Wie Daten die Wiederverwendung von Energieabfällen erhöhen können

Wie Daten die Wiederverwendung von Energieabfällen erhöhen können

Eine neuartige Plattform, die im Rahmen des Projekts EMB3Rs entwickelt werden soll, wird es jedem in einer Energiegemeinschaft ermöglichen, Möglichkeiten zu erforschen überschüssige thermische Energie vor Ort wiederzuverwenden. Daten aus den innovativen Energieprojekten eines Living Labs werden dabei helfen.

Am Rande Kopenhagens, mit Blick auf die Øresundstraße, liegt das EnergyLab Nordhavn, ein lebendes Labor für intelligente Energietechnologien und aufstrebende Geschäftsmodelle.

Das groß angelegte Forschungs- und Demonstrationsprojekt ist seit fünf Jahren ein Hort der Aktivität und basiert auf Kopenhagens Stromnetz und Fernwärmenetz. Es bezieht jedoch auch Gebäude in der Nähe mit ein und erprobt modernste Energiegeräte und -systeme in Industriegebäuden, Geschäften, Schulen und Wohnungen, um die flexiblen Energienetze von morgen zu gestalten.

So wurde zum Beispiel eine neuartige Fernwärmeversorgung - mit einer kleinen Wärmepumpe - am Kreuzfahrtterminal des Hafens demonstriert, während die Stromerzeugung durch etwa 12.000 Solarpaneele auf der Copenhagen International School genau überwacht wurde. In der Zwischenzeit wurde die Nutzung freier Wärmepumpenkapazitäten in einem örtlichen Supermarkt erprobt, ebenso wie die intelligente Steuerung der Heizungsanlagen in 85 Wohnungen.

"Wir haben so viele vielversprechende Ergebnisse erzielt", sagt Christoffer Greisen, Projektleiter von EnergyLab Nordhavn. "Wir waren in der Lage, die Flexibilität der Heizungssysteme zu nutzen, um den Einsatz von Spitzenlastkesseln im Fernwärmenetz zu verringern, und wir haben auch Speicherbatterien an das Stromnetz angeschlossen, um die Spitzenlast [im Stromnetz] zu reduzieren."

Auf dem Weg dorthin hat EnergyLab Nordhavn große Mengen an Daten über den Energiebedarf und das Energieangebot aus den vielen intelligenten Zählern in den Gebäuden generiert. Diese Daten wurden im Data Warehouse von EnergyLab gespeichert, zusammen mit zusätzlichen Informationen, z. B. über den CO2-Fußabdruck und die Energiepreise. Wichtig ist, dass dieses Datenkraftwerk nun für Energieprojekte wie EMB3Rs zur Verfügung steht.

"Das Living Lab hat diese experimentelle Plattform mit allen möglichen Sensoren und Infrastrukturen, die eine Reihe von Datenströmen liefern", unterstreicht Greisen. "Wir würden gerne sehen, wie all dies in neuen Projekten und Kooperationen wie EMB3Rs genutzt wird."

Energie und Daten wiederverwenden

Das EU-Projekt EMB3Rs entwickelt eine Plattform für die Wiederverwendung von überschüssiger Wärme/Kälte (HC), um den Nutzern zu helfen, die Kosten und Vorteile im Zusammenhang mit der Rückgewinnung von industrieller Abfallenergie zu ermitteln, die normalerweise an die Umwelt abgegeben würde. Die Plattform wird zeigen, wie überschüssige Wärme und Kälte als wertvolle Energiequelle für andere industrielle Prozesse, Fernwärme und andere Anwendungen wiederverwendet werden kann.

Dazu müssen die Forscher eine Vielzahl von Daten von offenen Plattformen und Demonstrationen in ganz Europa sammeln und analysieren, und das EnergyLab Norhavn ist ein guter Ausgangspunkt. "EMB3Rs wird wirklich von all der praktischen Arbeit profitieren, die im EnergyLab in Nordhavn stattgefunden hat. Durch die Zusammenarbeit mit dem EnergyLab Norhavn haben wir die Möglichkeit, die Machbarkeit alternativer Systeme für andere Energiegemeinschaften in ganz Dänemark zu demonstrieren", sagt Tiago Sousa.

Sousa ist Post-Doktorand an der Technischen Universität von Dänemark (DTU ) mit einem starken Interesse an Peer-to-Peer-Märkten, die es Verbrauchern und Anbietern von Wärme und Strom ermöglichen, ihre Energie direkt zu teilen. Er und seine Kollegen haben Werkzeuge und Software entwickelt, die es den Menschen ermöglichen, Energie über Peer-to-Peer-Handel auszutauschen, anstatt über die üblichen Einzelhändler und Märkte.

"Die EMB3Rs-Plattform zielt darauf ab, Industriestandorten, Betreibern und Regulierungsbehörden zu zeigen, wie sie überschüssige Wärme am besten wiederverwenden können, was sich mit meiner Forschung über neue Ansätze für Energiemärkte und Peer-to-Peer-Handel deckt", sagt er. "Deshalb wollen wir an der DTU die von uns entwickelten Werkzeuge anpassen, um allen EMB3R-Nutzern zu zeigen, dass jeder in einer Energiegemeinschaft [von Hausbesitzern bis zu Regulierungsbehörden] die gleiche Rolle als Teil eines nachhaltigeren Energiesystems spielen kann."

Entscheidend ist, dass viele der Daten aus dem EnergyLab Nordhavn Sousa und Kollegen dabei helfen, genau das zu tun. Mit Hilfe von Hausautomatisierungssystemen konnte die DTU zum Beispiel detaillierte Daten über den Energieverbrauch und das Raumklima von 30 Wohnungen in Nordhavn sammeln.

Um Erkenntnisse über das Verbraucherverhalten zu gewinnen und bei der Planung zukünftiger Energieeffizienzmaßnahmen zu helfen, wurden in einer dieser Wohnungen 2000 Sensoren installiert, die den Wärme- und Kohlendioxidgehalt messen. Sousa: "Wir nutzen diese Daten bereits in unseren ersten Studien."

Darüber hinaus installierte das dänische Heizungs- und Kühlungsunternehmen Danfoss bei der Eröffnung des Nordhavn-Supermarktes Wärmerückgewinnungsanlagen im Gebäude, um die überschüssige Wärme, die von den Kältemaschinen erzeugt wird, wieder zu nutzen. Sousa und Kollegen nutzen auch die Daten über die von diesem Supermarkt erzeugte Wärme.

"Indem wir diese mit den Daten über die von den Bewohnern verbrauchte Wärme kombinieren, hoffen wir zu untersuchen, welche Art von Geschäftsmodellen in Energiegemeinschaften funktionieren würden", sagt Sousa.

Zu einem späteren Zeitpunkt möchten Sousa und seine Kollegen auch die Stromdaten des EnergyLab Nordhavn nutzen, darunter auch die Daten über den Strom, der von den Solarpanelen auf der Copenhagen International School erzeugt wird. Mit ihren 12.000 Solarglaspaneelen verfügt die Schule über eine der größten Solarfassaden der Welt und kann bis zu 40 % ihres jährlichen Energiebedarfs erzeugen.

"Wir denken, dass es für EMB3Rs wichtig sein könnte, auch Stromdaten zu betrachten - die Schule am Nordhavn ist gerade mit Solarpaneelen bedeckt, also wird es gut sein, auch die Daten von hier zu nutzen", sagt Sousa.

Daten sind wichtig

Aber was ist mit dem heiklen Thema der gemeinsamen Nutzung von Daten? So zögern Versorgungsunternehmen oft, Kundendaten untereinander auszutauschen, und haben auch Bedenken wegen Datenlecks nach dem Zugriff von Forschern.

Darüber hinaus ist das Datenmanagement von Forschungseinrichtungen oft an ein Projekt und eine bestimmte Finanzierung gebunden. Wie Greisen betont: "Wenn die Finanzierung am Ende des Projekts ausläuft, dann ist der Datenstrom in der Regel beendet."

Angesichts dieser Probleme hat EnergyLab hart daran gearbeitet, die notwendigen Modelle für den Datenaustausch zu etablieren, und hat auch sichergestellt, dass die Berechtigungen zur Nutzung von Energiedaten nicht an ein bestimmtes Projekt innerhalb von Nordhavn gebunden sind. Dadurch stehen seine Daten auch in Zukunft für viele Projekte zur Verfügung.

Sousa ist zufrieden. "Es gibt so viele Partner in Nordhavn, die so unterschiedliche Perspektiven haben, einschließlich der Regulierungsbehörden, Betreiber und kommerziellen Partner", sagt er. "Es ist also eine gute Sache, dass das EnergyLab Nordhavn diese Offenheit in Bezug auf die Datennutzung hat, und wir können die Daten für EMB3Rs nutzen."

Zukünftige Bestrebungen

Wie sieht die Zukunft von EMB3Rs und EnergyLab Nordhavn aus, nachdem die Aktivitäten bereits gut angelaufen sind? Am Ende von EMB3Rs, im August 2022, wird es eine Plattform geben, die die Industrie darüber informiert, ob es einen einfachen Weg gibt, Energie zu sparen und Treibhausgase zu reduzieren. Darüber hinaus wird die Plattform es diesen Akteuren ermöglichen, herauszufinden, ob sich die Investition in eine Infrastruktur zur Wiederverwendung überschüssiger Wärme in der Zukunft auszahlen wird.

Die Plattform wird auch eine Möglichkeit bieten, potenzielle Energiequellen mit Energienutzern zusammenzubringen, wenn überschüssige Energie auf einen Energiebedarf trifft. Ein ehrgeiziges Ziel wäre es laut Sousa, einen Demonstrator zu entwickeln, der den Markt verfolgen und potenzielle Energiepartner in Echtzeit zusammenbringen kann.

Greisen hebt auch hervor, wie sich die dänische Ministerpräsidentin Mette Frederiksen Anfang des Jahres mit dem lettischen Ministerpräsidenten Arturs Karinš im EnergyLab Nordhavn traf, um sich die vielen Projektergebnisse anzusehen. Seiner Meinung nach unterstreicht dies die Bedeutung des EnergyLab Norhavn und seiner Ergebnisse.

"Wir wollen das EnergyLab wirklich zu einem permanenten, lebenden Labor machen, das die Projekte überlebt, und wir wollen wirklich alle unsere Datenströme am Leben erhalten", sagt er. "Auf diese Weise kann es als Grundlage für viele weitere neue Projekte dienen, einschließlich EMB3R."

Autorin: Rebecca Pool

Bildunterschrift: EnergyLab Nordhavn ist ein groß angelegtes Forschungs- und Demonstrationsprojekt für intelligente Energietechnologien und neue Geschäftsmodelle.