Neue Akteure in einem alten Markt finden: das Energiepotenzial einer schwedischen Fallstudie

21. April 2021 von Corinna Barnstedt
Neue Akteure in einem alten Markt finden: das Energiepotenzial einer schwedischen Fallstudie

Die EMB3Rs-Plattform wird einem Fernwärmeunternehmen in Schweden dabei helfen, den effizientesten Weg für den Anschluss mittelgroßer, nicht-traditioneller Anbieter von überschüssiger Wärme an ein ausgereiftes Netz zu finden. Ein großer Teil dieses Erfolgs ist auf ein ausgedehntes Netz lokaler Fernwärmesysteme zurückzuführen, die mit nicht-fossilen Brennstoffen und überschüssiger Wärme aus energieintensiven Industrien arbeiten. Das Team der Universität Lund wird vier potenzielle Wärmeversorger untersuchen, die von Landskrona Energi identifiziert wurden: eine metallverarbeitende Anlage, einen Industriepark, eine Produktionsstätte für Hafergetränke und eine Wärmetauscherfabrik. Anhand der Ergebnisse lässt sich auch feststellen, in welche Technologie

der Versorger investieren sollte, um die überschüssige Wärme besser aufzufangen und ins Netz zu leiten. Bei kühleren Temperaturen zwischen 40°C und 70°C kann die Wärme ebenfalls zurückgewonnen werden, aber man benötigt eine Wärmepumpe. Andersson ist der Ansicht, dass die Plattform dazu beitragen kann, den Weg zu einem effizienten und noch ausbaufähigen Arbeitsablauf für die Zukunft der Fernwärmenetze aufzuzeigen.


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Die EMB3Rs-Plattform wird einem Fernwärmeunternehmen im Süden Schwedens dabei helfen, den effizientesten Weg für den Anschluss mittelgroßer, nicht-traditioneller Wärmeüberschussanbieter an ein ausgereiftes Netz zu finden.

Schweden ist zu einem Beispiel dafür geworden, wie man Treibhausgasemissionen reduzieren und gleichzeitig das Wirtschaftswachstum aufrechterhalten kann. Ein großer Teil dieses Erfolges ist auf ein ausgedehntes Netz von lokalen Fernwärmesystemen zurückzuführen, die mit nicht-fossilen Brennstoffen und überschüssiger Wärme aus energieintensiven Industrien arbeiten. Sie halten einen Marktanteil von etwa 60 % und sind mittlerweile in jeder größeren Stadt des Landes zu finden. Damit ist dies eines der besten Szenarien, um die EMB3Rs-Plattform und ihre Fähigkeit, neue überschüssige Wärmequellen bei mittelgroßen, nicht-traditionellen Anbietern zu identifizieren, zu testen.

 

Das von der Europäischen Union finanzierte EMB3Rs-Projekt entwickelt ein Tool, das potenzielle Abwärme- und Kälteanbieter mit Endverbrauchern zusammenbringt, indem es die Möglichkeiten bewertet, die sie haben, um einen wirtschaftlich tragfähigen Austausch zu erreichen. "Das EMB3Rs-Projekt als Ganzes zielt darauf ab, zu kartieren, wo Wärme verfügbar ist und wo ein Bedarf an Wärme besteht", erklärt Martin Andersson, Senior Lecturer am Department of Energy Sciences der Universität Lund. "Fernwärme ist in Schweden ein ausgereifter Markt und die dominierende Wärmequelle, daher werden wir Daten aus den bereits bestehenden Netzen verwenden, um das EMB3Rs-Tool zu validieren, und wir werden nach Erweiterungsmöglichkeiten suchen."

Andersson ist verantwortlich für eine der sieben Fallstudien, die Daten für die Erstellung und Validierung der Plattform liefern. Er leitet ein Team von drei Forschern der Universität Lund, das mit Landskrona Energi, dem lokalen Energie- und Fernwärmeversorger in der südlichen Stadt Landskrona, zusammenarbeiten wird. Gemeinsam werden sie neue Geschäftsmöglichkeiten in der Region für die Rückgewinnung und Wiederverwendung von überschüssiger Wärme erkunden, die von Unternehmen stammt, die aufgrund ihrer geringeren Größe oder Aktivität normalerweise nicht als offensichtliche Überschusswärmeanbieter wahrgenommen werden.

 

AUF DER SUCHE NACH EINER WIN-WIN-SITUATION

Das Team der Universität Lund wird vier potenzielle Wärmeanbieter untersuchen, die von Landskrona Energi identifiziert wurden: eine metallverarbeitende Anlage, einen Industriepark, eine Produktionsstätte für Haferdrinks und eine Fabrik für Wärmetauscher. "Wir werden modellieren und simulieren, welchen Einfluss sie auf das ableitende Netz haben würden, wenn sie angeschlossen werden", erklärt Andersson. "Damit ein Anschluss zustande kommt, muss es eine Win-Win-Situation für den Versorger und das Fernwärmeunternehmen geben. Beide müssen einen Gewinn daraus ziehen, und da die meisten Fernwärmenetze in kommunaler Hand sind, können sie mehr als nur Geld in Betracht ziehen". Der Forscher glaubt, dass die EMB3Rs-Plattform als Werkzeug für Fernwärmeunternehmen dienen kann, um Industrien zu motivieren, überschüssige Wärme zur Verfügung zu stellen, sowie als Datenquelle für Firmen, um informierte Entscheidungen zu treffen, wenn sie überlegen, ob sie ein Anbieter werden wollen oder nicht.

 

Die Modelle und Simulationen der Plattform werden Fragen beantworten wie zum Beispiel, wie weit Fernwärmeunternehmen ihre Suche nach Anbietern ausdehnen können. Oder welche Mindesttemperatur die Abwärme einer Industrie aufweisen muss, damit ein Geschäft für beide Seiten vorteilhaft ist, basierend auf der Entfernung zwischen dem Anbieter und dem Netz des Lieferanten. "Normalerweise braucht man für das, was wir als Abwärmenetz der dritten Generation bezeichnen, mindestens 80 °C, um eine neue Quelle an das Netz anzuschließen. Aber das ist auch etwas, wofür wir das Tool nutzen könnten: Wenn wir eine Wärme von 70°C haben, könnten wir sie dann noch nutzen? Was wären die Auswirkungen auf das ableitende Netz?", erklärt Andersson. Anhand der Ergebnisse lässt sich auch feststellen, in welche Technologie der Versorger investieren sollte, um überschüssige Wärme besser aufzufangen und an das Netz abzugeben. "Wenn wir kühlere Temperaturen haben, zwischen 40°C und 70°C, kann das auch zurückgewonnen werden, aber man würde eine Wärmepumpe benötigen. Sie müssten Strom liefern und dann die Wärme von der kühleren Quelle zu einer heißeren bewegen. Das würde mehr Investitionen und höhere Betriebskosten bedeuten."

 

Kerstin Sernhed, leitende Dozentin bei Efficient Energy Systems an der Universität Lund, erklärt, dass Industrien mit hohem Energieverbrauch in Schweden, wie Papierfabriken oder Stahlwerke, die Vorteile der Bereitstellung von Abwärme an ein Fernwärmesystem sehr gut kennen und bereits einen Beitrag zu ihrem lokalen Netz leisten. "Aber wenn es um diese Quellen von Wärme geringerer Qualität geht, glaube ich nicht, dass es bisher viele Diskussionen zwischen Fernwärmeunternehmen und potenziellen Lieferanten gegeben hat, weil sie die Möglichkeiten dort nicht kennen", sagt sie. Als Expertin für Fernwärme, die nicht am EMB3Rs-Projekt beteiligt ist, glaubt Sernhed, dass die Plattform den Weg zu einem effizienten Arbeitsablauf nicht nur für Länder aufzeigen kann, die diese Art von Infrastrukturen erst noch aufbauen müssen, sondern auch für solche wie Schweden, die eine jahrzehntelange Tradition von Fernwärmenetzen haben, die noch ausgebaut werden können.

 

EINE GRÜNERE WÄRMEQUELLE

Die schwedische Abfallwirtschaftspolitik verlangt, dass Müll wann immer möglich recycelt wird. Wenn dies nicht möglich ist, wird er in der Regel als Brennstoff für Fernwärmesysteme genutzt, die jährlich 1,25 Millionen Wohnungen im Land mit Wärme und 680.000 mit Strom versorgen. Biobrennstoffe sind eine weitere Wärmequelle für die Industrie, die nur dann auf fossile Brennstoffe zurückgreift, wenn Nachfragespitzen mit saubereren Materialien nicht zu decken sind.

 

Auch die Rückgewinnung von Überschusswärme ist eine gängige Praxis. In Städten wie Luleå kommen etwa 90 % der Wärme von einem benachbarten Stahlwerk, sagt Sernhed. "Die Zulieferer haben mehrere Öfen, und sie verwenden zuerst den billigsten Brennstoff, und das ist der Abfall. Man kann sogar dafür bezahlt werden, dass man sich um den Müll kümmert. Der nächstbeste ist Biobrennstoff, der auch Abfall sein kann, aber aus dem Wald, Wurzeln und Äste, die man nicht verwendet, zum Beispiel. Und dann, wenn man eine Spitzenlast hat, verbrennt man Öl." Von all diesen ist die Rückgewinnung überschüssiger Wärme die grünste Alternative, so die Expertin: "Man nutzt etwas, das sonst verschwendet würde." Sie glaubt, dass überschüssige Wärme, wenn sie verfügbar ist, zur Hauptquelle für Fernwärme werden sollte, und dass die Industrie auf den Aufbau eines Netzwerks hinarbeiten sollte, das in der Lage ist, Wärme bei niedrigeren Temperaturen zurückzugewinnen. Dies würde die Anzahl der Unternehmen erhöhen, deren überschüssige Wärme zurückgewonnen wird, was die Treibhausgasemissionen reduzieren würde.

 

In der Fallstudie von Landskrona schätzt Andersson, dass das Fernwärmeunternehmen für jeden neuen Anbieter ein Megawatt an zusätzlicher Wärme zurückgewinnen kann: "So können pro zusätzlichem Anschluss bis zu 1.000 Haushalte mit Wärme versorgt werden". Landskrona Energi bezieht den größten Teil seiner Wärme aus einem Heizkraftwerk, in dem Biomasse und Abfälle verbrannt werden. Außerdem importiert das Unternehmen Wärme aus den umliegenden Fernwärmenetzen. "Im Grunde genommen ersetzen wir die Notwendigkeit, so viel Biomasse zu verbrennen, wie es heute der Fall ist", sagt Andersson, der glaubt, dass eine Fallstudie mit kleineren überschüssigen Wärmequellen, wie die, die er in Schweden leitet, sehr nützlich sein wird, um die Leistung der Plattform in verschiedenen Maßstäben zu testen. "1.000 Haushalte mit Energie zu versorgen, ist es wert, es zu tun."

 

Geschrieben von Stephania Gozzer für ESCI.