Von Abwasser zu Fernwärme: Die Rolle von Großwärmepumpen in der Energiewende
Bei Wien Energie arbeitet Projektleiter Georg Danzinger an der Zukunft der Fernwärme. In Wien entsteht eine Anlage mit bis zu sieben Großwärmepumpen.
Bei Wien Energie arbeitet Projektleiter Georg Danzinger an der Zukunft der Fernwärme. Gemeinsam mit seinem Team entsteht in Wien eine Anlage mit bis zu sieben Großwärmepumpen. Das Abwasser liefert dafür die notwendige Wärmequelle. Was steckt dahinter?
Ein zentrales Projekt des österreichischen Energieversorgers ist die Großwärmepumpe am Betriebsgelände der ebswien Kläranlage. "Das wird das größte Projekt der Wien Energie, bei dem wir Wärmepumpentechnologien einsetzen", sagt Georg Danzinger, Projektleiter in der Abteilung Dekarbonisierte Wärmeerzeugungsassets (ANT) bei Wien Energie. Die Anlage befindet sich in der ersten Ausbaustufe und besteht derzeit aus drei Großwärmepumpen des französischen Herstellers Johnson. Zusammen erzeugen diese eine thermische Leistung von etwa 55 MW. Gemeinsam mit seinem Team entwickelt er Projekte zur Dekarbonisierung der Fernwärme. "Unser Ziel ist es, neben der regenerativen Stromerzeugung auch eine regenerative Wärmeerzeugung zu implementieren", erklärt Danzinger.
Im Beitrag erwähnte Kontakte:
Markus Fuchs, Key Account Manager bei KLINGER Gebetsroither
Die Großwärmepumpe ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Energiezukunft. Mit ihrer Hilfe kann Wien Energie die Abwärme aus dem Abwasser der benachbarten Hauptkläranlage nutzen und so die Wärmeerzeugung dekarbonisieren. „In der ersten Phase errichten wir drei von insgesamt sechs Großwärmepumpen, die dann in Summe eine thermische Leistung von 110 MW erzeugen können. Es wäre sogar Platz für eine siebente Anlage. Die Austrittstemperatur des Wassers für das Fernwärmenetz liegt bei 93 °C“, so Danzinger weiter. Diese Wärme wird in ein Verteilnetz eingespeist und gelangt als Fernwärme in die Wiener Haushalte und Betriebe.
Im Winter wird das Abwasser aus der Kläranlage mit 11-12 °C eingeleitet, im Sommer erreicht die Temperatur 24-25 °C. Liegt die Quelltemperatur höher, kann eine höhere Austrittstemperatur erzielt werden. „Das verbessert den COP-Wert (Coefficient of Performance) der Anlage, also den Wirkungsgrad der Wärmepumpe“, ergänzt der routinierte Projektleiter bei Wien Energie, der auch schon Umweltverträglichkeitsprüfungen (UVP) für Großprojekte gemanagt hat.
Die Großwärmepumpen wurden in Frankreich gefertigt, in Einzelteilen nach Wien transportiert und vor Ort zusammengebaut. Start der Pumpen und des Prozesses ist für Januar 2024 geplant.
100% erneuerbare Fernwärme
Dass Abwasser oftmals einen negativen Beigeschmack in der öffentlichen Wahrnehmung hat, stört hier wenig. Denn es bietet großes Potenzial. Der Wärmeinhalt des Abwassers lässt sich für die (Fern-)Wärmeerzeugung nutzen. Ohne der Wärmepumpe würde sich die Flusstemperatur bei der Rückführung des Wassers in die Donau erhöhen.
„Die Wärmepumpen aber entnehmen dem Abwasser die Wärme. Unser Prozess wirkt sich also auch positiv auf Flora und Fauna der Donau aus.“
Georg Danzinger, Projektleiter in der Abteilung Dekarbonisierte Wärmeerzeugungsassets (ANT) bei Wien Energie
Nicht nur das: Das Projekt erzeugt zu 100% erneuerbare Fernwärme. Dank der Direktleitung zum Kraftwerk Freudenau wird ein Drittel Strom aus Wasserkraft zugeführt. Die restlichen zwei Drittel Energieanteil kommen aus dem Abwasser der Kläranlage. „Wenn man also 1 kW elektrische Energie hineinsteckt, bekommt man 3 kW Heizleistung heraus“, rechnet Markus Fuchs, Key Account Manager bei KLINGER Gebetsroither, vor.
Wien Energie hat in ganz Europa eine Vorreiterrolle im Bereich der Dekarbonisierung von Fernwärme eingenommen – auch dank Projekten wie der Großwärmepumpe bei ebswien.
Faktenbox
Weitere (Groß-)Wärmepumpen in Wien
UNO-City
Therme Wien
Kraftwerk Simmering
Echtes Teamwork gefragt
Danzinger plant die Inbetriebnahme der Anlage für Herbst 2023, die Wärmepumpen sollen dann Mitte des Jahres 2024 in den Regelbetrieb gehen. In der Planungsphase gab es immer wieder Detailfragen, die sowohl mit dem Anlagenbauer als auch mit Lieferanten, wie KLINGER Gebetsroither, geklärt werden mussten. „Bei der Ausschreibung des Anlagenbauers mussten wir uns auch diesmal wieder beweisen“, so Fuchs. Fernwärme ist für Wien Energie kein Neuland, sie versorgt die Landeshauptstadt seit rund 60 Jahren mit Wärme.
„Die Armaturen und Dichtungen von KLINGER haben sich über Jahrzehnte bewährt.“
Georg Danzinger, Projektleiter in der Abteilung Dekarbonisierte Wärmeerzeugungsassets (ANT) bei Wien Energie
Dass er sich auf die hohe Qualität verlassen kann, erleichtert ihm auch seinen Job. Anders als bei anderen Projekten, gibt es bei dieser Anlage keinen Generalunternehmer (GU), „wir managen alle Gewerke selbst. Dabei bekommen wir aber auch Unterstützung von anderen Abteilungen der Wien Energie, z.B. Elektrotechnik und Leittechnik. Darüber sind wir sehr dankbar“, sagt Danzinger.
Georg Danzinger (links) konnte sich bei technischen Fragen stets auf die lösungsorientierte Herangehensweise von Markus Fuchs (rechts) und das Team von KLINGER Gebetsroither verlassen.
„Armaturen als Sicherheitsfeature“
Die Kosten des Gesamtprojekts belaufen sich auf etwa 70 Millionen Euro. Der Kostenanteil an KLINGER-Armaturen daran? Beinahe vernachlässigbar. Dennoch haben sie große Auswirkungen auf den gesamten Wärmepumpenprozess.
„Niemand möchte neben einer undichten Armatur stehen, wenn Heißwasser in der Atmosphäre zu Dampf wird. Manche denken bei Leckagen oft an andere Medien wie Chemikalien. Bei Wasserdampf kommt es zwar zu keiner Umweltverschmutzung, aber ein Mensch sollte sich nicht in unmittelbarer Nähe aufhalten. Die Drücke und Temperaturen sind sehr hoch, es ist nicht einfach nur Wasser.“
Markus Fuchs, Key Account Manager bei KLINGER Gebetsroither
KLINGER bietet hier Dichtelemente speziell für Anwendungen in der Fernwärme, Danzinger geht sogar noch einen Schritt weiter und bezeichnet „Armaturen als Sicherheitsfeature.“
Das KLINGER Kolbenschieberventil KVN in seiner kleinsten Größe: DN15. Es übernimmt die Entlüftung und Entleerung von Rohrleitungen.
Faktenbox
Produkte von KLINGER Gebetsroither im Einsatz
Ballostar KHSVI – Die Kugelhähne von KLINGER Fluid Control sind an der Werksaußengrenze zum Fernwärmenetz hin verbaut und verfügen über Schweißenden. Sie sperren Rücklauf und Vorlauf und sind in den kleinen Nennweiten bis hin zu DN800 (bei der Pumpstation) im Einsatz. Sie müssen Drücken von bis zu 28,5 bar und Temperaturen bis zu 180 °C standhalten.
Ballostar KHA – Dieser KLINGER Kugelhahn verfügt über ein vorgespanntes, elastisches Dichtelement und wird in der Anlage der Wien Energie teilweise als Doppelabsperrung nach einem Kolbenschieberventil KVN eingesetzt.
Ballostar KHI – Der Kugelhahn ist dank seines einzigartigen Dichtelements insbesondere für die Fernwärme geeignet und stammt ebenfalls aus dem Werk von KLINGER Fluid Control.
KVN – Die Konstruktion des Kolbenschieberventils hat sich schon über 100 Jahre bewährt. Es wird bei der Entleerung und Entlüftung der Rohrleitungen eingesetzt und hält dem vorherrschenden Druck von 15-16 bar stand.
KLINGER TopChem2000 – Die universelle Hochleistungsdichtung von KLINGER Dichtungstechnik, die bei geflanschten Armaturen zum Einsatz kommt.
Kombinierte Absperr-Rückschlagklappen – Das Zwick-Produkt hat sich aufgrund seines platzsparenden Designs in der Verrohrung bewährt.
Wasserstoff und Geothermie sind in aller Munde. Auch bei Wien Energie, „aber das heben wir uns für eine zukünftige Berichterstattung auf“, schmunzelt Danzinger. Die Zukunft der Fernwärme sieht also vielversprechend aus. Mit Projekten wie der Großwärmepumpe zeigt Wien Energie, dass es möglich ist, nachhaltige und effiziente Lösungen für die Wärmeerzeugung zu finden. Und mit Partnern wie KLINGER Gebetsroither an ihrer Seite sind sie gut gerüstet, um die Herausforderungen der Energiewende zu meistern.
Für die Fassade der Anlage wurde ein Architekturwettbewerb ausgeschrieben.
Das Abwasser kommt aus der benachbarten Hauptkläranlage Wien.
Mit knapp 50 Metern Länge verläuft das Rohrleitungsnetz im Untergeschoß der Anlage und versorgt den Prozess mit Abwasser und Kühlmittel.
