Erneuerbare EnergieEin Uber für Wärme: Wie eine neue Plattform der Industrie helfen kann, überschüssige Wärme zu nutzen und Dekarbonisierungsziele zu erreichen
Zusammenfassung
Mafalda Silva ist leitende Forscherin am Institut für Wissenschaft und Innovation im Bereich Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen. Sie hat an mehreren Projekten zur Energieplanung und Nachhaltigkeit teilgenommen und diese geleitet. Silva hat eine Plattform für den Abgleich von Wärme und Kälte entwickelt, mit der die Kosten und Vorteile von Wegen zur Nutzung überschüssiger Wärme für die Industrie und die Endverbraucher ermittelt werden. Das EMB3Rs-Projekt läuft bald aus, aber Silva möchte, dass es von den verschiedenen Zielgruppen so viel wie möglich genutzt wird und hoffentlich zu einem Referenzinstrument in diesem Bereich wird. Die Plattform wird zumindest in den nächsten fünf Jahren online verfügbar und zugänglich bleiben.
Im Rahmen des Projekts wurden auch mehrere Ressourcen zur Unterstützung der weiteren Nutzung erstellt, z. B. Handbücher und ein Video-Tutorial, die über die Projektwebsite zugänglich sein werden, sobald sie genehmigt sind.
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Ein Uber für Wärme: Wie eine neue Plattform der Industrie helfen kann, überschüssige Wärme zu nutzen und Dekarbonisierungsziele zu erreichen
Mafalda Silva ist leitende Forscherin am Institut für Wissenschaft und Innovation in Maschinenbau und Industrietechnik(INEGI) an der Universität Porto. Sie hat einen Doktortitel in nachhaltigen Energiesystemen und hat an mehreren Projekten zu Energieplanung und Nachhaltigkeit teilgenommen und diese geleitet. Seit Januar 2022 ist Silva die Koordinatorin des von der EU finanzierten Projekts EMB3Rs. Im Rahmen des Projekts wurde eine Plattform für den Abgleich von Wärme und Kälte entwickelt, mit der die Kosten und Vorteile von Wegen zur Nutzung überschüssiger Wärme für Industrie und Endverbraucher ermittelt werden.
Wie würden Sie das EMB3RS-Projekt jemandem beschreiben, der noch nie davon gehört hat?
Ich betrachte das EMB3Rs-Projekt gerne als den Uber der überschüssigen Wärme. In der Wiederverwendung überschüssiger Wärme liegt ein großes Potenzial. Auf der einen Seite gibt es in der Industrie und darüber hinaus (z. B. im Dienstleistungssektor) viele Erzeuger überschüssiger Wärme, die nicht wissen, was sie mit dieser Energie anfangen sollen. Auf der anderen Seite gibt es auch eine große Nachfrage nach dieser überschüssigen Wärme, oft in der Nähe. Angebot und Nachfrage sind sich jedoch nicht bewusst, dass die andere Seite existiert. EMB3Rs will diese beiden Seiten zusammenbringen und die besten Lösungen für die Rückgewinnung, den Transport und die Wiederverwendung überschüssiger Wärmeenergie vorstellen.
Und wie erreicht das Projekt dieses Ziel?
Wir haben eine Online-Plattform geschaffen, die es ermöglicht, mehrere Szenarien zu bewerten und ihre technische und wirtschaftliche Realisierbarkeit zu beurteilen. Nehmen wir zum Beispiel eine Keramikfabrik in einem Industriepark. Der Produktionsprozess erzeugt überschüssige Wärme, die möglicherweise eine andere Fabrik im Park mit Warmwasser versorgen könnte. Mit Hilfe der EMB3Rs-Plattform könnten Sie die Machbarkeit der Wiederverwendung dieser überschüssigen Wärme innerhalb des Parks und den besten Weg dorthin bewerten. Was die Plattform besonders einzigartig macht, ist, dass sie den besten Weg zur Nutzung überschüssiger Wärme auf integrierte Weise ermittelt, beispielsweise unter Berücksichtigung der physischen Dimension (Standort des Energieversorgers und -verbrauchers, verfügbare Ressourcen usw.), der technisch-wirtschaftlichen Dimension (Kosten, benötigte Technologien usw.), aber auch aus der Perspektive des Marktes und der Geschäftsmodelle.
Um dies zu erreichen, muss die Plattform mit einer Vielzahl von Informationen gespeist werden.
Ein Teil davon wird vom Nutzer bereitgestellt, der einige Eingaben machen muss, insbesondere Informationen über das Wärmeangebot (Quellen) und die Nachfrage (Senken), damit die Plattform maßgeschneiderte Lösungen anbieten kann. Wenn Sie z. B. eine Quelle für überschüssige Wärme sind, müssen Sie eine Vorstellung davon haben, wie viel überschüssige Wärme Sie produzieren und an wen diese Wärme gehen könnte. Wenn Sie überschüssige Wärme benötigen, müssen Sie nach Branchen in Ihrer Umgebung suchen, die als Anbieter dieser überschüssigen Wärme in Frage kommen. Der andere Teil der Informationen stammt aus einer in die Plattform selbst eingebetteten Datenbank. Wenn Sie also ganz bestimmte Parameter nicht kennen, kann die Plattform diese aus der Datenbank abrufen und trotzdem eine Lösung anbieten. Natürlich kann man mit präzisen Eingabedaten genauere Lösungen erzielen, aber die Verwendung von Standarddaten kann einen allgemeinen Eindruck vermitteln, und sobald man die spezifischen Parameter gemessen hat, kann man die Simulation erneut durchführen und erhält eine maßgeschneiderte Lösung.
Sie haben die Industrie als Beispiel angeführt. Ist das der einzige Sektor, der von der EMB3RS-Plattform profitieren kann?
Die Industrie selbst ist ein klarer Interessenvertreter, da sie ein offensichtlicher Produzent von überschüssiger Wärme ist und über ein großes Potenzial zur Wiederverwendung dieser Wärme verfügt. Vor allem jetzt, wo die Dekarbonisierungsziele steigen und die Energiepreise in letzter Zeit eskaliert sind, ist die Wiederverwendung von überschüssiger Wärme sicherlich etwas, das die Industrie in ganz Europa erkunden möchte. Aber das ist nicht die einzige Möglichkeit. Wenn zum Beispiel lokale oder regionale Behörden an der Planung der erforderlichen Investitionen in neue Infrastrukturen und Maßnahmen im Energiesektor interessiert sind, können sie ebenfalls von unserer Plattform profitieren. Ein weiterer Nutznießer ist die akademische Welt; die Plattform kann beispielsweise für Forschung und Lehre, als Hilfsmittel zur Lösung komplexer Probleme oder als Teil von akademischen Kursen wie Doktoranden- oder Masterstudiengängen eingesetzt werden.
Was war die größte Herausforderung bei der Entwicklung der Plattform?
Die Plattform umfasst verschiedene Komponenten und Module, von denen jedes für eine andere Aufgabe zuständig ist (z. B. die Ermittlung der kostengünstigsten Lösungen und Technologien), die dann zu einer Gesamtplattform zusammengefügt werden. Die Herausforderung bestand darin, dass an diesen Modulen verschiedene Akteure beteiligt waren und sie von verschiedenen Partnern entwickelt wurden. Das bedeutete, dass sie einzeln erstellt wurden und wir sie dann integrieren mussten, damit sie miteinander kommunizieren und als Ganzes funktionieren konnten. Und dieser ganze Prozess wurde durch die Pandemie noch erschwert, als wir plötzlich von einem Tag auf den anderen alles online stellen mussten.
Das EMB3Rs-Projekt läuft bald aus, was passiert dann mit der Plattform?
Wir diskutieren gerade über den Nutzungsplan für die gesamte Plattform. Wir möchten, dass sie so viel wie möglich von den verschiedenen Zielgruppen genutzt wird und hoffentlich zu einem Referenzinstrument in diesem Bereich wird. Die Plattform wird mindestens in den nächsten fünf Jahren online verfügbar und zugänglich bleiben.
Wir haben auch mehrere Ressourcen erstellt, um die weitere Nutzung zu unterstützen, z. B. Handbücher und ein Videotutorial, die über die Projektwebsite zugänglich sein werden, sobald sie von der Europäischen Kommission genehmigt sind.
Wir möchten das Programm auch weiterhin entwickeln und verbessern und neue Versionen erstellen. Das ist einer der Vorteile der quelloffenen Plattform: Jeder kann auf den Code zugreifen und ihn an seine Bedürfnisse anpassen, indem er Funktionen hinzufügt und die Plattform weiterentwickelt.
In der Zwischenzeit hoffen wir, dass die Plattform immer bekannter wird. Dies wird dazu führen, dass die Interessengruppen auf sie aufmerksam werden, und es wird uns eine gewisse Struktur geben, um sie über diese fünf Anfangsjahre hinaus am Leben zu erhalten.
Von Dàlia Puig
