heizung einzusparen und stattdessen CO2-freie Wärme über die Container zu beziehen.

Schwimmbäder

Schwimmbäder sind als Wärmesenke ideal für den Einsatz von Wärmecontainern. Hier ist ganzjährig ein hoher Wärmebedarf für Warmwasser, Raum- und Beckenbeheizung vorhanden. Dabei ist die Beckenheizung durch ein sehr niedriges Temperaturniveau von 25 bis 40 °C gekennzeichnet.

Der Wärmecontainer kann bei diesem relativ niedrigen Temperaturniveau seine gesamte Kapazität einbringen und fährt hier besonders wirtschaftlich. Eine Heizlösung, die bisher auf fossilen Energieträgern basierte, kann vollständig durch die Einbindung des Wärmetransports gedeckt werden.

Das Hallenbad in Rothrist in der Schweiz wird beispielsweise seit 2019 erfolgreich durch drei Wärmecontainer mit der Abwärme einer nahegelegenen Müllverbrennung versorgt.

Gewächshausanlagen

Das Beheizen von Gewächshausanlagen wird unter ökologischen Gesichtspunkten häufig kritisch gesehen. Dabei bietet die Beheizung die Möglichkeit, die Saison für den Gemüseanbau deutlich zu verlängern. Gewächshausanlagen liegen meist auf dem Land. Hier gibt es auf den ersten Blick keine Alternative zur Beheizung mit fossilen Brennstoffen. Mittels der mobilen Wärmetransportcontainer wird es jedoch möglich, Abwärme von einer nahegelegenen Biogasanlage zu beziehen, die ansonsten ungenutzt in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Durch das niedrige Temperaturniveau der Gewächshausanlagen kann die gesamte Leistung des Wärmetransports ohne kostenintensive Umbauten abgerufen werden.

Trocknungsanlagen

Trocknungsanlagen benötigen durchgehend Wärme. Egal ob Holz-, Futtermittel- oder Klärschlammtrocknung, Wärme muss ganzjährig zur Verfügung stehen. Mangels der Anbindung an Wärmenetze wird diese häufig über fossile Brennstoffe erzeugt. Mobile Wärmetransportcontainer bieten hier eine ökologische Alternative.

Nach der Novellierung der Dünge- und Klärschlammverordnung 2017 steigen die Gebü hren kommunaler Klärwerke für die Entsorgung des Klärschlamms stetig an. Es müssen immer weitere Strecken in Kauf genommen werden, um die Entsorgung des nassen und damit schweren Klärschlamms zu gewährleisten. Durch Trocknung verliert der Klärschlamm zum einen bis zu 80 % seines Gewichts und kann zum anderen als nichtfossiler Brennstoff eingesetzt werden.

Der Wärmetransport kann die Energie aus nahen Abwärmequellen für den Trocknungsprozess anliefern. Da Kläranlagen oftmals dezentral ohne Anbindung an ein Gasnetz arbeiten, stellt die angelieferte Wärme mit Containern eine flexible, kostengünstige und klimaschonende Lösung ohne fossiles CO2 dar.

Bild: i+M Zizmann GmbH & Co.KG
Krankenhäuser, Rehakliniken

Krankenhäuser und Rehakliniken benötigen ganzjährig große Mengen Wärme. Gerade Rehakliniken mit angeschlossenen Thermalbecken benötigen viel Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau. Ideal für den Einsatz von mobilen Wärmetransportcontainern.

Fitnessstudios, Sportanlagen

Fitnessstudios und Sportanlagen sind häufig mit anderen Abnehmern in zentrale Heizsysteme eingebunden. Liegt die Abnahmemenge in Summe über 700 MWh pro Jahr, könnte der mobile Wärmetransport eine interessante Möglichkeit sein, die Wärme nahezu CO2-neutral zu beziehen.

Schulen

Schulen sind häufig in kommunaler Hand. Hier kann die Kommune selbst aktiv werden und durch den Einsatz der mobilen Wärmetransportcontainer die CO2-Bilanz ihrer Liegenschaften verbessern. Gerade im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen und Erweiterungen sollte über den Einsatz mobiler Wärmetransportsysteme nachgedacht werden. Gerne geben wir Ihnen einen Überblick über Fördermöglichkeiten.

Versorgung von Quartieren

Vor allem große Gebäude und Gebäudeverbünde haben einen ganzjährigen Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser.

In Neubauquartieren kann eine Anlage gezielt auf den Wärmetransport ausgerichtet werden und dabei die gesamte Wärmeversorgung übernehmen.

Hier kann als Alternative zum klassischen Erdgasnetz ein modernes Wärmenetz mit niedrigem Temperaturniveau verwirklicht werden. Der mobile Wärmetransport liefert die notwendige Wärme im Sommer und Winter durch angepasste Ladezyklen flexibel an.

Ein so aufgebautes Wärmenetz kann mit einem Contracting-Partner oder duch die Kommune betrieben werden. Die Kosten für die Abnehmer sind vergleichbar zu Versorgungslösungen auf Basis fossiler Energieträger.

Im Altbestand sind im Zuge von Instandsetzungen für die Einbindung von Wärme aus den mobilen Containern meist komplexere Konzepte zu planen und zu verwirklichen. Mit dem Wärmetransport wird CO2-freie Wärme als Grundlast in das bestehende Heizsystem eingebunden, die Spitzenlasten stellt die bestehende Heizanlage bereit.

Sie wollen die Eckdaten Ihrer Abwärmequelle oder Ihres Wärmeabnehmers mit uns abstimmen? Nutzen Sie unser Kontaktformular und teilen Sie uns am besten schon einmal die Leistung der Anlage und die Wärmemenge pro Jahr mit.