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Wirtschaftlich, klimaschonend, zukunftsweisend - Power2heat trifft Power2gas

Wärmenetz Bosbüll

Wirtschaftlich, klimaschonend, zukunftsweisend - Power2heat trifft Power2gas

Wärmenetz Bosbüll

YADOS Effizienztechnologie - Wärmenetz mit Sektorenkopplung für eine fossilfreie Energie-Zukunft

  • Sonstige Gebäude
  • Renovierung
  • Fernwärme
Die nordfriesische Gemeinde Bosbüll bezieht grüne Wärme aus dem eigenen Nahwärmenetz. Ein ausgeklügeltes Power2heat-Konzept wandelt elektrische Energie aus Wind- und Solar-Anlagen in Wärmeenergie. Die regenerativen Energieerzeuger bleiben so auch nach Ablauf der Förderung durch das erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wirtschaftlich attraktiv.

Kosten- und umweltschonende Wärme mit Power2X

Knapp 250 Einwohner leben in Bosbüll, einem kleinen Ort nahe der dänischen Grenze. Zur wirtschaftlichen Stabilität der selbständigen Gemeinde tragen seit vielen Jahren zwei Bürger Wind- und Solarparks bei. Zwei der Windenergieanlagen fielen Ende 2021 aus der EEG-Förderung, weitere folgen in den kommenden Jahren. Für den Solarpark wird die Förderung Ende des Jahrzehntes auslaufen.

Elektrolyseur in Reussenköge - Wärmenetz Bosbüll

Elektrolyseur in Reussenköge - Foto: GP JOULE

Mit einem ausgefeilten Power2heat-Konzept und einem hocheffizienten Power2gas-System zur Produktion von grünem Wasserstoff gelingt es Bosbüll, die Ü20-Anlagen auch im „Post-EEG-Betrieb“ rentabel zu betreiben und die Wärmeversorgung der Gemeinde zu sichern. Und das weitestgehend fossilfrei.

Konzept, Planung und Umsetzung des Verbundprojekts übernahm die GP Joule GmbH aus Schleswig-Holstein, ein Pionierunternehmen im Bereich der Sektorenkopplung. Die technischen Komponenten der Power2heat-Lösung und das Leitsystem zur Regelung und Visualisierung der Energiezentrale und des Fernwärmenetzes stammen von YADOS. Gefördert wurde das Projekt über das Förderprogramm Wärmenetzsysteme 4.0 des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa).

Sonne, Wind und Wärme: Erzeugung, Übergabe und Verteilung thermischer Energie

Die neue Energiezentrale in Bosbüll und der 14m hohe Wärmespeicher

Abbildung: Die neue Energiezentrale und der 14m hohe Wärmespeicher

Technisch realisiert ist das Power2heat-Konzept über drei vorlaufgeregelte Luft-Wasser-Wärmepumpen. Diese wandeln den regenerativ erzeugten Strom mit einer Gesamtleistung von 240 kW in Wärmeenergie, die direkt in das 2,7 km lange Netz der Ortschaft eingespeist wird. Ein 750 kW Elektroheizeinsatz, der einen 14 Meter hohen und 84 m³ Wärmespeicher beheizt, ergänzt die thermische Leistung um ca. 370 MW. Bis zu vier Wochen kann die thermische Energie zwischengespeichert werden.
In der YADOS Energiezentrale, verbaut in einer 60 t schweren Betonzelle, stehen eine YADOS Hydraulikstation zur Wärmeverteilung und ein Hoval Max-3 Gas-Heizkessel zur Spitzlastabdeckung bereit.

Maßgeschneiderte YADOS Hydraulikstation für den optimierten Netzbetrieb

YADOS Hydraulikstation - Wärmenetz Bosbüll

YADO|ENERGY Hydraulikstation mit Wärmeerzeuger, Wärmespeicher und Wärmeverteiler

Um das Maximum an Effizienz eines thermischen Gesamtsystems auszuschöpfen, müssen integrierte Erzeuger und Verbraucher exakt aufeinander abgestimmt und möglichst nah an ihrem jeweiligen Wirkungsgrad-Optimum betrieben werden. Dafür sorgt in Bosbüll eine YADOS Hydraulikstation: Sie optimiert das Zusammenspiel von Energieerzeuger, Wärmeerzeuger, Wärmespeicher und Wärmeverteiler und minimiert thermische Verluste durch exakte Regelung der Volumenströme.
Die thermische Energie wird bedarfsgerecht mit einem Vorlauf von 70°C bis 85°C an die Verbraucher übergeben. Die hohe Temperaturspreizung, die durch einen Rücklauf von 50°C bis 55°C entsteht, ermöglicht einen besonders effizienten Betrieb der Wärmetechnik. Um eine sehr kostengünstige Wärmebereitstellung zu realisieren, wird der erneuerbar generierte Strom vornehmlich zu Zeiten der EisMan-Schaltung in thermische Energie gewandelt. Diese kann im Wärmespeicher bzw. im Wärmenetz gepuffert werden. Der Betrieb der Wärmepumpen und des Heizstabes erfolgt gänzlich ohne Strombezug aus dem öffentlichen Netz.

Passgenaue und komfortable Wärmeversorgung mit smarter Wärmeübergabe

In den versorgten Objekten übernehmen Smart-Home-fähige YADOS Wärmeübergabestationen temperatur-, druck- und bedarfsabhängig den Wärmetransfer in die Gebäudeheizungsanlagen. Hydraulisch getrennt durch einen Plattenwärmeübertrager wird die thermische Energie in den Heizkreislauf der Verbraucher eingespeist. Die zugehörige Steuerungstechnik (DDC) erlaubt eine hohe Bandbreite an persönlichen Anpassungen - für die individuelle Versorgung wird sowohl den spezifischen Nutzervorgaben als auch der Wetterlage und Tageszeit Rechnung getragen.

Power2heat trifft Power2gas

Wasserstoff-Tankstelle in Niebüll mit Brennstoffzellen-Bus | Quelle GP JOULE GmbH

Wasserstoff-Tankstelle in Niebüll mit Brennstoffzellen-Bus | Quelle GP JOULE GmbH

Das eFarm-Projekt der GP JOULE GmbH ergänzt die power2heat-Anlage der Gemeinde durch power2gas bzw. Power2fuel. Im bisher größten deutschen nachhaltigen Wasserstoff-Mobilitätsprojekt generieren gleich fünf – im nordfriesischen Kreisgebiet verteilte – Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Elektrolyseure (Gesamtleistung 1,125 MW) Wasserstoff aus regional erzeugtem Solar- und Windstrom.
Zwei der Elektrolyseure stehen in Bosbüll. Mit jeweils 225 kW Leistung können die Anlagen insgesamt rund 200 kg Wasserstoff pro Tag herstellen. Auch die 100 MWh Abwärme aus der Elektrolyse verpufft nicht ungenutzt, sondern wird dem Wärmenetz bzw. dem Wärmespeicher zugeführt. Das steigert den Wirkungsgrad der Elektrolyseure auf 95%.
An speziellen Wasserstofftankstellen in Niebüll und Husum kann der klimaneutrale Wasserstoff getankt werden. Dazu bringt eine Verdichtungsanlage den CO2-freien Kraftstoff auf den zum Tankvorgang benötigten Druck von 500 bis 1000 bar.

YADOS Leit- und Kommunikationstechnologie für die volle Effizienz

Screenshot Monitoring Energiezentrale mit YADO|LINK Leittechnik - Wärmenetz Bosbüll

Transparentes und aussagekräftiges Monitoring mit YADO|LINK

In Bosbüll koordiniert, steuert, regelt und visualisiert YADO|LINK die Erzeugungs-, Verteil- und Übergabeprozesse der eingebundenen Erzeuger und Wärmeübergabestationen einschließlich DDC-Reglern. Vernetzte Sensoren, Aktoren und modulare Regelungseinheiten erfassen und verarbeiten anlagenrelevante Daten wie Temperaturen, Massenströme oder Leistungen. Bei Abweichungen auf Erzeuger- oder Verbraucherseite greift eine Regelungsfunktion und passt den Betrieb der betreffenden Komponenten an.

Die kontinuierliche Auswertung von systemeigenen Soll- und Ist-Daten ermöglicht es, die Anlagenführung reaktiv zu korrigieren und weiter zu optimieren, indem aus den gewonnenen Daten wiederkehrende Trends oder langfristige Prognosen abgeleitet werden. Erfahrungsgemäß können über die datenbasierte Überwachung und Steuerung der Anlagenfahrweise sowie exakt ausgeregelte Rücklauftemperaturen durchschnittlich 8 bis 10 %, in nutzungsintensiven Umgebungen bis zu 30 % Primärenergie eingespart werden.

Wirtschaftlich, klimaschonend, zukunftsweisend

In Zeiten der dringend notwendigen Dekarbonisierung bietet das Erfolgsmodell Bosbüll einen vorbildlichen Ansatz für innovative Energiekonzepte von Kommunen, Gemeinden und Betreibern: Allein über die Power2heat-Lösung spart die nordfriesische Gemeinde jährlich 180.000 l Heizöl ein. Darüber hinaus bietet das lokale Energiebezugskonzept hohe Versorgungssicherheit und Unabhängigkeit von volatilen Energiepreisen.

Ihr Ansprechpartner zu dieser Referenz:
Maik Hock
+49 0151-27521236
Maik.Hock@yados.de