SI/502280

Schlussbericht

Gemäss der Energiestrategie 2050+ soll der Anteil der Fernwärme an der Wärmeversorgung in der Schweiz auf rund 30% stark ansteigen. Dabei werden vermehrt sogenannte Anergienetze erstellt, welche die Energie einer Niedertemperaturquelle auf deren Temperaturniveau an dezentral in den Gebäuden installierte Wärmepumpen verteilen. Viele der in der Schweiz verfügbaren Niedertemperaturquellen, wie z.B. Abwärme aus Kläranlagen, sind in ihrer Leistung begrenzt oder stehen im Falle der Solarthermie an kalten Wintertagen nur eingeschränkt oder gar nicht zur Verfügung. In diesem Projekt wird untersucht, inwieweit Eisspeicher in Wärmenetze integriert werden können, um solche Leistungsengpässe oder Lücken zu überbrücken. Aufgrund des hohen Energieinhalts beim Phasenübergang eignen sich Eisspeicher zur Speicherung großer Energiemengen bei tiefen Temperaturen von null Grad Celsius. Aus diesem Grund werden auch in der Schweiz immer mehr und immer grössere Eisspeicher als Energiequelle für Wärmepumpen eingesetzt. Als Beispiel für die Untersuchungen diente der Energieverbund Jona, der die Abwärme der ARA in einem an dezentrale Wärmepumpen verteilt und damit nutzbar macht. In frostschutzgbefüllten Netzen können Eisspeicher einfach und direkt eingebunden werden. Das Einfrieren des Wärmetauschers auf der Kläranlagenseite muss dabei durch eine Beimischung aus dem Vorlauf verhindert werden. In Ergänzung zu derartigen, leistungsbegrenzten Abwärmequellen reichen bereits kleine Eisspeichervolumina aus, um Leistungsspitzen im Winter zu überbrücken. Da aber in der Übergangszeit bereits viel überschüssige Abwärme zur Regeneration von Eisspeichern zur Verfügung steht, können grössere Eisspeicher die Kapazität solcher Quellen mehr als verdoppeln. Eisspeicher können ebenfalls mit skalierbarensaisonealen Wärmequellen bei der Aussenlust oder Solarthermie kombiniert werden. Bei einer grosszügigen Dimensionierung dieser Quellen sind Eisspeichergrössen von ca. 0.6m3/MWh Bedarf erforderlich, um einen ganzjährigen Betrieb des Netzes bei 0 °C zu ermöglichen.