Erstmalig in der Schweiz: mobiler Wärmespeicher

Die Kosten für die Wärmeversorgung steigen kontinuierlich – alternative Heizmethoden sind gefragt. Beim Verbrennen von Abfall in Kehrichtverbrennungsanlagen entsteht Wärme. Was aber passiert mit dieser ungenutzten Abwärme? Oftmals wird die ungenutzte Abwärme in die Atmosphäre entsorgt, oder es entstehen hohe Aufwendungen für deren Vernichtung, z.B. Ventilation oder Kühltürme.

Nicht aber bei der Kehrichtverbrennungsanlage der erzo – in Oftringen. In der Schweiz erstmalig, nutzt erzo ein neu entwickeltes Wärmetransportsystem. Mit der Wärme welche bei der Verbrennung von Abfall entsteht, wird Dampf erzeugt, der einerseits zur Stromerzeugung dient, anderseits wird die Wärme des Dampfes in Containern gespeichert. Mit dem neuen Verfahren erzielt man einen bedeutend höheren Wirkungsgrad bei der Energiegewinnung (90%). In der Folge kann die «mobile Wärme» zu verschiedenen Kunden in der Region gefahren werden. Der Einsatz von «mobiler Wärme» ist angezeigt, wenn der herkömmliche Bau einer Fernwärmeleitung unter Berücksichtigung der gegebenen geografischen Distanz eine zu hohe Kostenfolge haben würde. Das Wärmetransportsystem bringt mittelfristige Heizkostenersparnis und eine Reduktion des CO2-Ausstosses.

Das Verfahren

Im Zuge der Energiewende gewinnen nicht nur die erneuerbaren Quellen durch Windkraftwerke und Solaranlagen stetig an Bedeutung, sondern auch das Ausnutzen von Abwärme, die zum Beispiel in der Kehrichtverbrennungsanlage bei erzo entsteht. Mit dem Ziel, diese Energiequelle nicht nur am Standort des Erzeugers zu nutzen, sondern Abnehmern mobil zur Verfügung stellen zu können, entwickelte sich eine neue Speichertechnologie.

Das Prinzip ist simpel: Abwärme, die im Produktions- oder Verbrennungsprozess entsteht, strömt durch ein Wärmetauschsystem im Innern eines Containers und erhitzt das in ihm befindliche Salz Natriumacetat-Trihydrat (NaAc). Die Substanz, gemeinhin auch als Pökelsalz bekannt, ist ökologisch unbedenklich und nimmt Temperaturen bis zu 100 Grad Celsius an, wobei sie sich verflüssigt. Mithilfe einer effektiven Wärmedämmung des Containers behält das Salz die Temperatur bei, während es per LKW zum Verbraucher gelangt. Dieser kann die thermische Energie mit einer Leistung von 300 kW wieder ableiten. Die Entnahme von Wärme bis zu einer Temperatur von 40 Grad ist möglich.


Latentwärmespeicher
Ein Latentwärmespeicher ist ein spezieller Typ von Wärmespeicher, der einen Grossteil der ihm zugeführten thermischen Energie in Form von latenter Wärme (z. B. für einen Phasenwechsel von fest zu flüssig) speichert. Die gespeicherte Wärme ist verborgen (lateinisch latere, «verborgen sein»), da, solange die Phasenumwandlung nicht ganz abgeschlossen ist, die Temperatur eines Stoffes trotz Wärmezufuhr nicht weiter ansteigt. Latentwärmespeicher können daher in einem kleinen Temperaturbereich rund um den Phasenwechsel sehr grosse Wärmemengen speichern und übertreffen dabei Wärmespeicher, die nur die sensible Wärme eines Stoffes nutzen, wie etwa Heisswasserspeicher.

Da viele Stoffe mit unterschiedlichsten Schmelzpunkten als Phasenwechselmaterial in Frage kommen, können viele Speicheranwendungen vom Kälte- bis zum Hochtemperaturwärmespeicher mit dieser Technik abgedeckt werden. Salz beispielsweise wechselt bei 58 Grad Celsius wieder vom flüssigen in den kristallinen Zustand. Die bekanntesten kommerziellen Anwendungen sind derzeit aber noch Kühlakkus und Wärmekissen.


Erzeugung und Verwendung von Wärme wird zeitlich und räumlich entkoppelt:

Speichermedium: Natriumacetat
Natriumacetat ist ein ungefährliches Phasenwechselmaterial (PCM) und wird auch als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt. Wärmespeicherung vornehmlich in latenter, aber auch in sensibler Form möglich. Ermöglicht einen einfachen Transport, eine verlustarme Speicherung sowie eine kontrollierte Bereitstellung von Wärme.


Wärmespeicherung in latenter Form
Durch die Eigenschaft des Mediums, Wärme latent zu speichern, werden mögliche Wärmeverluste minimiert – weniger als 4% Wärmeverlust in 24 Stunden. Über die zusätzliche Wärmedämmung des Containers können Verluste auch im sensiblen Bereich weitgehend vermieden werden.

Regionale Energie

Die Energie von 250 Litern Heizöl im Salzcontainer
Ein Container, der mit Abwärme vollständig aufgeladen ist, entspricht in seiner Wärmeleistung etwa 2,5MWh, d. h. 250 Litern Heizöl. Verglichen mit 16000 Litern Öl, die ein Tanklastwagen üblicherweise fassen kann, erscheint dies im ersten Moment kaum konkurrenzfähig. Der Vorteil: Die Wärme aus dem Container trägt zu einer günstigen CO2-Bilanz bei. Mit der Wärmeversorgung des Hallenbads in Rothrist reduziert der liefernde Betrieb seine jährlichen Emissionen um etwa 300 Tonnen Kohlendioxid. Ein Transport der im Container gespeicherten Wärme im Umkreis von 30 Kilometern schlägt lediglich mit etwa 13 Tonnen CO2 zu Buche und erhält ihre günstige Energiebilanz.


Planbare Heizkosten realisieren
Durch diese Latentwärmespeicher-Technik kann der Bedarf an fossilen Brennstoffen für Heizung und Warmwasser signifikant verbessert werden. Das Einsatzspektrum dieser Technologie ermöglicht es auch, Latentwärmespeicher mit bestehenden Heizsystemen zu verknüpfen.

Diese Technologie konzentriert sich auf Immobilien mit hohem Grundlastbedarf (beispielsweise Schulen, Sporthallen und Schwimmbäder, Spitäler, Altersheime und Gewerbe, Logistikzentren) und ergänzt umfangreiche Teile der bestehenden Wärmeversorgung durch eine vorteilhafte Integration von gespeicherter Restwärme.

Voraussetzungen:
– Stellfläche für Container
– Rücklauf <50 °C
– Standort idealerweise max. 10 km Entfernung von erzo
– Koppelstation

Badi Rothrist

Die Gemeinde Rothrist hat als erster Betrieb in der Schweiz und somit als unser Pilotprojekt für den Neubau der Badi einen Latentwärmespeicher für die Warmwasseraufbereitung einbauen lassen. Die Zusammenarbeit von erzo mit der Gemeinde Rothrist klappt ganz vorzüglich – wir danken der Gemeinde Rothrist, dass sie sich aufs Abenteuer eingelassen hat und bereit war, in der Schweiz Pionierarbeit zu leisten.

Badi Rothrist
www.badi-rothrist.ch

Hersteller für mobile Wärmespeicher

swilar eetec GmbH
Erikaweg 32
D-86899 Landsberg am Lech
www.swilar-eetec.de

Kontakt

erzo – Entsorgung Region Zofingen
Wiggertalstrasse 40
4665 Oftringen
062 789 50 25
info@erzo.ch