Die Ausgangssituation.
Ein führender deutscher Lebensmittelhändler plant die Sanierung seiner Logistikstandorte zur Erfüllung interner strategischer Ziele und im Rahmen eines übergeordneten Transformationskonzeptes.
Im Rahmen dieses „Masterplans“ werden bis 2030 auch Neubauten errichtet, um sinnvolle logistische Umstrukturierungen durchzuführen. Aktuell beläuft sich der Gesamtenergiebedarf des Standortes auf ca. 15 GWh/a. Hierin enthalten ist auch der Stromeinsatz für die großen Lebensmittel-Kühlhäuser.
Aufgabenstellung & Herausforderungen.
Konzeptionelle Untersuchung in Hinblick auf Wärmeversorgungskonzepte unter Berücksichtigung von Emissions- und Nachhaltigkeitsaspekten im Rahmen eines Variantenvergleichs. Hierbei soll nach Möglichkeit die verfügbare Abwärme aus den Kälteanlagen vor Ort genutzt werden.
Berücksichtigung des künftigen Wärmebedarfs, als direkte Auswirkung auf die Auslegung möglicher Versorgungskonzepte ➔ Prognose über synthetisierte Lastgänge.
Simulation des Prozessablaufs der Kälteanlage (1/4-stündlich) zur Ermittlung des direkt und indirekt nutzbaren Abwärmepotenzials.
Datenaufnahme vor Ort zur Berücksichtigung möglicher Aufstellflächen und Einbindung in die Bestandstechnik.
Kostentechnische Bewertung erforderlicher und optionaler Sanierungsmaßnahmen zur Wärmeübertragung auf Niedertemperaturniveau.
Der Lösungsansatz.
Im ersten Schritt wurde der gesamte Standort erfasst und hinsichtlich des Bestands und der möglichen Ausbauziele energetisch und technisch bewertet.
Folgende Konzeptvarianten wurden tiefgehend untersucht:
Externe Fernwärme:
Nutzung des Fernwärmenetzes der örtlichen Stadtwerke,
Abnahme der durch die Kälteanlagen vor Ort anfallenden Abwärme durch die Stadtwerke gegen Entgelt ➔ Errichtung entsprechender Wärmeübergabestationen und Beteiligung an der Gesamtinvestition über Baukostenzuschlag ➔ Wärmeverteilung auf dem Gelände durch den Versorger.Kaltnetz & dezentrale Wärmepumpen:
Installation eines Kaltwärmenetzes zur Verbindung der jeweiligen Gebäude, welches aus der Abwärme der Kälteanlagen vor Ort gespeist wird ➔ Installation von dezentralen Wärmepumpen in allen Gebäuden ➔ ggf. zusätzliche Wärmebereitstellung über dezentrale Luftverdampfer oder ein zentrales Stützwärmesystem.Warmnetz & zentrale Wärmepumpen:
Installation von zwei Wärmepumpen und Nutzung der Kondensations-Abwärme der Kälteanlagen vor Ort ➔ ggf. zusätzliche Wärmebereitstellung über zentrale Luftverdampfer ➔ Abgabe der aufbereiteten Wärme ins Nahwärmenetz und Transport zu den jeweiligen Gebäuden ➔ Installation von Wärmeübergabestationen zur Abgabe der Wärme an das hausinterne Verteilnetz.Bewertung ökonomischer (Wirtschaftlichkeit/Lebenszykluskosten) und ökologischer Bilanzen nach Konzeptumsetzung (Transformationsziele).
Anhand der Ergebnisse lassen sich ganzheitliche Sanierungsfahrpläne ableiten und bewerten.
Notwendige und optionale Sanierungs- und Energieeinsparmaßnahmen wurden in entsprechenden Kostenrahmen berücksichtigt und gegenübergestellt.
Die Umsetzung.
Im Zuge des Transformationskonzeptes und der weiteren Planung des „Masterplan 2030“ des Kunden, möchte dieser die Konzeptvariante „Warmnetz & zentrale Wärmepumpen“ weiterverfolgen. Hierbei wird durch den etablierten Kälteanlagenbauer eine zusätzliche, zentrale Wärmepumpenanlage zu der Kältetechnik installiert, um eine direkte Nutzbarmachung der Abwärme – möglichst verlustfrei – zu ermöglichen. Für den Spitzenlastbedarf werden zusätzlich Verdampfer installiert, die, bei zu geringem Abwärmepotenzial, zusätzlich Umgebungswärme einbringen. Dies ermöglicht einen sehr effizienten Anlagenbetrieb bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Versorgungssicherheit.
Bei dieser Konzeptvariante wird die aufbereitete Abwärme in das Nahwärmenetz abgegeben und zu den einzelnen Gebäuden transportiert. Hier wird die Wärme über zu installierende Wärmeübergabestationen an das hausinterne Verteilnetz weitergegeben.
Auf Kundenwunsch wurden zusätzlich mögliche Dachflächen zur Nutzung von Photovoltaik-Systemen untersucht und hinsichtlich des Einflusses auf die neue Versorgungsstruktur, energetisch, ökologisch und monetär bewertet.
Die Ergebnisse.
Warmnetz und Installation von zwei zentralen Wärmepumpen.
Durch die Umsetzung des favorisierten Konzepts lassen sich bereits ca. 60% der Kohlendioxidemissionen reduzieren. Der restliche Betrag entfällt aktuell auf die Emissionen des Strombedarfs, die sich zukünftig zum Einen durch die zusätzlichen PV-Flächen und zum Anderen durch den steigenden Anteil regenerativer Energien im Strommix substituieren lassen.
Gemeinsam in eine Energieeffiziente Zukunft.
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