Prozess- und Fernwärme mit konzentrierenden Solarkollektoren
Über ProSolNetz:
Deutschland seht vor einer Herkulesaufgabe. Bis Ende 2026 müssen alle Wärmenetzbetreiber Transformationspläne erstellen, in denen sie den Pfad zur Klimaneutralität ihrer Netze bis 2045 beschreiben. Gleichzeitig stellen Klimaziele und steigender Kostendruck die Industrie vor die Herausforderung, ihre Energieversorgung zu dekarbonisieren.
Das neu gestartete Forschungsprojekt ProSolNetz unterstützt Planer, Stadtwerke Industriebetriebe dabei, konzentrierende Solarkollektoren in diese Planungen einzubeziehen. ProSolNetz liefert Daten zu Erträgen, Kosten und Einbindungsoptionen mit anderen regenerativen Technologien.
Das Verbundvorhaben ProSolNetz wird im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über den Projektträger Jülich (PTJ) gefördert. Projektkoordinator ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Projektlaufzeit: Mai 2024–April 2027
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Das 3-Jahresprojekt ProSolNetz liefert Planern, Stadtwerken, Wärmenetzbetreibern und Industriebetrieben ein umfangreiches Servicepaket, damit sie konzentrierende Solarthermieanlagen in der Wärmeplanung berücksichtigen und realisieren können. Im Projekt werden existierende Wärmesystem-Auslegungstools wie ScenoCalc Fernwärme und Greenius um konzentrierende Kollektorsysteme ergänzt. Zudem wird das ProSolNetz-Konsortium kommerzielle Parabolrinnenanlagen vermessen, um Erträge zu validieren, und bei der Projektplanung und Umsetzung beraten.
In dem Projekt werden die notwendigen Entwicklungen und Evaluierungen – auch in ersten Pilotanlagen – durchgeführt, sowie kosteneffiziente Komponenten und technische Lösungen zur Systemintegration entwickelt. Es sollen aber auch markt-gängige Auslegungswerkzeuge weiterentwickelt und Schulungsangebote für Planer und Industrie erarbeitet werden.
Einsatz der konzentrierenden Solarthermie in Wärmenetzen und als Prozesswärme
Konzentrierende Solarkollektoren sind eine Schlüsseltechnologie für die Wärmewende. Sie können mit hoher Effizienz Temperaturen bei und weit über 100 °C liefern und zusammen mit Speichern eine verlässliche CO2-neutrale Wärmequelle bilden. Durch die Integration von Speichern kann der Anteil der Solarwärme auf 50 bis 60 % erhöht werden.
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Für eine versorgungssichere, klimaschonende und kosteneffiziente Wärmeversorgung in Deutschland bedarf es eines Mixes verschiedener erneuerbarer Energietechnologien in Verbindung mit Effizienzmaßnahmen. Die verschiedenen Technologieoptionen können und müssen miteinander kombiniert und integriert werden.
Konzentrierende Solarkollektoren in Wärmenetzen sind daher nicht als Konkurrenz zum Beispiel zu Wärmepumpen oder Geothermie zu sehen; sie sind viel mehr eine sinnvolle Ergänzung. Die solare Hochtemperaturwärme stellt dabei eine verlässliche und relativ kostengünstige Option bei der Wärmeplanung dar. Bei höheren Temperaturen sind Wärmepumpen oftmals noch zu teuer und industrielle Abwärmenutzung kann nicht über Jahrzehnte hinweg als garantiert verfügbar angesehen werden.
Der Markt für konzentrierende Kollektoren in Europa wächst. In Spanien ist im letzten Sommer die größte solare Prozesswärmeanlage für die Brauerei Heineken in Betrieb gegangen. Parabolrinnenkollektoren mit 30 MW liefern dort 140 bis 160 °C an die Brauerei. Aber auch in deutschen Breiten zeigen konzentrierende Solarwärmeanlagen gute Erträge. In Belgien – mit ähnlicher Sonneneinstrahlung wie Deutschland – laufen erfolgreich drei konzentrierende Anlagen für Industriebetriebe. In Dänemark setzen bereits zwei Wärmenetzbetreiber Parabolrinnenkollektoren als ein Baustein ihrer Dekarbonisierungsstrategie ein. In Deutschland befinden sich mehrere multi-MW Anlagen mit Hochtemperaturkollektoren für Wärmenetze und Industriebetriebe in der Planung.
