Viele Fernwärmenetze laufen zu heiß für Wärmepumpen. Die Stadtwerke Schweinfurt und die Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) wollen das ändern. Im Forschungsprojekt "DekaHEAT" suchen sie Wege zur Dekarbonisierung der Fernwärme.
Drei Ansätze verknüpft das Projekt: Erstens senken die Partner die Betriebstemperaturen. Zweitens gruppieren sie die Verbraucher nach ihrem Temperaturbedarf. Drittens binden sie Wärmepumpen stärker ein. Jeder Ansatz für sich ist als funktionierende Lösung bekannt. Neu ist, dass die Partner alle drei im Zusammenspiel untersuchen. Am Ende soll dann eine Methode stehen, die sich auf bestehende Netze übertragen lässt.
Gleitende Vorlauftemperatur senkt die Verluste um bis zu 21 Prozent
Grundlage ist eine Analyse des Schweinfurter Netzes. Die angeschlossenen Gebäude brauchen sehr unterschiedliche Temperaturen, berichtet das Team um Miguel Gonzalez-Salazar vom Institute for Sustainable Energy Systems der THWS. Für zwei Netzgebiete untersuchten die Forschenden deshalb Fahrkurven. Sie koppeln die Vorlauftemperatur an die Außentemperatur: Im Winter sinkt sie um bis zu 35 Kelvin, im Sommer weniger. Die jährlichen Wärmeverluste gehen so um etwa 16 bis 21 Prozent zurück.
Noch interessanter ist die Abwärme. Die THWS simulierte Wärmepumpen mit Flusswasser, Abwasser und Rechenzentren als Quelle. Niedrigere Netztemperaturen erleichtern die Nutzung. Rechenzentren liefern ganzjährig Wärme, die vielerorts verpufft.
Die Simulationen ergeben eine Jahresarbeitszahl von bis zu 7. Eine Kilowattstunde Strom erzeugt also im Jahresschnitt bis zu sieben Kilowattstunden Wärme. Der Wert hängt von Quelle, Wärmepumpentechnik und Netztemperatur ab. Mehrere der untersuchten Konfigurationen und Kältemittelkonzepte erzielten laut Projektpartnern "vielversprechende technische und wirtschaftliche Ergebnisse". Offen bleibt, ob und welche Rechenzentren in Schweinfurt als Quelle infrage kommen.
Übertragbarkeit als Versprechen
Andreas Göb, Prokurist der Stadtwerke Schweinfurt, hebt den Praxisbezug hervor. Man könne die Erkenntnisse "direkt mit den Anforderungen eines realen Wärmenetzes verbinden". Gonzalez-Salazar zielt auf die Branche: "Viele Stadtwerke in Deutschland stehen vor derselben Frage wie Schweinfurt: Wie wird ein bestehendes Netz klimaneutral, ohne es neu zu bauen?" Die Methode sei "auf andere Netze übertragbar".
Das Bundeswirtschaftsministerium fördert "das Forschungsprojekt im Programm "EnEff:Wärme". Projektträger ist das Forschungszentrum Jülich, assoziierter Partner der Branchenverband AGFW.
