Wärmenetze müssen nicht zwingend mit Wasser als Wärmeträgermedium betrieben werden. Das zeigt unter anderem auch das Forschungsprojekt CO2 in loop.
Projektbeschreibung
Das Projekt CO2inloop hat zum Ziel, das Konzept der CO2-Netze für Wärme und Kälte weiterzuentwickeln. CO2-Netze können für die Versorgung von Verbrauchern in dicht besiedelten städtischen Regionen mit emissionsarmen Energiedienstleistungen eingesetzt werden. In Regionen, in denen Fernwärme und -kälte bereits in großem Umfang genutzt werden, bietet ein CO2-Netz die Möglichkeit den Investitionsbedarf durch Verwendung von nicht isolierten Rohren mit geringerem Durchmesser zu vermindern und unterstützt den Übergang zu erneuerbaren Wärmelösungen durch Elektrifizierung mit Hilfe von Wärmepumpen.
Bisherige Arbeiten zu CO2-Netzen basieren auf konstanten Druck-niveaus. Bei der Wärmeübertragung zwischen den Netzen und den Verbrauchern kommt die hohe Verdampfungsenthalpie von CO2 bei etwa 50 bar zum Tragen. Das bedeutet, dass die Temperatur in den Leitungen zwischen 10 und 16°C liegt. Das Projekt CO2inloop zielt darauf ab, die Flexibilität solcher CO2-Netze durch die Variation des Druckniveaus zu erhöhen. Die Anpassung des Druckniveaus in den CO2-Netzen beeinflusst die CO2-Masse im Kreislauf. CO2-Speichersysteme können die schwankende CO2-Masse im System kompensieren, was zu einer Erhöhung des Flexibilitätspotenzials und zu weiteren Sektorkopplungslösungen führt, wie z.B. der Integration von Solid Oxid Fuel Cells (SOFC), die Erdgas oder Biogas mit einem hohen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60% verarbeiten können.
Im Rahmen des Projekts werden CO2-Netze im Vergleich zu konventionellen Fernwärmesystemen aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht untersucht, einschließlich möglicher Systemerweiterungen und neuen Steuerungsalgorithmen.
Zur Analyse der CO2-Netze kommt innovative Simulationssoftware zum Einsatz, die auf der sogenannten Soft-Sensor-Technologie basiert. Diese Technologie wird derzeit für die Simulation von wasserbasierten Wärmenetzen eingesetzt und wird in CO2inloop erstmals auch für CO2-Netze verwendet. Eine thermohydraulische Echtzeitsimulation eines CO2-Netzes soll eine realitätsnahe Überwachung mit sicherheits-steigernden Effekten möglich machen.
Projektpartner
