Optimierte Nutzung von Abwasserwärme zur Versorgung eines Gewerbegebiets in Frohnleiten (HEATChannel)

Projektziel waren Konzeption, Planung und Demonstration eines intelligenten Wärmeversorgungssystems für ein neues Gewerbegebiet. Die Wärmeversorgung sollte durch innovative Technologien bzw. Ansätze, wie der Schaffung eines Niedertemperaturwärmenetzes als Ergänzung zum städtischen Fernwärmenetz und der Nutzung der Abwasserabwärme eines lokalen jedoch örtlich getrennten Industriebetriebes erfolgen.

Ausgangssituation

Im Bereich des Frohnleitner Bahnhofs, der von der ÖBB von 2016 bis 2019 modernisiert wurde, entsteht (2019/2020) ein neues Gewerbegebiet. Ein Spar-Markt sowie eine Filiale des Lagerhauses werden neu erbaut. Gemeinsam mit umliegenden, bereits bestehenden Gewerbebauten, die tlw. adaptiert wurden, bestand ein Potenzial zur Errichtung eines innovativen Wärmeversorgungssystems. Ausgangspunkt der Überlegungen war die optimierte Nutzung der Abwasserwärme der Abwasserreinigungsanlage der Mayr-Melnhof Karton Gesellschaft mbH.

Ziele & Ergebnisse

Projektziel waren Konzeption, Planung und Demonstration eines Wärmeversorgungssystems für ein (neues) Gewerbegebiet. In Bezug auf das Wärmeversorgungssystem laut Projektantrag gelangte das Projektkonsortium zu folgenden Erkenntnissen:

Die für den Einsatz vorgesehenen CO2-Wärmepumpen sind für eine wirtschaftliche Umsetzung aktuell noch zu kostenintensiv.
Die gegebenen Rahmenbedingungen bzgl. der zu versorgenden Gebäude machen die Vorteile eines kalten Netzes (v.a. günstigere Wärmeleitungen) aus wirtschaftlicher Sicht zunichte, es überwiegen dessen Nachteile gegenüber einem warmen Netz (v.a. höherer Technologieeinsatz und Platzbedarf bei Abnehmern). Es besteht die Notwendigkeit zur Errichtung eines warmen Netzes, jedoch sind aufgrund der Abnehmercharakteristik sehr hohe Vorlauftemperaturen bei weitläufigen Versorgungslängen erforderlich. Dies führt zu hohen Kosten für das Wärmenetz bei einer Verringerung der Anlageneffizienz der Wärmepumpen, wodurch der Vorteil einer hohen nutzbaren Quellentemperatur des Abwassers relativiert wird.
Die Kapazitäten der vor Ort vorhandenen Stromversorgung reichen für die geplante Wärmepumpenanlage hinsichtlich Anschlussleistung nicht aus (neue Trafostation erforderlich).
Der vorhandene Fremdstoffanteil im Abwasser erfordert bei der gewählten Wärmetauschertechnologie zusätzliche reinigungstechnische Maßnahmen, welche in Form von Vorreinigungsstufen im Entnahmebauwerk mit zusätzlichen rückspülbaren Einrichtungen und Filtersystemen ausgeführt werden müssen.
Die Wirtschaftlichkeitsberechnungen für das Untersuchungsgebiet, die im Sinne einer zukunftsfähigen Realisierung auf Basis von Realdaten in Kombination mit konservativer Annahmen durchgeführt wurden, zeigten, dass eine wirtschaftliche Umsetzung in der geplanten Form für die möglichen Investoren nicht vorstellbar ist (Amortisationsdauer > 20 Jahre).

Innovation

Das Projekt sah folgende innovativen Ansätze und Technologien vor: Die optimierte Nutzung des Abwasserwärmepotenzials eines lokalen Industriebetriebes zur Versorgung verschiedener Gewerbebetriebe und städtischer Gebäude, den Aufbau eines eigenständigen Niedertemperatur-Wärmenetzes als Ergänzung zum städtischen Fernwärmenetz sowie den Einsatz von CO2-Wärmepumpen zu demonstrieren. Für den Projektabbruch entscheidend waren folgende Faktoren:

Risiko bzgl. der örtlichen Hochwassersituation - Lage der geplanten Heizzentrale in einem HQ 30 - Abflussbereich der Mur
Hoher Investitionsbedarf für Sanierung und Umbau eines Bestandsgebäudes, das später die Heizzentrale werden sollte
Geänderte Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu Alternativen: Durch Neuverhandlungen hinsichtlich des Gaspreises wurde das Gas - Vergleichsszenario wesentlich wirtschaftlicher.

Summary

Goal was the Conception, planning and demonstration of an intelligent heat supply system for a new business park, in which the individual properties appear (in part) as prosumers. The heat supply is provided by innovative technologies or approaches, such as the creation of a low-temperature heating network (LowExergy, Cold District Heating) to supplement the urban district heating network and the use of waste heat from a local industrial plant. The desired results were (1) the planning and demonstration of the innovative heat supply system and (2) the elaboration of a viable business model for the operation of the heating network. Further, it is necessary (3) to gain insights into the role / function of industrial and commercial enterprises as prosumers in the urban context, and (4) to gain insight into the possibility of applying the system in further districts in Frohnleiten and beyond in other cities (with similar conditions).

Zuletzt aktualisiert am 02/26/2021