Vantaa Energy baut 90-MWh-Wärmebatterie für Fernwärme in Finnland

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Finnland ist für viele Dinge bekannt, beispielsweise für die Produktion schneller Rennfahrer, Nordlichter, Saunen und Fernwärme. Manche sagen, die Bewohner seien die glücklichsten Menschen auf der Erde, möglicherweise weil sie es lieben, die Nordlichter zu beobachten, während sie nackt mit Freunden in einer Außensauna sitzen und starke Trankopfer trinken. Es ist auch dafür bekannt, dass es zeitweise ziemlich kühl ist, was bedeutet, dass man großen Wert darauf legt, die bebaute Umgebung während der Wintermonate – also zwischen dem 15. August und dem 9. Juli des folgenden Jahres – warm zu halten.

Viele europäische Städte nutzen Fernwärme – etwas, das den meisten Amerikanern unbekannt ist. Anstatt in jedem Haus und Gebäude einzelne Öfen zu haben, erzeugen sie Wärme in großen Mengen und verteilen sie über ein System von Warmwasserleitungen an alle Gebäude in der Gemeinde. Vom Konzept her ähnelt es dem Kühlsystem in einem herkömmlichen Auto. Vantaa ist die viertgrößte Stadt Finnlands und verfügt daher bereits über ein gut funktionierendes Fernwärmesystem. Die Wärme für dieses System stammt jedoch aus vielen Quellen, von denen nicht alle frei von Kohlenstoffemissionen sind.

Vantaa Energy hat einen Plan, das Fernwärmesystem der Stadt auf ein System umzustellen, das stattdessen erneuerbare Energien nutzt. Das als Veranto bekannte Projekt soll noch in diesem Jahr mit dem Bau beginnen und zwei 60-MW-Elektrokessel zum Erhitzen des Wassers für das System nutzen. Auch die Abwärme lokaler Industrien wird genutzt, um das Wasser zu erhitzen. Das heiße Wasser wird in drei riesigen unterirdischen Kammern tief unter der Erde gespeichert. Genau wie das Kühlsystem in einem herkömmlichen Auto wird das System unter Druck gesetzt, damit die Wassertemperatur 140 °C (284 °F) erreichen kann. Laut Vantaa Energy wird das fertiggestellte System bis zu 90 MWh Energie speichern – genug, um eine mittelgroße Stadt wie Vantaa ein Jahr lang zu heizen und es zum größten thermischen Energiespeichersystem der Welt zu machen.

Bau einer thermischen Batterie

Der Umfang des Projekts ist enorm. Es wird drei Kammern geben, die 100 Meter (330 Fuß) unter der Erde vergraben sind. Jede Kammer wird 300 Meter (984 Fuß) lang, 40 Meter (131 Fuß) hoch und 20 Meter (66 Fuß) breit sein. Das Gesamtvolumen aller drei Kammern einschließlich der Verarbeitungsanlagen wird 1,1 Millionen Kubikmeter (39 Millionen Kubikfuß) betragen. Nach seiner Fertigstellung wird Veranto das größte thermische Energiespeichersystem der Welt sein.

„Die Welt befindet sich in einer gewaltigen Energiewende“, sagt Jukka Toivonen, CEO von Vantaa Energy. „Wind- und Solarenergie sind zu entscheidenden Technologien beim Übergang von fossilen Brennstoffen zu sauberer Energie geworden. Die größte Herausforderung der Energiewende war bisher die Unfähigkeit, diese intermittierenden Energieformen für die spätere Nutzung zu speichern. Leider reichen kleine Speicherlösungen wie Batterien oder Akkus nicht aus. Es werden große Speicherlösungen im industriellen Maßstab benötigt.“

Varanto wird Vantaa Energy dabei helfen, aus weniger mehr zu machen, da es in der Lage sein wird, zuvor verschwendete Wärme für eine spätere Nutzung zu speichern. Das Varanto-System ist ein großer Schritt hin zu einem hybriden Fernwärmesystem. Für jeden Moment kann die intelligenteste mögliche Erzeugungsmethode gewählt und verschiedene Energiequellen optimal genutzt werden. Im besten Fall funktioniert das Wärmeerzeugungssystem wie ein Hybridauto – manchmal wird es mit Strom betrieben, manchmal mit anderen Quellen. Das Fernwärmenetz der Stadt wird diese Wärme nach einem ausgeklügelten Steuerungssystem verteilen. Auf diese Weise kann das Versorgungsunternehmen seinen Kunden einen erschwinglichen und stabilen Preis sichern und gleichzeitig Emissionen vermeiden.

Das rund 200 Millionen Euro teure Projekt wird von Vantaa Energy finanziert, erhielt aber bereits einen Investitionszuschuss von 19 Millionen Euro vom finnischen Ministerium für Wirtschaft und Beschäftigung. Der Bau des Speichereingangs wird voraussichtlich im Sommer 2024 beginnen, und der saisonale Wärmespeicher könnte bereits 2028 in Betrieb gehen.

Ein tiefer Einblick in die Fernwärme

Fernwärme ist die beliebteste Form der Beheizung von Grundstücken und Häusern in großen Städten Finnlands. Möglich wird dies durch ein unterirdisches Netz, an das die meisten Gebäude angeschlossen sind. Finnland ist der größte Fernwärmeproduzent in den nordischen Ländern. Das Fernwärmenetz verbindet Energieerzeugung und -verbraucher. Die Energie, die durch das Netz fließt, ist ebenso umweltfreundlich wie die daran angeschlossenen Erzeugungsformen. Mit der Weiterentwicklung der Produktionsmethoden können neue Technologien in das Fernwärmenetz integriert werden, was das System sehr anpassungsfähig macht.

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Fernwärme ist effizient, weil die Wärme dort entsteht, wo sie benötigt wird. Für die Menschen in Vantaa wird es in der Müllverbrennungsanlage hergestellt, die gemischten Hausmüll sowie Gewerbe- und Industrieabfälle verwendet, die nicht recycelt werden können. Wärme wird auch im Kraftwerk Martinlaakso erzeugt, das heimisches Holz als Brennstoff verbrennt. Fernwärme ist für viele Unternehmen und Städte, die nach Möglichkeiten suchen, ihre Klimaziele zu erreichen, eine wichtige Option. Das Fernwärmenetz ermöglicht die CO2-Neutralität ganzer Städte, da das Netz die Versorgung von Bewohnern und Unternehmen mit klimafreundlicher Wärme erleichtert.

Ein Fernwärmenetz ist ein geschlossenes, zweisträngiges Erdnetz, in dem die erzeugte Wärmeenergie als Warmwasser zu den Nutzern fließt. Eine Leitung transportiert das Warmwasser zu den Gebäuden, während die andere Leitung das Wasser, das seine Wärmeenergie abgegeben hat, zur Wiedererwärmung zurückführt. Die Wärme wird über Wärmetauscher an die verschiedenen Gebäude übertragen, so dass das eigentliche Fernwärmewasser nicht im Wärmenetz der Gebäude zirkuliert.

Die Temperatur des Wassers, das zu Gebäuden fließt, liegt je nach Wetterlage zwischen 80 und 115 °C (175 bis 240 °F). In der Rücklaufleitung hat das Wasser, das seine Wärmeenergie abgegeben hat, typischerweise eine Temperatur von etwa 35 bis 50 °C (95 bis 112 °F). Moderne Fernwärmerohre sind äußerst wartungsarm und haben eine lange Lebensdauer – bis zu 100 Jahre. Die Region Vantaa verfügt über ein Fernwärmenetz von insgesamt 600 Kilometern.

Vantaa Energy hat die CO2-Emissionen seiner Energieproduktion im Vergleich zu 2014 um mehr als 70 % reduziert. Die Bemühungen um immer klimafreundlichere Energie gehen weiter und Vantaa Energy hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 ein kohlenstoffnegatives Energieunternehmen mit Kreislaufwirtschaft zu sein. Seine CO2-negativen Pläne basieren auf Kreislaufwirtschaftslösungen, um sicherzustellen, dass Energie und begrenzte Ressourcen so intelligent wie möglich zirkulieren. Fernwärme, die erneuerbare Energien nutzt, ist ein großer Schritt vorwärts, um die bebaute Umwelt komfortabel zu halten, ohne die Atmosphäre mit Schadstoffen zu belasten.