Fernwärme: Wenn der Zugersee die Wohnung heizt

Veröffentlicht am 28 Januar 2020

Der WWZ-Energieverbund Circulago nutzt das Wasser aus dem Zugersee als erneuerbare Energiequelle. Damit versorgt Circulago immer mehr Gebäude in der Stadt Zug und in Baar-Süd mit Wärme und Raumklima. Doch wie heizt man mit kaltem Seewasser eine Wohnung?

WWZ arbeitet seit 2017 am Bau des Fernwärme- und -kältenetzes Circulago, das in Zukunft weite Teile der Stadt Zug und von Baar-Süd versorgen wird. Die ersten Quartierzentralen Lüssi und Metalli nimmt das Unternehmen dieses Jahr in Betrieb. Im Endausbau wird Circulago rund 25’000 Tonnen CO2 einsparen – pro Jahr. Das entspricht dem CO2-Ausstoss von rund acht Millionen Litern Heizöl. Diese Menge benötigt man, um rund 3’200 Einfamilienhäuser zu heizen.

Mehr als 100 Millionen Franken investiert WWZ allein in den Energieverbund Circulago. Das Unternehmen realisiert auch weitere Wärmeverbünde in der Region und trägt damit bei, die Ziele im Energieleitbild des Kantons Zug zu erreichen. Diese geben vor, dass Gebäude in dicht besiedelten Gebieten einem Wärmeverbund, der Abwärme oder erneuerbare Energie nutzt, angeschlossen sind. Das Generationenprojekt Circulago ist somit ein zentraler Baustein der Zuger Energiezukunft.

So funktioniert eine Wärmepumpe

WWZ macht die Energie des Zugersees mithilfe eines physikalischen Prozesses als Wärme nutzbar. Dazu braucht es Wärmepumpen. Die Infografik zeigt, wie diese Wärmepumpen aus 4 – 8 °C kaltem Seewasser Fernwärme mit einer Temperatur von 70 °C erzeugen.

Infografik: Ablauf Fernwärme

1. Zugersee

Infografik: ZugerseeIn einer Tiefe von 26 Metern beträgt die Wassertemperatur ganzjährig 4 bis 8 °C. Dieses Seewasser wird durch unterirdische Leitungen zur Seewasserzentrale gepumpt.

2. Seewasserzentrale

Infografik: SeewasserzentraleWärmetauscher übertragen die Energie des Seewassers – beziehungsweise dessen Temperatur – an das Verteilnetz. Das leicht kühlere Seewasser fliesst danach zurück in den Zugersee.

3. Verteilnetz

Infografik: VerteilnetzDas unterirdische Verteilnetz leitet die Energie an die Quartierzentralen weiter.

4. Quartierzentrale

Infografik: Wärmepumpe

In den Quartierzentralen übertragen Wärmetauscher die Energie an Wärmepumpen. Diese machen die Energie des Seewassers als Heizenergie nutzbar. Das funktioniert mithilfe eines geschlossenen Ammoniak-Kreislaufs im Inneren der Wärmepumpe, der vier Phasen durchläuft: 

  1. Verdampfung:
    Die Energie aus dem Verteilnetz reicht, um das flüssige Ammoniak in der Wärmepumpe soweit zu erwärmen, dass es verdampft. Dies funktioniert, weil das Ammoniak dank den spezifischen Druckverhältnissen im geschlossenen Kreislauf der Wärmepumpe bereits bei 4 bis 8 °C zu Dampf wird.
  2. Verdichtung:
    Der Ammoniak-Dampf wird dann von einem Kompressor verdichtet. Damit steigen der Druck und die Temperatur des Dampfs.
  3. Kondensation:
    Die tiefere Rücklauftemperatur des Quartier-Fernwärmenetzes bringt im Wärmetauscher den Ammoniak-Dampf bei rund 70 °C zur Kondensation. Der Dampf verflüssigt sich und gibt seine Wärme über den Wärmetauscher an dieses lokale Fernwärmenetz ab.
  4. Expansion:
    Das kondensierte Ammoniak wird anschliessend wieder auf das erste Druckniveau entspannt. Der Wärmeerzeugungskreislauf beginnt von neuem.

5. Wärmeleitung

Infografik: WärmeempfängerDas nun 70 °C warme Wasser wird in isolierten Fernwärmeleitungen von den Quartierzentralen zu den Endverbrauchern transportiert und über einen Wärmetauscher die Energie an das gebäudeinterne Heizsystem abgegeben. So werden die Gebäude mit Energie für Heizung und Warmwasser versorgt.

6. Kälteleitung

Infografik: Kälteempfänger

Nebst Fernwärme stellt Circulago auch Fernkälte bereit. Die Kälteenergie wird in der Quartierzentrale direkt vom Verteilnetz an das lokale Fernkältenetz übertragen und zu den Endverbrauchern geleitet. Sie erhalten so Energie für die Klimatisierung von Räumen.

Grosses Potenzial für Wärmeverbünde

In den Schweizer Seen schlummert ein grosses Energiepotenzial. Viele Städte liegen an Seen und könnten deren Energie nutzen, um Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Wärmeverbünde, die wie Circulago Seewasser als erneuerbare Energiequelle nutzen, sind daher eine wichtige Stütze auf dem Weg in eine nachhaltige Energiezukunft. Damit ist das Potenzial von Wärmeverbünden aber noch lange nicht ausgeschöpft. Denn auch mit Abwärme aus industriellen Prozessen, Kehrichtverbrennungsanlagen, Holz, Kläaranlagen oder Umweltwenergie kann man nachhaltige Wärmeverbünde betreiben. Eine Studie der HSLU geht davon aus, dass die Schweiz bis 2050 fast 40 Prozent des Energiebedarfs für die Heizung und Warmwasser-Aufbereitung in Gebäuden durch Fernwärmeverbünde decken könnte.

 

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Tags: Versorgungssicherheit, Energiezukunft, Circulago, Seewärmeprojekt, Nachhaltigkeit