Projekt "EMKAL"
Vorhaben: „EnEff: Wärme - EMKAL: Energiemanagement für dezentrale Verbundkälteanlagen“
| Projektleitung: |
Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Seifert |
|---|---|
| Projektkoordination: | Dipl.-Ing. Lars Schinke |
| Projektpartner: |
Industriefabrik Schneider GmbH |
| Finanzierung: | BMWi (FKZ: 03ET1529A) |
| Laufzeit: | 05/2018 - 08/2022 |
Kurzbeschreibung
Fortschreitende Globalisierung, Digitalisierung und Liberalisierung führen seit Jahrzehnten zu einem starken Ressourcenverbrauch und zu einer hohen Umweltbelastung. Durch neue Ansätze aus dem internationalen Nachhaltigkeitsdiskurs wie bspw. der „Green Economy“ oder dem „Green New Deal“ ist seit einiger Zeit ein Umdenken hin zu einer ökologischen Modernisierung der Industrie auf globaler Ebene erkennbar, welche jedoch weit hinter ihren Erwartungen zurückbleibt. Das zeigt auch die jüngste Konferenz über nachhaltige Entwicklung Rio+20 (UNCSD 2012).
Der Prozess des Wandels zu einer nachhaltigen und kohlenstoffarmen Wirtschaft hängt somit vom notwendigen Vertrauen in eine nachhaltige und wirtschaftliche Entwicklungsperspektive ab und würde dabei am besten sichtbar, indem gezeigt wird, dass Nachhaltigkeitspolitik erfolgreich auf regionaler Ebene umgesetzt werden kann. International gilt Deutschland - nicht zuletzt durch den nationalen Beschluss zur Energiewende (2011) - hierbei als Vorreiter. Dabei wird der Gebäudebereich von den politischen Entscheidungsträgern schon seit einigen Jahren intensiv begutachtet. Zu nennen sind hier beispielsweise die Aktivitäten im Rahmen der ENEV, die prägend für die Neubautätigkeit in Deutschland sind. Im industriellen Bereich ist die Dynamik wesentlich geringer (vgl. Bild 1). Dies liegt oftmals daran, dass Produktionsprozesse nicht leicht umgestellt werden können bzw. hohe energetische Verflechtungen zwischen unterschiedlichen Systemen vorliegen. Dennoch ist es das Ziel der Bundesregierung, auch im industriellen Bereich den Einsatz an Primärenergie deutlich zu senken.
Im industriellen Bereich sowie in Teilen des gewerblichen Bereichs liegt neben der Versorgung der Liegenschaften mit Wärme oftmals der Fokus auf einer Versorgung mit Kälte. Hierbei besteht die Herausforderung in der Gewährleistung der Bereitstellung unterschiedlicher Temperaturniveaus, da der Kältebedarf oftmals nicht alleine eine Funktion des Gebäudes ist. Dieser ist in vielen Fällen auch von der Produktion abhängig. Es ist daher notwendig, hochflexible Kälteerzeugungssysteme in Kombination mit Energiemanagementsystemen zu entwickeln, zu deren lokalen und regionalen Steuerung eine Vielzahl von Parametern benötigt wird.
Genau an dieser Stelle setzt das avisierte Forschungsvorhaben an und realisiert ein System unterschiedlicher Kälteerzeuger, welches hochflexibel auf die Anforderungen des Produktionsprozesses und des Bedarfs im Gebäude reagieren kann. Hierzu wird ein komplett neues Energiemanagementsystem entwickelt, welches prädiktiv wirkt und eine Schnittstelle zu einem übergeordneten Energieversorgungssystem aufweist. Das System wird dabei energiewirtschaftliche Protokolle umsetzen und in der Lage sein, Kälte und Wärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus zur Verfügung zu stellen. Getestet werden soll das System mittels eines innovativen Versuchsstands.
Wichtiges Ziel des Projekts ist es, durch Sektorkopplung (Kälteerzeugung – Stromverbrauch) einen für das regionale elektrische Verteilnetz optimierten Betrieb (Netzentlastung, Spannungshaltung) zu realisieren. Insbesondere unter Berücksichtigung der vermehrten Einspeisung von PV- und Windanlagen wird dieses Konzept als äußerst vielversprechend angesehen. Hierzu werden neben den beschriebenen Maßnahmen auch innovative Speicherkonzepte mit in das neu zu entwickelnde Versorgungssystem integriert.
Zusammenfassend besteht das Ziel des Projekts in der Entwicklung eines Kälteerzeugungssystems mit vorrausschauender (prädiktiver) Regelung. Durch Einsatz von Informations- und Telekommunikations-Technologie (Digitalisierung der Energietechnik) ist dieses System in der Lage, hochflexibel auf Energienachfrage und Energieangebot zu reagieren und dabei einen hohen Anteil an regenerativ erzeugter Elektroenergie zu nutzen. Das Projekt adressiert damit die aktuellen Fragestellungen der Energiewende im besonderen Maße und verbindet die unterschiedliche Energieerzeugungs- und Energienutzungsformen auf der regionalen bis zur lokalen Ebene.
© BMWK