×

Rechnen Sie selbst!

Berechnen Sie die Vorteile Ihrer Teilnahme.

×

Heute für Sie da:
Manuel Ziegler

Die EnAW kontaktieren (overlay)

Oder kontaktieren Sie uns einfach telefonisch:
+41 44 421 34 45

Sending
20160613182557_manuel-ziegler

«Es ist eine Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsfrage, mit welcher Temperatur ich meine Wärme verteile»

Erneuerbare Energien weisen oft tiefere Quelltemperaturen auf als fossile Energieträger. Diese neue Temperaturbandbreite ermöglicht neue Lösungsansätze in der Energieeinspeisung. Joachim Ködel erklärt im Interview, welche Potenziale thermische Netze bieten.

Herr Ködel, Sie beschäftigen sich an der Hochschule Luzern mit thermischen Netzen. Was ist unter thermischen Netzen zu verstehen?

Eine eher wissenschaftliche Beschreibung von thermischen Netzen wäre die «leitungsgebundene thermische Energie-Übertragung». Gemeint ist damit Fernwärme, die auch auf andere Temperaturen bezogen ist, als dies bisher üblich war. Bisher verstand man unter Fernwärme die Einspeisung von Temperaturen zwischen etwa 70 und 120 Grad Celsius aus der Leitung in ein Gebäude. Neu besteht die Idee, dass die Fernwärme in andere Temperaturbereiche nach unten abgerundet wird. Damit kann man die Verteilung des Wärmeträgers Wasser auch bei niederen Temperaturen vorsehen, und zwar bis hin zur Umgebungstemperatur.

 

Welche neuen Temperaturbereiche muss man sich vorstellen?

Man kann neu eigentlich alle Temperaturen zwischen dem Gefrierpunkt von Wasser bis zu etwa 150 Grad Celsius betrachten. Der Fokus bei thermischen Netzen liegt aber schon eher auf tieferen Temperaturen als bisher, sonst würde sich ja auch nicht viel ändern. Man will mit einer grösseren Bandbreite mehr Bereiche abdecken als bisher. Der Hintergrund ist folgender: Für hohe Temperaturen braucht es auch hohe Quelltemperaturen. Wenn man nun aber beispielsweise Abwärme hat, die auf tieferem Temperaturniveau liegt, ist es unter Umständen auch besser, diese Wärme auf tiefem Temperaturniveau zu verteilen. Vor allem, wenn der Verbraucher gar keine hohen Temperaturen benötigt.

 

Bei einer Kühlung beispielsweise?

Bei einer Kühlung oder auch bei einer Fussbodenheizung. Dort braucht man keine 70 Grad, da würden die Füsse bloss zu heiss. 30 Grad reichen hier auch, was heisst, dass man für solche Heizaufgaben eine Verteilung vornehmen kann, die auf tiefem Temperaturniveau stattfindet.

 

Wieso nutzt man erst jetzt eine grössere Bandbreite an Temperaturen?

Schweizweit haben wir mit der Energiestrategie 2050 das Ziel, weg von fossilen Energieträgern sowie hohen CO2-Emissionen und hin zu erneuerbaren Energien zu kommen. Umweltwärme oder Abwärme werden daher stärker genutzt. Solche Wärmequellen liegen oftmals nicht auf so hohen Temperaturniveaus, wie dies bei fossilen Energieträgern möglich ist. Bisher war eine hohe Temperaturbandbreite bei Fernwärme überhaupt kein Thema, denn man hatte sowieso irgendwo eine heisse Quelle. Oftmals geschieht die Wärmeauskopplung bei der klassischen Fernwärme einfach von einem Kraftwerk aus, und zwar beliebig hoch. Man hat aber festgestellt: Bei bestimmten Temperaturen ist man nicht frei in der Quelle. Die Quelle wirkt sich stärker auf die Entscheidung aus, welche Temperatur man verwendet.

 

Was heisst das für erneuerbare Energien?

Bei der Geothermie beispielsweise kommt man auf etwa zehn oder fünfzehn Grad, wenn man eine Erdsonde hat. Bei einer langen Erdsonde erreicht man auch bis zu 30 Grad. Oder man kommt – wie im Fall von Riehen, wo man in eine Tiefe von eineinhalb Kilometer bohrt – auf etwa 65 Grad. Auch das ist noch nicht wirklich heiss. Aber man bewegt sich in einem Energiebereich, der erneuerbar ist. Ansonsten lässt sich auch die Abwärme von Kühlprozessen nutzen, diese liegt meist auf etwa 30 bis 35 Grad.

Ein weiteres Beispiel wäre die Umweltwärme, zum Beispiel in einem See mit vier bis sieben Grad in einer bestimmten Tiefe. Nutze ich also Seewasser, liegt meine Quelltemperatur in diesem Bereich. Somit muss ich mir überlegen, was ich mit dieser Quelltemperatur machen kann: Bringe ich diese Wärme direkt in die Leitung oder erhöhe ich die Temperatur zuerst ein wenig?

 

Das heisst, man achtet viel stärker darauf, was wo bereits vorhanden ist und was man damit machen kann?

Genau, es ist auch eine Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsfrage, mit welcher Temperatur ich meine Wärme verteile. Vor zehn, zwanzig Jahren hätte man sich vermutlich dazu entschieden, die Temperatur gleich bei der Quelle zu erhöhen und dann zu verteilen. Heute geht man eher so vor, dass man die Wärme mit der tieferen Quelltemperatur verteilt und dann bei Bedarf erhöht. So kann man nämlich auch solche beliefern, die bloss niedrigere Temperaturen benötigen.

 

Gibt es Erfolgsbeispiele von thermischen Netzen?

Schweizweit sind schon einige Projekte realisiert, die sehr gut funktionieren. Es gibt zum Beispiel in Bulle ein kleineres Programm, bei dem die Wärme- und Kälteversorgung aus Grundwasser gewährleistet wird. Ein weiteres erfolgreiches Projekt ist das «Genève Lac Nations», bei dem unter anderem die UNO-Gebäude in Genf mit Kälte und Wärme versorgt werden, die aus dem Seewasser gewonnen werden.

 

Das zeigt wiederum, dass thermische Netze stark an die regionalen Voraussetzungen gebunden sind.

Genau, die Frage nach den Vor- und Nachteilen ist eigentlich die Falsche. Man sollte sich nicht vorweg auf thermische Netze versteifen. Sie sollten dann zum Zug kommen, wenn es besser ist als Alternativen. Thermische Netze sollten dann genutzt werden, wenn die Argumente vor Ort dafür sprechen. Und das heisst eben auch, dass man auf die regionalen Voraussetzungen achten muss. Darum muss man auch fallweise entscheiden, welche Lösungen Sinn machen. Es gibt zu viele Komponenten, die bei Energienetzen Einfluss nehmen. Darum lassen sich solche Lösungen auch nicht generalisieren. Einfach gesagt: Temperaturlösungen mit Seewasser machen beispielsweise nur Sinn, wo auch ein See in der Nähe ist.

 

Zur Person

Joachim Ködel ist diplomierter Ingenieur in Physikalischer Technik. Er ist Dozent am Institut für Gebäudetechnik und Energie an der Hochschule Luzern und ist dort als Projektleiter des Programms Thermische Netze tätig, das im Auftrag von EnergieSchweiz seit 2016 realisiert wird.

Mehr zum Thema

  • Klimaschutz zwischen Wirtschaft, Politik und Technik

    Klimagipfel in Bonn, Fachtagung der EnAW in Bern. Fazit des gestrigen Tages: Klima und Energie bleiben zentrale Themen auf der Agenda. Während Bonn die Zukunft der Menschheit auf unserem Planeten verhandelt, haben sich die 300 Teilnehmer aus Wirtschaft und Politik vor malerischer Kulisse im Kursaal Bern über die Umsetzung von Klimaschutz und Energieeffizienz in der Schweiz ausgetauscht.

    Mehr
  • Impressionen und Anekdoten rund um die Fachtagung

  • «Ein Gebäude ist heutzutage als Energieproduzent zu betrachten»

    Die Energiewende sieht vor, dass mehr erneuerbare Energien genutzt werden sollen. Wo können Gebäude, Quartiere, Regionen oder auch Unternehmen ansetzen? Matthias Sulzer erzählt im Interview, wie dezentrale Energiesysteme dazu beitragen können.

    Mehr
  • Betriebsoptimierungen: Wie packe ich’s an?

    Martin Stalder erklärt im Interview anhand von anschaulichen Beispielen, wie Betriebsoptimierungspotenziale erkannt, mit welchen Massnahmen diese umgesetzt und wie Sie dabei am besten vorgehen können.

    Mehr
  • Mobilität – Antriebe und Treibstoffe der Zukunft

    Die Mobilität der Zukunft basiert auf erneuerbarer Energie. Christian Bach, Abteilungsleiter Fahrzeugantriebssysteme der Empa, erklärt, welche Möglichkeiten, Potenziale und Herausforderungen es dabei gibt.

    Mehr
  • Energieneutrale Fachtagung

    Die diesjährige Fachtagung der EnAW findet einmal mehr energieneutral statt. Was das heisst, wie es funktioniert und was es dabei zu beachten gilt, erzählt Thomas Weisskopf, Mitglied der Geschäftsleitung der EnAW, im Interview.

    Mehr