Erneuerbare Wärme aus Wasser

Ausgelobt wurde der eku-innovativ-Zukunftspreis vom Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft, um lokales und regionales Engagement zu unterstützen. Die Auszeichnung ist mit 20.000 Euro dotiert.

Die Preisverleihung mit Staatsminister Wolfram Günther findet am Samstag, den 29. Mai 2021, 9:30 Uhr, als Hybridveranstaltung in Chemnitz im Carlowitz Congresscenter und online statt.

AQVA-HEAT

Dem neuen Klimaschutzgesetz zufolge soll Deutschland bis 2045 klimaneutral werden. Für die dazu nötige „Wärmewende“ und die Ausweitung auf große, teils auch kurzzeitig bereitzustellende Leistungen, müssen zwingend neue Ansätze für die Erschließung zuverlässiger Wärmequellen gefunden werden.

Das „AQVA HEAT“ Forschungsprojekt des Instituts für Luft- und Kältetechnik in Dresden sieht in der Nutzung von Oberflächengewässern als Wärmequelle, eine Lösung für großtechnische Nah- und Fernwärmestrukturen.
Wärme ohne Umweltbeeinflussung.

Das ILK Projekt verbindet Wasser, Energie und mineralische Rohstoffe mit einem ganz konkreten Nutzen: der Bereitstellung von Wärme ohne Umweltbeeinflussung. Die Idee dahinter ist ein geschlossenes Kreislaufsystem mittels Wärmepumpen als Technik und Oberflächengewässern als Ressource. Als natürlichstes Kältemittel wird Wasser eingesetzt.

Die Vision

In der Lausitz soll kurzfristig die bestehende Fernwärmestruktur weiter genutzt werden. Dazu müssen Großwärmepumpen aus der neu geschaffenen Wärmequelle AQVA die notwendigen Vorlauftemperaturen erzeugen. Langfristig können sogenannte kalte Fernwärmenetze zum Einsatz kommen, bei denen dezentrale Wärmepumpen direkt die erforderliche Heizwärme bereitstellen.

Mit dem neuen „AQVA-HEAT“-Konzept wird Wasser auf dem physikalisch effizientesten Wege zum Gefrieren gebracht. Am sogenannten „Tripelpunkt“ siedet Wasser bereits bei 0°C, während es gleichzeitig gefriert. Die zur Verdampfung notwendige Wärme wird dem Wasser selbst „entzogen“, sodass sich Eiskristalle innerhalb der Flüssigkeit ausbilden. Der entstehende Wasserdampf wird wie bei einem gewöhnlichen Kältekreisprozess auf einen höheren Druck verdichtet. Die anschließend freiwerdende Kondensationswärme kann mit einer Wärmepumpe auf das zum Heizen erforderliche Temperaturniveau gebracht werden. Das entstehende, pumpfähige Flüssigeis wird kontinuierlich ins Gewässer zurückgeführt oder kann z.B. zusätzlich in einem einfachen Speicher zwischengelagert sowie zeitversetzt für verschiedenste Kühlaufgaben genutzt werden.

Projektverantwortlicher Wissenschaftler für das neue Konzept ist Herr Christoph Steffan – Maschinenbauer und Spezialist für die Erzeugung und Anwendung von Flüssigeis und die thermische Nutzung von Gewässern.

Das ILK, als anerkannte Forschungseinrichtung für Luft- und Kältetechnik, sieht einen Weg, die Klimaneutralität zu erreichen, in der breiteren Anwendung von Wärmepumpen. Prof. Franzke, Geschäftsführer des ILK Dresden: „Wir haben uns mit dem Projekt AQVA HEAT für den „Zukunftspreis eku innovativ“ beworben, weil wir darin einen relevanten Beitrag zum angewandten Umwelt-, Klima- und Naturschutz sowie zur Anpassung an den Klimawandel in Sachsen sehen."