Das Projekt "Einsatz von Fernkälte aus Grundwasserüberleitungen für ein Rechenzentrum in München" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke München GmbH durchgeführt. Gemeinsam mit der BMW AG haben die Stadtwerke München (SWM) eine ressourcenschonende, umweltverträgliche und wirtschaftliche Kälteversorgung für die Rechnerräume des Forschungs- und Innovationszentrums der BMW AG in München entwickelt und gebaut. Eine einfache, aber sehr wirkungsvolle technische Lösung sichert eine hohe Energieeinsparung und vermindert den Ausstoß von Treibhausgasen in großem Umfang. Die innovative Leistung besteht darin, dass der erneuerbare Energieträger, Grundwasser aus den Dükern der Münchner U-Bahn zur Kälteerzeugung verwendet wird. Damit wird eine aus dem Naturverbund entnommene Primärenergie ohne Umwandlung zur Endenergie. Elektrischer Strom wird lediglich zur Förderung und für den Transport des Kältemittels Grundwasser benötigt. Die Erwärmung des Grundwassers wird dabei auf ein umweltverträgliches Maß begrenzt und der Grundwasserspiegel an der U-Bahn-Röhre stabilisiert. Im Gegensatz zur konventionellen Kälteerzeugung mittels Kompressionskältemaschinen können mit der Kälte aus dem Grundwasser jährlich rund 10 Millionen Kilowattstunden Strom eingespart werden. Das entspricht dem Jahresstromverbrauch von rund 3.000 Münchner Haushalten. Durch diese Fernkälteanlage werden bei einer Auslastung von 90 Prozent bis zu 6.300 Tonnen CO2 jährlich vermieden. Die im Münchner Projekt angewandte technische Lösung ist prinzipiell auf alle Bauwerke anwendbar, die Wasser vorhalten. Das betrifft zum Beispiel das Fannel und Gate Projekt der Stadtwerke München. Ein Folgeprojekt auf dem Gelände der Stadtwerke München befindet sich in der Durchführungsphase.
Das Projekt "Nachhaltige Kälte- und Wärmeversorgung urbaner Räume mittels Fernkälte- bzw. Fernwärmenetzen unter dem Einsatz energieeffizienter und HFKW-freier Techniken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IREES GmbH - Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien durchgeführt. Durch den Klimawandel steigt der Bedarf an Komfortklimakälte auch in Deutschland stetig an. Viele Bestandsgebäude werden mit Klimatechnik auf- oder nachgerüstet, Neubauten im Nichtwohngebäudebereich werden selten ohne maschinelle Klimatisierung errichtet. Der Bedarf wird meist gebäudeindividuell ermittelt und die entsprechende Technik installiert. Durch den Anschluss an ein Fernkältenetz entfallen wesentliche Komponenten wie Kältemaschine(n) und Rückkühlwerk, was nicht nur den Raum zur Aufstellung dieser einspart, sondern die Kunden auch von der Einhaltung der damit verbundenen Verordnungen (z.B. 42. BImSchV, F-Gas-V) befreit. Ähnliches gilt analog für Fernwärmenetze. Durch die zentrale Bereitstellung von Kaltwasser ergeben sich mehrere positive Umwelt- und Wirtschaftlichkeitseffekte: Der aggregierte Energiebedarf ist abzüglich der Leitungsverluste ca. 40-50% niedriger gegenüber der gebäudeindividuellen Lösung. Die Spitzenlast eines Fernkältenetzes ist niedriger als die der Gebäude mit eigenem System aufsummiert, dementsprechend fällt die installierte Leistung niedriger aus (Ressourcen- und Investitionskostenersparnis). Lastverschiebungen durch Eisspeicher sind in zentralen Einrichtungen mit dem nötigen Fachpersonal einfacher und effizienter zu betreiben als in den einzelnen Gebäuden. Weiterhin sind in Fernkältezentralen oftmals verschiedene Techniken zur Deckung des Kältebedarfs (Kompressionskälte, Absorptionskälte, Nutzung von natürlicher Kälte (Flüsse, Stadtbäche, Seen, Brunnenkühlung)) installiert, die je nach Situation nahe am optimalen Betriebspunkt eingesetzt werden können. Die Hürden, Kältemaschinen mit umweltfreundlichen natürlichen Kältemitteln wie z.B. Ammoniak und Kohlenwasserstoffe einzusetzen, sind in Fernkältezentralen deutlich niedriger als in den Einzelgebäuden (insbesondere im Bestand).
Das Projekt "Prozesstiefkühlung mittels Luft-Kältemaschine für Austenitumwandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rudolf Rieker GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Beschaffung und Inbetriebnahme einer Luftkälteanlage mit Kältekammer für die Tieftemperaturumwandlung von Restaustenit. Dabei soll in eine Entwicklung investiert werden, die den Stand der Technik (Kühlung der Kältekammer durch Fernkälte, z.B. in Form von Flüssigstickstoff), in puncto Energieeffizienz übersteigt und die erstmalig für diese Anwendung zur Verfügung steht. Hiermit soll eine maßgebliche Ersparnis an Energie und indirekten Treibhausgasemissionen (THG) im Vergleich zur in der Branche verbreiteten Kühlung mit Flüssigstickstoff erzielt werden. Das von der Refolution Industriekälte GmbH entwickelte und realisierte Konzept kombiniert die Kältemaschine MC22 O/W von Mirai Intex mit einer zweigeteilten Kältekammer (Wechselkammer). Die Kältemaschine saugt die zu kühlende Luft der Kältekammer an und kühlt diese mithilfe eines Kühlwasserkreislaufes durch aufeinanderfolgende Kompression und Dekompression auf - 85°C herunter. Die tiefgekühlte Luft wird wieder an die Kältekammer abgegeben. Das Kältemittel Luft wird hier also in einem offenen Kreislauf geführt . Die Kältekammer ist als Wechselkammer konzipiert und in zwei Bereiche aufgeteilt, zwischen denen ein Wärmeaustausch möglich ist.
Aufgrund zunehmender EDV-Ausstattung und der heute üblichen großen Fensterflächen nimmt der Einsatz von Klimaanlagen in Gewerbe- und Büroräumen immer weiter zu. Diese werden in der Regel mit Strom betrieben. Im Rahmen des Pilotvorhabens wollen die Münchner Stadtwerke Grundwasser für die Bereitstellung von Fernkälte für das Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ) der BMW Group nutzen. Das benötigte Grundwasser wird aus 8 Dükern entnommen. Die Aufgabe der Düker ist es, das Grundwasser im Anstaubereich der U-Bahn zu sammeln, unter der U-Bahn hindurch zu führen und auf der Abstromseite im Erdreich wieder zu verteilen. Im Vergleich zu einer konventionellen Kälteerzeugung, d. h. zur Kühlung mittels herkömmlichen Kompressionskältemaschinen, werden jährlich rund 7 Millionen Kilowattstunden Strom eingespart. Der CO2-Ausstoß wird um mehr als 4.500 Tonnen pro Jahr reduziert. Das an den 8 Dükern gesammelte Grundwasser wird über eine neu zu verlegende, etwa 4,6 Kilometer lange Rohrleitung zum FIZ transportiert. Das Grundwasser wird mit einer Temperatur von etwa 10 bis 12°C entnommen und nach Nutzung des Kältepotentials mit etwa 17°C wieder rückgespeist. Von der Temperaturerhöhung sind keine negativen Auswirkungen auf das Grundwasser zu erwarten. Im Endausbau soll rund um die Uhr eine Kälteleistung von 5 Megawatt bereit gestellt werden.
Branche: Energieversorgung
Umweltbereich: Klimaschutz
Fördernehmer: Stadtwerke München GmbH
Bundesland: Bayern
Laufzeit: 2003 - 2006
Status: Abgeschlossen
Die Rudolf Rieker GmbH aus Leingarten (Baden-Württemberg) ist ein mittelständischer Fachbetrieb für die Induktionshärtung von Stahlwerkstücken mit über 100 Beschäftigten. Das im Jahr 1978 von Rudolf Rieker gegründete Unternehmen deckt als eine der größten Induktionshärtereien Europas mit seinem Maschinenpark nahezu jegliche Art der induktiven Wärmebehandlung ab. Das Härten von Stahlerzeugnissen und -werkstücken ist ein wichtiger Arbeitsschritt in der Stahlproduktion. Beim Induktionshärten werden im Werkstück Wirbelströme zwecks Erhitzung induziert, mit der ein Übergang in der Gitterstruktur des Stahls zu einem austenitischen Gefüge verbunden ist. Im Anschluss muss das Werkstück sehr schnell heruntergekühlt werden. Dies wandelt das austenitische Gefüge in ein martensitisches Gefüge um, wodurch die gewünschten Härten erzielt werden. Eine Sonderanwendung ist das Tiefkühlen um den Restaustenit umzuwandeln. Üblicherweise nutzt man hierfür flüssigen Stickstoff, der in einer Kältekammer versprüht wird. Jedoch ist die Bereitstellung von flüssigem Stickstoff mit nicht unerheblichem Energieaufwand in Herstellung, Transport und Lagerung sowie mit Risiken im Betrieb verbunden. Die Rudolf Rieker GmbH investiert mit Hilfe des Umweltinnovationsprogramms daher in eine innovative Kältekammer, welche zusammen mit der Refolution Industriekälte GmbH entwickelt wurde. Durch dieses Verfahren können erstmals Temperaturen von – 85 Grad Celsius durch eine Luftkältemaschine im Bereich der Restaustenitumwandlung erzielt werden. Den deutlich höheren Investitionskosten verglichen mit konventionellen Verfahren stehen dabei deutliche Einsparpotenziale bei Energie und Treibhausgasemissionen (THG) gegenüber. Während im konventionellen Verfahren auch Energiemengen für Herstellung, Transport und Lagerung der Fernkälte anfallen, ist für das neu entwickelte Verfahren nur noch der Energiebedarf zum Betrieb der Luft-Kältemaschinen vor Ort zu betrachten, welcher durch Wärmerückgewinnung innerhalb der Wechselkühlkammern um ca. 30 Prozent gesenkt werden kann. Insgesamt wird eine Energieeinsparung von ca. 410 Megawattstunden angestrebt, was ungefähr einer Einsparung von 60 - 68 Prozent im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren entspricht. Durch die höhere Energieeffizienz nehmen außerdem auch die mit der Energiebereitstellung verbundenen CO 2 -Emissionen ab. Ein Drittel der in Deutschland tätigen Lohnhärtereien bieten die Tieftemperaturbehandlung an. Da diese losgelöst von der Art des Erhitzens stattfinden kann, ist davon auszugehen, dass die innovative Kältetechnologie für die gesamte Bandbreite als Tiefkühlbehandlung geeignet ist.
Branche: Metallverarbeitung
Umweltbereich: Klimaschutz
Fördernehmer: Rudolf Rieker GmbH
Bundesland: Baden-Württemberg
Laufzeit: seit 2023
Status: Laufend