IN²-Demonstration: Elektrifizierung – ein Gebäude nach dem anderen

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Für seine 10. Kohorte hat der Wells Fargo Innovation Incubator (IN²) bildete eine reine Demonstrationsgruppe, in der jeder Teilnehmer im Rahmen des Programms eine Demonstration seiner Technologien plante und durchführte.

Das IN² Startups werden ihre Demonstrationen in den nächsten ein bis zwei Jahren abschließen und so ihr Ziel erreichen, ihre Technologien auf dem Markt durchzusetzen. Indem man jedem Start-up eine reale Chance gibt, seine Technologie einzusetzen, unterstützt durch die technische Unterstützung des National Renewable Energy Laboratory (NREL), trägt man dazu bei, das Risiko der Neukundenakquise zu verringern, indem man ein konkretes Erfolgsbeispiel liefert.

Donnel Baird, CEO von BlocPower, sagt gerne, er wolle Gebäude in Teslas verwandeln, aber dieses Ziel, Gebäude im ganzen Land zu elektrifizieren, bedeutet noch etwas mehr.

„Wir haben eine Kirche in meinem Block, in dem ich als Kind aufgewachsen bin, umgebaut“, sagte Baird. „Ich bin jeden Tag an dieser Kirche vorbeigegangen. Als ich jung war, heizten wir unser Haus mit einem Gasofen, und im Winter öffneten wir die Ofentür, um unser Haus zu heizen. Als Erwachsener in denselben Stadtblock zurückzukehren und die Emissionen zu reduzieren, war das ein schöner Moment, in dem sich der Kreis schließt.“

Da Gebäude für 30 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich sind, zielt BlocPower darauf ab, diese Emissionen durch die Renovierung von Gebäuden, die Entfernung von Anlagen für fossile Brennstoffe und die Umstellung der Gebäude auf elektrische Systeme, typischerweise mit einer Wärmepumpe, zu reduzieren. Wärmepumpen übertragen Wärme zwischen Außen- und Innenbereich und nutzen dabei die gleichen Wirkungsgrade der Dampfkompressionstechnologie wie herkömmliche Klimaanlagen und wenden diese sowohl im Heiz- als auch im Kühlmodus an. Bisher hat das Unternehmen nach eigenen Angaben mit mehr als 5.000 Familien in Brooklyn zusammengearbeitet und etwa 3 % der Wohngebäude in New York City elektrifiziert.

„Die Zukunft der Menschheit liegt in unseren Händen“, sagte Baird. „Wir verfügen über alle Hardware- und Softwarekapazitäten, die wir benötigen, um die Emissionen drastisch zu reduzieren.“

Durch seine IN2-Demonstration hilft NREL BlocPower dabei, zu bewerten, wie diese technischen Fähigkeiten im Feld funktionieren können.

BlocPower lässt sich von den wirtschaftlichen, arbeitskräftebezogenen und Lieferketten-Herausforderungen, die mit dem Masseneinsatz einhergehen, nicht abschrecken. Das Unternehmen hat Verträge zur Elektrifizierung von drei US-Städten in den nächsten sechs Jahren: Ithaca, New York; Menlo Park, Kalifornien; und San Jose, Kalifornien, die zehntgrößte Stadt des Landes. BlocPower hat auch kleinere Verträge in Atlanta, Georgia und Milwaukee, Wisconsin.

Baird hat einen großen Optimismus, der ihn antreibt, diese Arbeit zu erledigen.

„In den nächsten fünf Jahren werden wir jedes einzelne Gebäude in diesen Städten dekarbonisieren“, sagte Baird. „Ich denke, die Leute glauben nicht, dass wir es tatsächlich schaffen werden, aber wir werden es schaffen. Wir haben mit NREL zusammengearbeitet, um digitale Zwillinge und Vorhersagemodelle für die Elektrifizierung jedes Gebäudes zu erstellen.“

Im Rahmen der Teilnahme von BlocPower an der IN2-Demonstrationskohorte führt das Unternehmen eine Demonstration im Raum New York durch, um eine Technologie namens Electric Thermal Storage (ETS) zu testen, bei der es sich um ein Strahlungsheizsystem handelt.

„Es handelt sich im Grunde um einen großen Keramikstein, der Wärme speichert und abgibt“, sagte Matt Leach, leitender NREL-Forscher in der Gruppe für Kontrolle und Analyse von Gewerbegebäuden und Hauptforscher für das BlocPower IN2-Projekt. „Wenn man etwas mit hoher Wärmekapazität erhitzt, bleibt es lange heiß. Es ähnelt einem alten Holzofen – das Gusseisen bleibt eine Weile heiß, sobald es heiß ist, und wärmt so den Raum auf.“

Die Idee ist, dass eine Wärmepumpe ein Gebäude im Winter heizt und die herkömmlichen Dampfheizkörper ersetzt. Darüber hinaus können Bewohner das ETS-System aufladen, um eine Wohnung oder einen anderen Mehrfamilienwohnraum angenehm warm zu halten und die Stromspitzenkosten zu senken, selbst bei kältesten Temperaturen. Die IN2-Demonstration von BlocPower wird dazu beitragen, die Frage zu beantworten, wie oft, wenn überhaupt, das ETS erforderlich ist, um den Heizbedarf der Bewohner während der nächsten Wintersaison zu decken. Während sich diese Demonstration auf die Heizperiode konzentriert, sorgen dieselben Wärmepumpen auch im Sommer für Kühlung.

„Diese Gebäude sind normalerweise 80 bis 100 Jahre alt, daher ist die Isolierung nicht besonders gut und eine Modernisierung ist zu teuer“, sagte Dominique Lempereur, technischer Leiter von BlocPower. „Mit den Wärmepumpen ersetzen wir einen Dampfheizkörper, was mich dazu brachte, darüber nachzudenken, in diese Häuser ein Strahlungsheizsystem wie ETS einzubauen. Darüber hinaus werden viele Wärmepumpen in Gebäuden eingesetzt, die ein System unterhalten, das Brennstoff als Backup nutzt. Das ETS kann Gas als Backup ersetzen, und dann hat man eine 100 % elektrische Lösung, die funktioniert.“

Für sein IN² Für die Demonstration arbeitet BlocPower mit der Steffes Group zusammen, einem führenden Anbieter von ETS-Technologie. Die Hoffnung besteht darin, die Demonstration innerhalb des nächsten Jahres durchzuführen und die vollständigen Tests zu Beginn der Heizperiode im Oktober 2024 beginnen zu können. BlocPower wird die Temperaturen und den Stromverbrauch überwachen und eine Analyse durch Dritte sicherstellen, um Verzerrungen zu vermeiden. Lempereur geht davon aus, dass bis Mai 2025 alles erledigt sein wird.

„Sie werden das ETS zusammen mit der Wärmepumpe installieren und versuchen, es in verschiedenen Betriebsmodi laufen zu lassen und zu sehen: Ist der Raum komfortabler? Ist die Energierechnung höher oder niedriger?“ Sagte Leach.

Obwohl es sich bei dieser Demonstration um eine lebenswichtige Arbeit handelt, steht die Technologie nicht im Vordergrund, wenn Baird über die Gesamtmission von BlocPower spricht. Gerechtigkeit ist sein Schwerpunkt. Er möchte sicherstellen, dass BlocPower unterversorgten Gemeinden beim Übergang zu sauberer Energie hilft – nicht nur den wohlhabenderen Teilen Amerikas. Darüber hinaus möchte er eine gemeinschaftliche Belegschaft schaffen, die ihren Nachbarn dient.

„Die Vision des New Yorker BlocPower Civilian Climate Corps basiert auf öffentlicher Sicherheit, Investitionen und gemeinsamer Verantwortung“, sagte Baird. „Es war eine Idee, die aus der Pandemie entstand, als die Stadt mit großer wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Not konfrontiert war. Im Jahr 2021 entschied sich das Büro des Bürgermeisters, mit BlocPower in die Schaffung von Arbeitsplätzen für die Gemeinden zu investieren, die am stärksten von Waffengewalt betroffen sind. In diesem Programm werden Einzelpersonen aus Gemeinden, die von Waffengewalt und dem Klimawandel betroffen sind, darin geschult, eine umweltfreundlichere und sicherere Zukunft zu führen.“

Viele dieser Arbeiter halfen BlocPower durch die Zusammenarbeit mit seinen Auftragnehmern. Unter der Aufsicht des Leiters des Elektro- oder Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnikunternehmens können sie zu einem BlocPower-Standort kommen und dabei helfen, Kabel durch ein Gebäude zu ziehen, Kühlleitungen zu installieren und vieles mehr.

„Wir haben viele Mitglieder dieses Personalentwicklungsprogramms erfolgreich in die tatsächliche Arbeit integriert“, sagte Lempereur. „Einige von ihnen haben eine Festanstellung gefunden und wurden von diesen HVAC-Auftragnehmern eingestellt.“

Als Baird darüber spricht, warum er sich so darauf konzentriert, spricht er über die Zukunft, die er seinem Sohn hinterlassen möchte. „Wir müssen zusammenarbeiten und zusammenarbeiten, um saubere Energie in ganz Amerika auszubauen“, sagte er.

Erfahren Sie mehr über die IN²-Programm.

IN² Demonstrationsreihe:

Mit freundlicher Genehmigung von Nationales Labor für erneuerbare Energien. Von Jeffrey Wolf.