Deutschland soll bis 2045 klimaneutral werden, besagt das neue Klimaschutzgesetz des Bundeskabinetts. Dem gegenüber stehen die unterschiedlichsten CO2-Emissionen. Allein der CO2-Anteil jedes Bundesbürgers für das Heizen liegt bei 1,75 Tonnen pro Jahr.
Für einen signifikanten Ausbau im Zuge der „Wärmewende“ und die Ausweitung auf große, teils auch kurzzeitig bereitzustellende Leistungen, müssen zwingend neue Ansätze für die Erschließung zuverlässiger Wärmequellen gefunden werden.
Das „AQVA HEAT“ Forschungsprojekt des Instituts für Luft- und Kältetechnik in Dresden sieht in der Nutzung von Oberflächengewässern als Wärmequelle, eine Lösung für großtechnische Nah- und Fernwärmestrukturen.
Wärme ohne Umweltbeeinflussung. Geht das?
Was ist das Besondere an dem ILK Projekt? Es verbindet Wasser, Energie und mineralische Rohstoffe mit einem ganz konkreten Nutzen: der Bereitstellung von Wärme ohne Umweltbeeinflussung. Die Idee dahinter ist ein geschlossenes Kreislaufsystem mittels Wärmepumpen als Technik und Oberflächengewässern als Ressource. Das Kältemittel ist das natürlichste Kältemittel überhaupt: Wasser!
Die Vision
Kurzfristig geht es in der Lausitz darum, die bestehende Fernwärmestruktur weiter zu nutzen. Dazu müssen Großwärmepumpen aus der neu geschaffenen Wärmequelle AQVA die notwendigen Vorlauftemperaturen erzeugen. Langfristig können sogenannte kalte Fernwärmenetze zum Einsatz kommen, bei denen dezentrale Wärmepumpen direkt die erforderliche Heizwärme bereitstellen.
Mit dem neuen „AQVA-HEAT“-Konzept
… wird Wasser auf dem physikalisch effizientesten Wege zum Gefrieren gebracht. Am sogenannten „Tripelpunkt“ siedet Wasser bereits bei 0°C, während es gleichzeitig gefriert. Die zur Verdampfung notwendige Wärme wird dem Wasser selbst „entzogen“, sodass sich Eiskristalle innerhalb der Flüssigkeit ausbilden. Der entstehende Wasserdampf wird wie bei einem gewöhnlichen Kältekreisprozess auf einen höheren Druck verdichtet. Die anschließend freiwerdende Kondensationswärme kann mit einer Wärmepumpe auf das zum Heizen erforderliche Temperaturniveau gebracht werden. Das entstehende, pumpfähige Flüssigeis wird kontinuierlich ins Gewässer zurückgeführt oder kann z.B. zusätzlich in einem einfachen Speicher zwischengelagert sowie zeitversetzt für verschiedenste Kühlaufgaben genutzt werden. Projektverantwortlicher Wissenschaftler für das neue Konzept ist Herr Christoph Steffan – Maschinenbauer und Spezialist für die Erzeugung und Anwendung von Flüssigeis und die thermische Nutzung von Gewässern.
Das ILK, als anerkannte Forschungseinrichtung für Luft- und Kältetechnik, sieht einen Weg, die Klimaneutralität zu erreichen, in der breiteren Anwendung von Wärmepumpen. Prof. Franzke, Geschäftsführer des ILK Dresden: „Wir haben uns mit dem Projekt AQVA HEAT für den „Zukunftspreis eku innovativ“ beworben, weil wir darin einen relevanten Beitrag zum angewandten Umwelt-, Klima- und Naturschutz sowie zur Anpassung an den Klimawandel in Sachsen sehen.
Quelle: ILK Dresden