Eine Großwärmepumpe mit einer Gesamtleistung von 50 MW ist Gegenstand eines Auftrags, den der Technologiekonzern MAN Energy Solutions jetzt aus Dänemark erhalten hat. Wie MAN berichtet, ist das dänische Trinkwasser- und Fernwärme-Versorgungsunternehmen DIN Forsyning der Kunde der schlüsselfertigen Technologielösung zur Wärmeerzeugung, die zwei ETES Heat Pump Systeme mit dazugehörenden Komponenten beinhaltet. Diese werden in einer neuen Fernwärme-Anlage installiert. Die Anlage soll 100.000 Einwohner mit jährlich rund 235 GWh Wärme versorgen.
Die Lage am Hafen von Esbjerg ermöglicht den Einsatz von erneuerbarem Strom aus nahen Windkraftanlagen sowie die Verwendung von Meerwasser als Wärmequelle zur Gewinnung von Heizenergie, berichtet MAN. Die neue ETES Heat Pump-Fernwärmeanlage werde damit eine emissionsfreie Versorgungsalternative zum heutigen Kohlekraftwerk in Esbjerg garantieren, das aktuell die Hälfte der Fernwärme für die Stadt bereitstellt und bis April 2023 stillgelegt werden muss.
„Unsere Stadt verfolgt das ehrgeizige Ziel, bis 2030 kohlenstoffneutral zu werden; die neue Wärmepumpenlösung wird ein wichtiges Element sein, um dies zu erreichen“, sagt Jesper Frost Rasmussen, Bürgermeister von Esbjerg. Mit der Dekarbonisierung der Wärmeerzeugung trage man man dem angestrebten Kohleausstieg Dänemarks Rechnung und sorge gleichzeitig für die Umwelterhaltung des dänischen Wattenmeers, ergänzt Anders Linde, Vorstandsvorsitzender von DIN Forsyning.
Die ETES Technologie erlaube den Einsatz von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energiequellen, was die Wirtschaftlichkeit der Stromproduktion durch Wind- und Solarenergie vorteilhaft beeinflussen und den Bedarf fossiler Kraftwerke weiter reduzieren könne, heißt es bei MAN Energy Solutions. Zudem ermögliche die Betriebsflexibilität der Wärmepumpenlösung, sehr kurzfristige elektrische Ausgleichsleistungen zu erbringen und somit das Netzgleichgewicht aufrecht zu halten.
„Die Sektorkopplung ist ein essenzieller Schlüssel für den Weg in eine klimaneutrale Energiezukunft“, sagt Patrik Meli, Senior Vice President und Managing Director der MAN Energy Solutions Schweiz AG. Der wachsende Anteil erneuerbarer Energien müsse auch außerhalb der Stromnetze nutzbar gemacht werden, damit die starke Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen bei der Wärme- und Kälteerzeugung durchbrochen werden könne.
CO2 kommt im gesamten Systemkreislauf als Kältemittel zum Einsatz
Innovatives Hauptmerkmal der Technologie ist nach Unternehmensangaben die Nutzung von toxikologisch und umwelttechnisch unbedenklichem CO2 als Kältemittel des gesamten Systemkreislaufs. In Esbjerg werde es sich um die weltweit größte auf CO2 basierende Wärmepumpen-Anlage handeln.
Der Lieferumfang für das Projekt in Esbjerg umfasst das gesamte Wärmepumpensystem. Er beinhaltet die Wärmetauscher, die Leitungen der CO2- und Meerwasser-Kreisläufe, Wasserpumpen sowie die elektrische Infrastruktur, die von ABB Schweiz und ABB Dänemark bereitgestellt wird. Das Kernelement sind zwei ölfreie, hermetisch gekapselte Hofim-Motor-Kompressoreinheiten mit integriertem Expander, die von MAN Energy Solutions in Zürich entwickelt, produziert und getestet werden. Der Verzicht auf die Trockengasdichtung und das komplette Ölsystem sowie der Einsatz eines High-Speed Motors und der aktiven Magnetlager resultiere in einem emissionsfreien Verdichtungssystem.
Sektorkopplung: Elektrische Energie wird in thermische Energie umgewandelt
Das ETES Heat Pump System ist eine Variante des elektrothermischen Energiespeicher-System (Electro-Thermal Energy Storage) MAN ETES, das von MAN Energy Solutions in Zusammenarbeit mit ABB Schweiz entwickelt wurde. Das Grundprinzip der Technologie ist die Umwandlung von elektrischer in thermische Energie, die in Form von Warmwasser und Eis in isolierten Reservoirs gespeichert wird. Der elektrothermische Prozess erlaubt es, die erzeugte Wärme und Kälte bedarfs- und margenabhängig an Nutzer zu verteilen und die Rückverstromungsoption als zusätzliche Nutzungsvariante zu betrachten.
Die Energiespeicherlösung eigne sich für ein breites Spektrum von Anwendungen, betont der Technologiehersteller. Zurzeit prüft MAN Energy Solutions im Rahmen des Förderprogramms progres.nrw mit Projektpartner Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen University und Stadtwerke Aachen Aktiengesellschaft (Stawag) eine mögliche Implementierung der Technologie in Nordrhein-Westfalen. Die Studie soll die notwendigen Voraussetzungen für den Bau eines elektrothermischen Stromspeichers mit einer Leistung von bis zu 7 MW im Raum Aachen schaffen.
