Grosswärmepumpen im Fokus der Wärmetagung 2016

Während auf nationaler Ebene aktuell die Klimapolitik für Gesprächsstoff sorgt, wurde im St. Galler Kantonsratssaal für einmal keine Politik gemacht. Die diesjährige Wärmetagung der Universität St.Gallen, durchgeführt durch das Competence Center Energy Management, zeigte sich in diesem Jahr sehr praxis- und lösungsorientiert. Die Referenten aus Deutschland, Österreich und der Schweiz (DACH-Region) zeigten praxis- und lösungsorientiert auf, wie und wo heute mit Grosswärmepumpen bereits CO2-Emissionen eingespart werden und künftig noch mehr eingespart werden könnten.

Dr. Hans-Martin Henning vom Fraunhofer-Institut startete mit einem Einblick zum deutschen Markt und ihrem Modell REMod zur Simulation und Optimierung der Entwicklungspfade nationaler Energiesysteme. Dabei geht es um die Frage, welcher Weg aus Kostensicht und unter Einhaltung der Klimaschutzziele der Beste ist zur Transformation des Energiesystems. Grosswärmepumpen und Kältemaschine werden in smart district heating systems, allenfalls bivalent mit WKK-Anlagen, helfen, Lastverschiebungen im Stromnetz umzusetzen. Als konkretes Beispiel wurde ein Fernwärmesystem in Dänemark mit gekoppelter Strom- und Wärmeerzeugung vorgeführt. Mit dem Konzept „netzdienliche Gebäudetechnik“ sollen Stromangebot und Nachfrage besser abgeglichen werden. Verschiedene Wärmeerzeugungssysteme wurden aufgrund ihrer relativen Netzdienlichkeit bewertet. Die verschiedenen Simulationen zeigten, dass der Komfort bei Erhöhung der Netzdienlichkeit, des Eigenverbrauchsanteils und der Autonomie gehalten werden kann, die Energieeffizienz jedoch abnimmt.

Im Vortrag von Friotherm wurde erläutert, wie Wärmepumpen in einer Grossanlage in Finnland 17‘000 Haushalte mit 97% fossilfreier Energie versorgen Bei der Anlage wird mehrheitlich Wärme aus Abwasser von 300‘000 Einwohnern genutzt und bei Schwachlasten mit Wärme aus Meerwasser ergänzt. Die installierte Wärmeleistung beträgt, abhängig von den Quellen und Netztemperaturen, zwischen 43 und 49 MW, bei der Kälteleistung sind es 32 – 36 MW. Die Wärmepumpen versorgen 17‘000 Haushalte mit 97% fossilfreier Energie. Spannend zeigte sich auch die Erläuterungen von Herrn Wolf vom Institut für Energiewirtschaft und rationelle Energieanwendung Stuttgart. Das Institut beschäftigt sich mit der Analyse, dem Potenzial und dem konkreten Einsatz von Wärmepumpen in der Industrie – und dies in den EU-28 Staaten. Fokussiert auf Anwendungen mit einem Wärmebedarf von maximal 100 °C und unter Einbezug von wirtschaftlichen Abschätzungen weisen die Papier- und die Nahrungsmittelindustrie ein hohes Potenzial aus. Gerade letzteres ist durchaus auch interessant für die Schweiz.

Herr Hansjörg Sidler von swissesco präsentierte ein vielversprechendes Geschäftsmodell für die Realisierung von Grosswärmepumpen: das Energiespar-Contracting. Dabei werden die finanziellen, technischen und organisatorischen Risiken vom Contractor übernommen. Im Gegensatz zum Energieliefer-Contracting werden beim Energiespar-Contracting Energieeffizienzmassnahmen eingesetzt und mittels „International Measurement and Verification Protocols“ die Ergebnisse quantifiziert. Der Kunde zahlt für die Energieeinsparung respektive die geringeren Energiekosten. Interessanterweise greife das Modell in Deutschland schon viel besser, als in der Schweiz, wo die Marktentwicklung noch in den Anfängen stecke, erklärte Referent Sidler.

Karl-Heinz Stawiarski, Geschäftsführer des Bundesverbands Wärmepumpen Deutschland, bot einen Überblick über Grosswärmepumpen in der DACH-Region gefolgt von weiteren Beispielen aus aller Welt. Nur gerade beim Schlussbeispiel – der Wärmepumpe auf dem Jungfraujoch – wich er vom Thema der Grosswärmepumpen ab. Aber auf dieses schöne Beispiel wollte er als Geschäftsführer von einem Wärmepumpenverband nicht verzichten. Auch Prof. Matthias Sulzer von der Hochschule Luzern und Leiter der Forschungsgruppe Energieversorgung für Quartiere und Areale beim SCCER verknüpfte das Thema Grosswärmepumpen mit Wärmepumpen aller Leistungsklassen. In der Berggemeinde Saas Fee befindet sich auf 1800 m.ü.M bereits ein Niedertemperatur-Fernwärmenetz mit einer Photovoltaikanlage, Erdwärmesonden und dezentralen Wärmepumpen. Die PV-Anlage liefert den Strom für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe, welche ihre Wärme Netz einspeist. Dieses wird entweder von den Endkundenwärmepumpen-Anlagen weiter verwendet oder in den Erdwärmesonden gespeichert.

Dr. Arndt Brauckmann von RWE Energiedienstleistungen GmbH fasste die finanziellen und regulatorischen Rahmenbedingungen bei Bau von Grosswärmepumpen in Deutschland zusammen. Die meisten davon gelten auch für die Schweiz. Auch hier wurde auf die zusätzliche Möglichkeit der Einbindung von Grosswärmepumpen in Netzdienstleistungen verwiesen. Der Nutzen von Grosswärmepumpen sollte stärker hervorgehoben werden, dazu gehöre auch die Erschliessung von bisher ungenutzten Wärmequellen sowie eben, in Kombination mit Wärmespeichern, die Möglichkeit der Glättung der Angebots- und Nachfragekurven.

Heinz Wiher, Leiter Fachstelle Energie Winterthur, schloss dann den Bogen zwischen Rahmenbedingungen und Praxisbeispielen anhand des Baus einer Grosswärmepumpen-Anlage in der mit dem Gold Label ausgezeichneten Energiestadt. Er legte dar, wie das Energiekonzept und die Energierichtplanung der Stadt positive Rahmenbedingungen setzten, ohne zu verschweigen, dass vor allem in der Bauausführung beachtliche Hürden gemeistert werden mussten. Wegen der hohen Akzeptanz der Bevölkerung äusserte Heinz Wiher Zuversicht, dass die neuen Wärmeverbünde nach den üblichen Anlaufphasen dauerhaft positive Rendite liefern werden – und damit die Grosswärmepumpen Winterthur der Vision der 2000-Watt-Gesellschaft ein Stück näher bringen werden.

Rita Kobler, BFE-Fachspezialistin Wärmepumpen

Carina Alles, BFE-Fachspezialistin Energieforschung, Forschungsprogramm Wärmepumpe, Kälte und industrielle Prozesse