Multifunktionale Energieversorgung in Städten. Kohlendioxidabscheidung und -speicherung

Б.1 Multifunktionale Energieversorgung in Städten

Die städtische Energieversorgung ist infolge der typischerweise kleinräumig hohen Nachfrage gezwungen, die von den Einwohnern nachgefragten Energieträger entweder über große Distanzen von den Erzeugungsstellen heranzutransportieren oder lokale Energiequellen zu nützen.

Im Rahmen diese Projekts wurde die Frage bearbeitet, ob neue Technologien zur Deckung des Energiebedarfs zur Raumtemperierung mit Hilfe der Fernwärmesysteme in den Städten Wien und St. Pölten unter wirtschaftlich sinnvollen Rahmenbedingungen in Zukunft eingesetzt werden können, um einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion der Emissionen an Treibhausgasen leisten zu können, welche Technologien dies sind und welche Energieträger dafür notwendig und verfügbar sind.

Das Ziel des Projekts war es, mit Hilfe moderner Technologien einen Entwicklungspfad für die Fernwärmeversorgung in Städten zu finden, der eine Reduzierung der Treibhausgase aus der Raumwärmeversorgung und Gebäudeklimatisierung unter ökonomischen Gesichtspunkten ermöglicht. Es steht damit im Einklang mit der Programmlinie „Energiesysteme der Zukunft“, die darauf ausgerichtet ist, Technologien und Konzepte für ein auf der Nutzung erneuerbarer Energieträger aufbauendes, energieeffizientes und flexibles Energiesystem zu entwickeln, das langfristig in der Lage ist, unseren Energiebedarf zu decken.

Im Zuge des Projekts wurde eine Methodik zur Bewertung von Technologien in einem gegebenen wirtschaftlichen Rahmen entwickelt, wobei als Bewertungsmaßstab die auf den Output bezogene Annuität der Barwerte der Gesamtkosten inklusive der zurechenbaren Kosten für CO₂-Zertifikate herangezogen wurden, da städtische Fernwärmeunternehmen dem Emissionszertifikategesetz BGBl. I 46/2004 unterliegen. Damit wurde auch der Treibhausgaseffekt der Technologie monetarisiert.

Im Rahmen eines Brainstorming-Workshops mit Experten der Fernwärme Wien, der Stadtwerke St. Pölten, der Österreichischen Energieagentur, des Österreichischen Prüf- und Forschungszentrums Arsenal, der Firma SOLID, des Umweltbundesamtes und des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung wurde eine Liste von möglichen Technologien erarbeitet und bewertet. Dabei wurden jene Technologien identifiziert, die nach Expertenmeinung sowohl dem Stand der Wissenschaft entsprechen als auch zum Projektziel einer nachhaltigen Entwicklung zur multifunktionalen Energieversorgung beitragen können. Über den Stand und die wirtschaftlichen und technologischen Parameter dieser Technologien wurde eine ausführliche Recherche in der verfügbaren Literatur und bei Forschungsinstitutionen durchgeführt. Die gewonnenen Daten wurden dann zur Bewertung der identifizierten Technologien in einem Mittelwert-Varianz-Portfolio verwendet.

Б.1.1 Technologiefeld 1: Erneuerbare Energien – flüssige erneuerbare Brennstoffe durch Pyrolyse

Eines der Hauptprobleme der Anwendung erneuerbarer Energieformen in städtischen Fernwärmesystemen ist die hohe Energieverbrauchsdichte in Städten, denen ein großer Einzugsbereich für die absolut benötigte Energiemenge gegenübersteht.

Durch die Umwandlung von fester Biomasse in Form von Schüttgut in einen flüssigen Brennstoff durch moderne Formen der Pyrolyse (Flash-Pyrolyse) ist die Erhöhung des volumetrischen Energieinhalts um etwa den Faktor 10 möglich.

Dadurch werden Konzepte der dezentralen Biomassebringung, der zentralisierten Verarbeitung zu einem Brennstoff mit einem hohen räumlichen Energieinhalt und der Lagerung dieses Brennstoffes vor Ort in städtischen Ballungsgebieten möglich.

Verglichen mit Heizölen hat der entstehende Brennstoff nur etwa den doppelten Bedarf an Tankraum, was entweder durch einen höheren Umschlag des Tankinhalts, auch in Kombination mit der Vergrößerung des Tankvolumens, ausgeglichen werden könnte.

Schlussfolgerungen

■  Für die Verwendung des Bio-Pyrolyseöls in großen Brenneranlagen liegen bereits positive Betriebserfahrungen vor. Hier ist es vor allem notwendig, die Umweltauswirkungen der Verwendung dieses alternativen Brennstoffes bei Einsatz in Großkesselanlagen in Bezug auf den Schadstoffausstoß unter die Lupe zu nehmen und einen eventuell entstehenden Nachrüstbe-darf für die Rauchgasreinigung zu ermitteln.

■  Die Verwendung in langsam laufenden Kolbenmotoren oder in Gasturbinenanlagen befindet sich derzeit in Entwicklung, wobei das Hauptproblem die Nachbehandlung des Bio-Pyrolyseöls zur Stabilisierung der Qualität des Endprodukts ist.

■  Aus wirtschaftlicher Sicht ist bei Erreichung der Kostenziele für die Produktion des Bio-Pyrolyseöls dieser Brennstoff vorerst vor allem für den Einsatz in Wärmeversorgungsanlagen eine interessante Alternative, die auch technologisch beherrschbar ist.

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