TY - THES

T1 - Wärmepumpen für die Fernwärmeerzeugung der Salzburg AG

AU - Herbst, Thomas Peter

N1 - gesperrt bis 26-04-2022

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Ziel dieser Masterarbeit ist die Prüfung der Einsetzbarkeit einer Wärmepumpentechnologie im Fernwärmenetz der Salzburg AG, mit der Absicht die Fernwärmeaufbringung zu Dekarbonisieren. Dabei soll der Anteil an industriellen Hochtemperatur-Wärmepumpen unter gezielter Nutzung von Wärme- /Abwärmequelle gesteigert und auf zukünftige Entwicklungen des Energiemarktes reagiert werden. Durch die Nutzung von Abwärme kann die Energieeffizienz von Industriebetrieben und Kraftwerken gesteigert, der Einsatz von Energieträgern sowie den damit verbundenen Kosten reduziert und ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Zu Beginn wurde nach einer Darstellung des theoretischen Hintergrunds, der aktuelle Stand der Technik zu Hochtemperatur-Wärmepumpen erhoben. Ebenfalls befasste man sich mit der Studie von Referenzanlagen, um aktuelle Einsatzgebiete und Anlagenkonfigurationen zu ermitteln. Es wurde schnell ersichtlich, dass die Technologie für den geplanten Anwendungsfall verfügbar ist. Somit konnte mit weiteren Untersuchungen zu Einsatzstrategien von Wärmepumpen, Gesetzen und Verordnungen (z.B. Kältemittelverordnung) sowie Fördermöglichkeiten fortgefahren werden. Es folgte eine Evaluierung zur aktuellen Situation der Energieversorgung/Energieaufbringung im Bereich der Salzburg AG mit einer Zusammenstellung aller Erzeugungsanlagen und Einspeisepunkten in das Fernwärmeverbundnetz Salzburg-Hallein, sowie aktuellen Informationen zu Lastflüssen und Engpässen. Danach wurden sämtliche potentielle Standorte sowie Wärme- und industrielle Abwärmequellen, welche für eine mögliche Hochtemperatur-Wärmepumpenanwendung im Handlungsfeld der Salzburg AG in Frage kämen, in einer Standort-Technologie Matrix zusammengefasst und bewertet. Bei erfolgversprechenden Standorten erfolgte eine genaue Erhebung des Wärmepotentials mit einer Bewertung auf technische Umsetzbarkeit. Für die ausgewählten Fälle wurden Konzepte mit technischen und wirtschaftlichen Berechnungen erstellt, welche in einer Gegenüberstellung als Entscheidungsgrundlage herangezogen werden konnten. Nach diesen Berechnungen stellten sich drei Wärmequellen für eine Wärmepumpenanwendung und drei Wärmequellen für eine reine Abwärmenutzung ohne Wärmepumpe als wirtschaftlich sinnvoll heraus. Für alle diese Wärmequellen ist laut aktuellen Ergebnissen und Informationen eine weiterführende Detailuntersuchung empfehlenswert, da diese je nach Quelle einen wichtigen Betrag zur Effizienzsteigerung der Kraftwerke bzw. zur Dekarbonisierung in der Fernwärmeaufbringung leisten würden.

AB - Ziel dieser Masterarbeit ist die Prüfung der Einsetzbarkeit einer Wärmepumpentechnologie im Fernwärmenetz der Salzburg AG, mit der Absicht die Fernwärmeaufbringung zu Dekarbonisieren. Dabei soll der Anteil an industriellen Hochtemperatur-Wärmepumpen unter gezielter Nutzung von Wärme- /Abwärmequelle gesteigert und auf zukünftige Entwicklungen des Energiemarktes reagiert werden. Durch die Nutzung von Abwärme kann die Energieeffizienz von Industriebetrieben und Kraftwerken gesteigert, der Einsatz von Energieträgern sowie den damit verbundenen Kosten reduziert und ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Zu Beginn wurde nach einer Darstellung des theoretischen Hintergrunds, der aktuelle Stand der Technik zu Hochtemperatur-Wärmepumpen erhoben. Ebenfalls befasste man sich mit der Studie von Referenzanlagen, um aktuelle Einsatzgebiete und Anlagenkonfigurationen zu ermitteln. Es wurde schnell ersichtlich, dass die Technologie für den geplanten Anwendungsfall verfügbar ist. Somit konnte mit weiteren Untersuchungen zu Einsatzstrategien von Wärmepumpen, Gesetzen und Verordnungen (z.B. Kältemittelverordnung) sowie Fördermöglichkeiten fortgefahren werden. Es folgte eine Evaluierung zur aktuellen Situation der Energieversorgung/Energieaufbringung im Bereich der Salzburg AG mit einer Zusammenstellung aller Erzeugungsanlagen und Einspeisepunkten in das Fernwärmeverbundnetz Salzburg-Hallein, sowie aktuellen Informationen zu Lastflüssen und Engpässen. Danach wurden sämtliche potentielle Standorte sowie Wärme- und industrielle Abwärmequellen, welche für eine mögliche Hochtemperatur-Wärmepumpenanwendung im Handlungsfeld der Salzburg AG in Frage kämen, in einer Standort-Technologie Matrix zusammengefasst und bewertet. Bei erfolgversprechenden Standorten erfolgte eine genaue Erhebung des Wärmepotentials mit einer Bewertung auf technische Umsetzbarkeit. Für die ausgewählten Fälle wurden Konzepte mit technischen und wirtschaftlichen Berechnungen erstellt, welche in einer Gegenüberstellung als Entscheidungsgrundlage herangezogen werden konnten. Nach diesen Berechnungen stellten sich drei Wärmequellen für eine Wärmepumpenanwendung und drei Wärmequellen für eine reine Abwärmenutzung ohne Wärmepumpe als wirtschaftlich sinnvoll heraus. Für alle diese Wärmequellen ist laut aktuellen Ergebnissen und Informationen eine weiterführende Detailuntersuchung empfehlenswert, da diese je nach Quelle einen wichtigen Betrag zur Effizienzsteigerung der Kraftwerke bzw. zur Dekarbonisierung in der Fernwärmeaufbringung leisten würden.

KW - Hochtemperatur-Wärmepumpe

KW - Wärmepumpe

KW - Fernwärme

KW - Abwärme

KW - Abwärmenutzung

KW - Energieeffizienz

KW - Energieversorgung

KW - high-temperature heat pump

KW - district heating grid

KW - industrial waste heat

KW - utilization of waste heat

KW - energy efficiency

KW - energy supply

M3 - Masterarbeit

ER -