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Die Nutzung von Exergieströmen in kommunalen Strom-Wärme-Systemen zur Erreichung der CO2- Neutralität von Kommunen bis zum Jahr 2050

The usage of exergy streams in local heat and power systems to achieve CO2-neutrality of communities by 2050
 
: Hertle, Hans; Jentsch, Andrej; Eisenmann, Lothar; Brasche, Julia; Brückner, Sarah; Schmitt, Corinna; Sager, Christina; Schurig, Marlen

Heidelberg: ifeu, 2014, 176 S.
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit BMUB
3710 16 124
Deutsch
Bericht
Fraunhofer IBP ()

Abstract
Mit der Einbeziehung der Exergie eines Energiestroms in die Betrachtung von kommunalen Energiesystemen lässt sich neben der Quantität von Energieströmen auch die Qualität berücksichtigen. Als Maßstab für die Qualität eines Energiestroms gilt dabei die physikalische Arbeitsfähigkeit. Wie die verschiedenen kommunalen Energieversorgungssysteme und Energieabnahmesysteme in Zukunft sowohl exergetisch als auch in Bezug auf CO2-Minderung optimiert werden können, wurde Rahmen dieses Forschungsprojektes analysiert. Bei der Betrachtung von Basissystemen zeigt sich, dass in den klassischen konventionellen Systemen Exergie in hohem Maße verloren geht. In modernen gekoppelten Fernwärme oder Abwärme-Systemen in Kombination mit der Nutzung erneuerbarer Energieträger und unter Einbeziehung von Kaskaden-Nutzung von Wärme auf jeweils dem angepassten Temperaturniveaus zeigt sich die Stärke des Exergie-Konzepts. Hier werden die wenigsten Ressourcen beansprucht, um den größtmöglichen Nutzen zu erhalten. Im Forschungsbericht wird sowohl die Übertragung des Exergie-Konzepts auf die Ausstellung von Energie/Exergie-Ausweisen für Wohn- und Nichtwohngebäude untersucht, als auch ein Vorschlag für die exergetische Bewertung von kommunalen Energiesystemen gemacht.
Die Exergie sollte als zusätzlicher Indikator in das Benchmark Kommunaler Klimaschutz mit aufgenommen werden. Außerdem sollte bei der Berechnung von Kraft-Wärme-Kopplungsprozessen nach der exergetischen Methode allokiert werden. Für Kommunen ist es notwendig, den Exergieansatz in die kommunale Bewertungs- und Planungspraxis zu integrieren.

 

By including the exergy of an energy stream when considering local energy systems, the quantity as well as the quality of energy streams can be taken into account. Physical working capacity can be applied as benchmark for the quality of an energy stream. This research project analyses how different local energy supply systems and energy input systems can be optimised exergetically as well as with regard to CO2-mitigation in the future. When considering base systems it becomes clear that traditional conventional systems lose exergy to a vast extent. Modern combined district heating or waste heat systems in combination with the use of renewable energy sources and by including cascade use of heat on the respective adapted level of temperature, the potential of exergy concepts becomes evident. Here, least resources are used to achieve the greatest possible benefit. The research report investigates the transmission of the exergy concept on the issuing of energy/exergy labels for residential and non-residential buildings. The report also proposes an exergetic assessment of local energy systems.
Exergy should be included as additional indicator for benchmarking in local climate protection. Moreover, the calculation of combined heat and power processes should be allocated along the exergetic method. It is necessary for communities to integrate the exergy approach in local practice of evaluation and planning.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-323918.html