© EVAPCO

Wärme aus der Ferne

Im kalten dänischen Winter ist Heizen unerlässlich. Doch wenn dafür Gas oder Öl verbrannt wird, schadet es der Umwelt. Die Anlagen von Aktive Energi Anlæg A/S mit Wärmepumpen von EVAPCO bieten eine saubere Alternative. Mithilfe der Umgebungsluft erzeugen sie für ganze Kleinstädte Fernwärme, die Mensch und Natur guttut.


Ein Novembermorgen in Asaa, einem Dorf im Nordosten Dänemarks. Draußen hat es minus fünf Grad Celsius, den Spaziergängern weht ein kalter Wind um die Nase. Doch im Einfamilienhaus an der Ecke ist es kuschlig warm. Die Heizung bringt wohlige Wärme. Die Anwohner in Asaa heizen mit gutem Gewissen. Denn die Wärme, die aus der Heizung kommt, ist klimaneutral. Sie wird mit Ökostrom im neuen zentralen Fernwärmesystem der Gemeinde mithilfe einer Wärmepumpe erzeugt. Die zentral erzeugte Wärme wird anschließend über isolierte unterirdische Leitungen in die Häuser geleitet und landet so in der Heizung des Einfamilienhauses.

Konzipiert hat die Anlage das Ingenieurbüro Aktive Energi Anlæg A/S (AEA) gemeinsam mit dem Kältetechnik-Experten EVAPCO und ebm-papst. Sie eignet sich für Dörfer ab 100 Häusern bis zu Kleinstädten mit 50.000 Einwohnern. AEA koordinierte dabei alle Lieferanten und stimmte das Projekt mit dem örtlichen Anlagenbetreiber ab, EVAPCO lieferte das Wärmepumpensystem und ebm-papst die Ventilatoren. Die drei Unternehmen schlossen sich zusammen, weil sie plötzlich einen neuen Bedarf am Markt sahen.

Tim Thøgersen, Vertriebsingenieur bei EVAPCO, erzählt: „Bis dahin gab es nur kleine Wärmepumpen für Einfamilienhäuser oder riesige Anlagen für große Städte. Doch dann förderte die dänische Regierung den Einsatz von Fernwärme und so entstand auf einmal ein lebhaftes Interesse an mittelgroßen Wärmepumpen für Kraftwerke, die Wärme für kleine Gemeinden erzeugen. Dafür gab es noch kein Produkt.“

Ein umgekehrter Trockenkühler

EVAPCO in Dänemark stellte bis dahin hauptsächlich kundenspezifische Trockenkühler für Fernheizkraftwerke oder Solaranlagen her. Diese führen die Abwärme, die in Form von heißem Wasser, Thermalöl oder Dampf vorliegt, mithilfe von Ventilatoren an die Umgebungsluft ab. Dabei arbeitete der Hersteller bereits seit 15 Jahren mit ebm-papst zusammen. Für das Projekt in Asaa entwickelte das Unternehmen erstmals Wärmepumpen. Thøgersen sagt: „Im Prinzip sind Wärmepumpen einfach umgedrehte Trockenkühler. Ein Trockenkühler kühlt Wasser herunter, eine Wärmepumpe heizt es auf. Unsere Aufgabe war es daher hauptsächlich, über Berechnungen das passende Design zu finden, damit alles richtig funktioniert.“

Es ist nicht ungewöhnlich, dass Fernwärmesysteme ­mitten in einer Stadt stehen. Da müssen die EC-Ventilatoren leise sein.

Tim Thøgersen, Vertriebsingenieur EVAPCO

Eine Fernwärmeanlage besteht aus einer Luft-Wasser-­Wärmepumpe mit 2,5 Megawatt Leistung, kombiniert mit sieben Energieabsorbern. Auf den Energieabsorbern sitzen EC-Axial­ventilatoren, die Energie aus der Luft aufnehmen und sie in das System leiten. Bei der Wahl des Ventilatorenherstellers schwankte EVAPCO zwischen zwei Anbietern. Schließlich gab der Service den Ausschlag für ebm-papst. „Die Unterstützung, die wir vom dänischen Büro erhalten haben, war außergewöhnlich“, sagt Thøgersen. „Sobald wir einen Auftrag bekommen, muss es schnell gehen. Wir müssen den Energieversorgern unsere Antworten noch am gleichen Tag liefern. ebm-papst beantwortete unsere Anfragen immer innerhalb weniger Stunden. Zudem waren die Lieferzeiten viel kürzer als beim Mitbewerber.“

Was ist Fernwärme?

Fernwärme wird in einem zentralen Kraft- oder Heizwerk erzeugt. Eine eigene Heizanlage ist nicht erforderlich. Ein unterirdisches Rohrsystem leitet die Wärme ins Haus. (Grafik | Statista)

Bitte leise arbeiten!

Daneben spielte das Geräusch der EC-Ventilatoren eine wichtige Rolle für die Wahl des Partners. Thøgersen erklärt: „Es ist nicht ungewöhnlich, dass Fernwärmesysteme mitten in einer Stadt stehen, direkt neben Wohnhäusern. Da müssen die EC-Ventilatoren natürlich leise sein. In diesem Fall haben wir die Möglichkeit, Flow­Grids an unseren AxiBlade Ventilatoren zu verwenden. Sie verringern das Geräusch um zwei dB(A).“ Als weiteren großen Vorteil sieht Tim Thøgersen die Steuerbarkeit der EC-Ventilatoren. In Zeiten, in denen der Heizbedarf niedrig ist, können die Ventilatoren einfach heruntergeregelt werden. Das verbessert die Effizienz der Anlage und reduziert ebenfalls das Geräusch.

Sieben Energieabsorber sammeln in der Fernwärmeanlage in Asaa Energie aus der Luft. (Foto | EVAPCO)

Etwa 80 AxiBlade EC-Ventilatoren arbeiten in dieser Fernwärmeanlage. Sie sammeln zu jeder Jahreszeit Umgebungswärme. Torben Kirkolt, Geschäftsführer von ebm-papst in Dänemark, sagt: „Selbst, wenn die Luft minus zehn Grad Celsius kalt ist, enthält sie Energie.“ Doch im Pilotprojekt machten die Minusgrade den Ventilatoren manchmal zu schaffen: Sie vereisten. Mit neuen Software-Einstellungen konnte ebm-papst Abhilfe schaffen.

Kirkolt führt aus: „Wir haben die Parameter nun so eingestellt, dass die Ventilatoren immer in Bewegung bleiben. Selbst wenn sie nicht benutzt werden, schütteln sie das Eis einfach ab.“ Die „FanSet“ App von ebm-papst half ihnen bei der Anpassung. Torben ­Kirkolt und Kollegen konnten die Parameter einfach über MODBUS aktivieren. Er erklärt: „Dazu legt man sein Handy auf den Ventilator und drückt einen Knopf, schon lädt die App die neuen Informationen hoch.“ Somit ist es nicht mehr nötig, die Ventilatoren auseinanderzunehmen und neue Drähte zu verlegen. Die App von ebm-papst ist für jeden Kunden weltweit verfügbar.

6.000 Tonnen weniger CO₂

Auf die Anlage in Asaa folgten zwei örtliche Heizsysteme, die die Unternehmen AEA, EVAPCO und ebm-papst im Jahr 2020 zusammen auf die Beine stellten. Sie befinden sich in den Dörfern Vig mit knapp 3.000 Einwohnern und Højby mit 1.450 Einwohnern im Nordwesten des Landes. Doch die drei Unternehmen sind sich sicher, dass das erst der Anfang war.

Im Juni 2020 beschloss die dänische Regierung im Klimaabkommen von Christiansborg, Erdöl und Erdgas als Wärmequellen ganz auslaufen zu lassen, um den CO₂-Ausstoß des Landes zu reduzieren. Sie setzt verstärkt auf Fernwärme. Bereits heute liegt der Fernwärmeanteil am Endenergiebedarf in Dänemark bei mehr als 60 Prozent. Zum Vergleich: In Deutschland sind es gerade mal zwölf Prozent.

Wie positiv sich das auf das Klima auswirkt, zeigen die Zahlen der Anlagen aus Vig und Højby. Im Vergleich zu der Zeit, in der Erdgas die Wärmequelle war, sparen sie gemeinsam circa 6.000 Tonnen CO₂ pro Jahr ein. Sobald neue Aufträge kommen, sind die Unternehmen auf jeden Fall bereit. Tim Thøgersen resümiert: „Wir haben jetzt ein solides Konzept, das wir jederzeit wiederverwenden können. Wir kalkulieren einfach, wie viele Energieabsorber in der Lösung benötigt werden — und schon geht es los.“

Fernwärmemarkt in Europa

Dänemark kommt nach Island auf Platz 2 bei der Versorgung seiner Einwohner mit Fernwärme. (Grafik | Statista)

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