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

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 aktuell (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 werden, besteht ein Potenzial zur Errichtung eines innovativen Wärmeversorgungssystems. Ausgangspunkt der Überlegungen ist die optimierte Nutzung der Abwasserwärme der Abwasserreinigungsanlage der Mayr-Melnhof Karton Gesellschaft mbH.

Ziele & Ergebnisse

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. Die 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).
  • Das Konsortium musste schlussendlich im März 2019 einen Projektabbruch beschließen.

    Innovation

    Das Projekt sieht 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.
    • Forschungsergebnisse in die Praxis überleiten

      Im Projekt Hybrid DH Demo werden die Ergebnisse und Erkenntnisse abgeschlossener Forschungsprojekte (bspw. Hybrid DH, Windvermarktung) über die gezielte Nutzung von Windkraft verwendet und in Neusiedl am See in die Praxis übergeführt. Der umfassenden Demonstration neuer energieträgerübergreifender Ansätze der Windkraftnutzung in einem Energy-Hub geht eine Erforschung und Erarbeitung der Rahmenbedingungen und Grundlagen voraus, die so ebenfalls in die Praxis übergeführt werden.

      Stadt als Testbed nutzen

      Die Stadt Neusiedl am See spielt eine wesentliche Rolle im Projekt Hybrid DH Demo, da sie sowohl als Impulsgeber als auch als Energieabnehmer agiert. Somit werden die Anforderungen und Bedürfnisse der Stadt sowie deren Bewohner an eine Energieversorgung aus dem Energy-Hub maßgeblich die Ausgestaltung definieren und weiters eine wesentliche Energiesenke für den Energy-Hub sein. Somit werden die Innovationen des Projektes direkt in der Stadt als Testbed erprobt.

      Kommunalen Mehrwert erzeugen

      Das Projekt Hybrid DH Demo wird einen maßgeblichen kommunalen Mehrwert schaffen, da es den lokal erzeugten Windstrom näher an die Stadt bringen wird. Da ein energieträgerübergreifender Ansatz (Strom, Wärme, Wasserstoff) angedacht ist, bieten sich über die direkte Vermarktung erhebliche Potentiale zur Schaffung eines finanziellen Vorteils sowie der Vorteil lokal erzeugte erneuerbare Energie auch lokal zu verbrauchen.

      Summary

      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 are (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

Projektdaten – Umsetzungsprojekt im 9. Call

Projektstart: 01.02.2018
Projektende: 31.01.2021
Genehmigte Förderung: € 282.516
Genehmigte Projektgesamtkosten: € 630.995

Konsortium

Franz Mayr-Melnhof-Saurau Forstmanagement und Entwicklungs GmbH (Konsortialführer)
MM Ökoressourcen GmbH
Mayr-Melnhof Karton Gesellschaft mbH
Gemeindebetriebe Frohnleiten GmbH
4ward Energy Research GmbH
TBH Ingenieur GmbH
SPAR Österreichische Warenhandels-AG
Lagerhaus Graz Land reg. Gen. mbH

Projektergebnisse

Ansprechpersonen

Projektleitung DI Willibald Ehrenhöfer Franz Mayr-Melnhof-Saurau Forstmanagement und Entwicklungs GmbH +43 (0) 3126 5090 E-Mail
Programm-Management Klima- und Energiefonds Mag.a Daniela Kain +43 (0)1 585 03 90-27 +43 (0)664 886 24 428 E-Mail