Heizen & Kühlen

Wärmenetze sind eine wichtige Stütze zur Dekarbonisierung im Wärmesektor. Durch den angestrebten Netzausbau und das Wachstum urbaner Gebiete stoßen Netze betreffend Wärmequellenverfügbarkeit und Leitungskapazität oft an Grenzen. Die Dekarbonisierung von Wärmenetzen selbst ist ebenso herausfordernd, wird aber durch Senkung der Netztemperaturen erheblich erleichtert.

Wärmepumpen können einen wichtigen Beitrag zum Ausbau der Netze leisten. Sie können den Rücklauf des Wärmenetzes als Wärmequelle nutzen und so durch Absenkung der Rücklauftemperatur ohne Vergrößerung der Rohrdimensionen die Wärmeleistung des Netzes erhöhen. Die Wärme kann dem Vorlauf zugeführt oder direkt an Verbraucher geliefert werden.
Die Absenkung der Netztemperaturen mit dem Ziel der Reduzierung von Wärmeverlusten und/oder der Einbindung aller Arten von Abwärme, mit oder ohne Wärmepumpe, hat oft enge Grenzen, weil manche Verbraucher dann nicht mehr versorgt werden könnten. Hier können lokale Wärmepumpen-Booster Abhilfe schaffen.

Neben Raumheizung wird auch Raumkühlung immer wichtiger. Wenn, wie meist der Fall, kein Fernkältenetz vorhanden ist, kann Abwärme aus lokaler Kältegenerierung zumindest als Wärmequelle für Wärmenetze verfügbar gemacht werden und so v.a. die Grundlast unterstützen, z.B. Warmwasser, das dann mit lokalen Booster-Wärmepumpen auf die benötigte Temperatur gebracht wird.
Wärmepumpen in Wärmenetzen und die Nutzung von Abwärme aus Raumkühlung für Wärmenetze sind trotz des hohen Potenzials noch kaum erforscht und werden selten eingesetzt, da das Wissen über den fachgerechten Einsatz von Wärmepumpen oft fehlt.

Dieses Projekt wird die Erfolgsfaktoren und Restriktionen von Wärmepumpen in Wärmenetzen sowie der Einbindung von Abwärme aus Raumkühlung in Wärmenetze systematisch analysieren und damit zur Erweiterung und Ökologisierung von Wärmenetzen und zur Senkung von Verlusten in Netzen beitragen. Dazu werden in Zusammenarbeit mit österreichischen Wärmenetzbetreibern sechs Netztypen definiert, in denen die in dargestellten Herausforderungen (Absenkung der Netztemperatur, Netzerweiterung oder Einbindung von Abwärme aus Raumkühlung) analysiert werden. Für alle sechs Netztypen werden Wärmepumpensysteme dimensioniert und auch jeweils eine alternative Variante (alternativer Ansatz zur Abdeckung des Bedarfs bzw. Status Quo) untersucht. Für alle Netztypen werden beide Varianten aus techno-ökonomischer Sicht sowie hinsichtlich Energieeinsparung und THG-Reduktion verglichen.

Für die beiden Netztypen mit der höchsten Praxisrelevanz, Einsparung und guter Umsetzbarkeit werden vergleichbare Gebiete in Österreich identifiziert, anhand derer die Analysen konkretisiert werden. Dabei werden Umsetzungsbarrieren mitbetrachtet wie eigentumsrechtliche Aspekte, Schallemissionen oder bestehende Infrastrukturen mit Fokus auf Unterschieden zwischen Variante mit Wärmepumpe und Referenzvariante. Auf Basis der Studien werden Systemdimensionierungen durchgeführt inkl. Berechnung der ökonomischen und ökologischen Effekte im Vergleich zur Referenzsituation.

Besondere Beachtung wird der optimalen Integration in die bestehenden Netzstrukturen geschenkt, ebenso der Optimierung der Arbeitszahlen der Wärmepumpen. Weiters erfolgt eine Analyse von Barrieren, Chancen und ökonomischen Erfolgsfaktoren sowie die Formulierung von Handlungsempfehlungen und Planungsrichtlinien. Die Empfehlungen werden in einem Strategiepapier formuliert und den Stakeholdern über geeignete Informationskanäle vermittelt.

Auftraggeber:in / Fördergeber:in	FFG, MA20
Projektleitung	Franz Zach
Projektteam	Christoph Kurfürst
Projektpartner:innen	Armacell Austria GmbH Ochsner Process Energy Systems GmbH
Projektdauer	November 2024 bis Oktober 2027