Das Projekt "TeTra: Thermische Energietransformation zur Wärme- und Kälteauskopplung sowie Effizienzsteigerung in Nah- und Fernwärmenetzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschung Burgenland GmbH durchgeführt. Die Ausgangssituation sind bestehende, zu erweiternde oder neu zu errichtende Fernwärmesysteme, mit üblichen Vorlauftemperaturen, und der Wunsch, mit neuartigen Übergabestationen primärseitig die Fernwärmerücklauftemperatur abzusenken und/oder sekundärseitig nicht nur Heizwärme, sondern auch Kälte und ggf. auch Strom (Kraft) als Energieserviceleistung bereitzustellen, wozu herkömmliche, nach dem Prinzip der Wärmeübertragung arbeitende, Übergabestationen nicht im Stande sind. Dieser Wunsch wird verstärkt durch das Bestreben, biomassegefeuerte Kraft-Wärme-Kopplungs- (KWK-) Anlagen, und auch weitere (nachhaltige) Low-exergy Quellen primärseitig einzubinden bzw. die geringe jährliche Ausnutzung von Fernwärmeleitungen durch die breitere Energieserviceleistung saisonüberspannend zu erhöhen.
Das vorgeschlagene, in wesentlichen Merkmalen patentierte, Konzept setzt bei der Übergabestation an, und mutet dieser Übergabestation neben den herkömmlichen Aufgaben der hydraulischen Trennung und des Meterings zusätzliche Aufgaben mit folgenden Zielanforderungen zu: effiziente Nutzung der Wärme aus der Fernwärmeleitung, zwischen Vorlauf und Rücklauf; gekoppelte Bereitstellung von Heizwärme und Kälte, ggf. auch Kraft; Stromverbrauch nur als Hilfsenergie; Anpassungsfähigkeit an Schwankungen des Bedarfs und der Saison; einheitliche Technologie; Kosteneffizienz (durch) Energieeffizienz.
Der Innovationsgehalt des vorgeschlagenen 'Exergietrafos' ist dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatur- und Exergie-Überschuss zwischen der Primär- und der Sekundär-Seite einen Absorptionskreislauf treibt, mit regelbaren und variablen Kältemittelkonzentrationen, Umschaltmöglichkeiten und wesentlichen Verbesserungen der Schaltungen, damit dieser neuartige Absorptionskreislauf Heizwärme, Kälte und ggf. auch Kraft erzeugt bzw. im reinen Heizmodus den Fernwärmerücklauf abkühlt.
Das einjährige Sondierungsprojekt wird im Konsortium aus einer Forschungseinrichtung, einem Fernwärmebetreiber und einem KMU abgearbeitet, und soll nach Variationen, Simulationen und Optimierungen der vorgeschlagenen Technologie und des Netzes das vorgeschlagene Grundprinzip (Startwert: Technology Readiness Level TRL 1) zur einer Bestätigung des Konzeptes auf Basis von Simulationen führen (TRL ca. 2,5). Nach der erfolgreichen Sondierung sind Folgeprojekte geplant.
Vom Exergietrafo wird im Koppelbetrieb eine Effizienz von 115 % oder eine Rücklauftemperaturabsenkung um z. B. 15 K erwartet, begleitet von einer signifikanten und quantifizierbaren Reduzierung des Netzverlustes. Aussagen über die Anpassungsfähigkeit, den Betrieb und die Ausnützung des Netzes sowie die Betriebsweisen werden erwartet. Der Exergietrafo ist ein neuer Baustein, nicht nur für energietechnische, sondern auch für verfahrenstechnische Prozesse, mit einem weiten Anwendungsfeld.
