Fachpressemitteilung
GEA liefert leistungsstarke Wärmepumpen für Fernwärme in Gateshead – das größte Grubenwasserprojekt in Großbritannien
20 Jun 2023
Wärmeenergie aus der Kohlemine: Das „Gateshead Mine Water Scheme" ist das derzeit größte Projekt in Großbritannien zur Wärmerückgewinnung aus Grubenwasser. GEA lieferte als Projektpartner 2 x 3 MW-Hochleistungswärmepumpen.
GEA ist führend bei technologischen Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels und bei der Versorgung von Fernwärmeprojekten wie diesem im Nordosten Englands. GEA-Wärmepumpen stehen im Mittelpunkt des Gateshead Mine Water Scheme, des landesweit größten Systems zur Wärmerückgewinnung aus Grubenwasser. (Foto: GEA)
Die Hochleistungswärmepumpen nutzen die Energie des natürlich erwärmten Grubenwassers, um den Wärmebedarf der an das Fernwärmenetz angeschlossenen Gebäude zu decken. Das bestehende städtische Wärmenetz, das bereits 18 öffentliche und private Gebäude sowie 350 Haushalte versorgt, wird damit um eine zusätzliche Wärmeleistung von zwölf GWh pro Jahr erweitert.
Ein Pilotprojekt mit Vorbildcharakter
Gateshead befindet sich im Nordosten Englands in der Nähe von Newcastle. Sowohl der Stadtrat von Gateshead als auch das hundertprozentige Tochterunternehmen Gateshead Energy Company (GEC) als Betreiber des Gateshead District Energy Network (DEN) haben sich verpflichtet, bis 2030 den Status der Kohlenstofffreiheit zu erreichen. Das Grubenwasser-Wärmeauskopplungssystem ist Teil der kohlenstofffreien Wärmestrategie des Gateshead Council. Das erste Ziel bestand darin, allen Einwohnern des Bezirks billigere Wärmeenergie zur Verfügung zu stellen. Das zweite Ziel bestand darin, eine Ergänzung zur ursprünglich installierten Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) zu finden, die eine geringere Kohlenstoffbilanz aufweist.
Politiker, Netzbetreiber und Behörden hoch zufrieden
Stadtrat Martin Gannon, Vorsitzender des Stadtrats von Gateshead, ist vom Erfolg des Projekts begeistert. Er sagt: „Was hier geschieht, ist wirklich erstaunlich. Was wir in Gateshead erleben, ist ein Erbe aus den Tagen der Kohleminen. Wo wir vor 200 Jahren führend in der industriellen Revolution waren, sind wir heute führend in der Revolution der sauberen Energie. In Zusammenarbeit mit unseren Partnern können wir das natürlich erwärmte Grubenwasser nutzen und wertvolle, kohlenstoffarme Energie erzeugen. Wir sind stolz darauf, das größte Grubenwasserprojekt in Großbritannien erfolgreich durchgeführt zu haben".
Richard Bond, Direktor für Innovation und Engagement bei der Coal Authority, ergänzt: „Es ist fantastisch zu sehen, wie fortschrittlich denkende lokale Behörden wie der Gateshead Council warmes Grubenwasser zur kohlenstoffarmen Beheizung von Gebäuden nutzen. Wir haben mit dem Grubenwasser in Gateshead eine kohlenstoffarme und sichere Wärmequelle in britischem Besitz, die auch für viele andere Gemeinden im Kohlerevier eine hervorragende Option darstellt. Wir freuen uns, dass unsere Unterstützung dazu beigetragen hat, dieses Projekt zu verwirklichen."
Grubenwasser: nach „schwarzem Gold" jetzt „warmes Gold"
In der Vergangenheit haben die Bergleute in der Kohlemine von Gateshead die Kohle aus der Erde geholt, um Hochöfen zu befeuern, aber auch um Häuser zu heizen. Gateshead war einst der größte Kohlelieferant der Welt und lieferte im Jahr 1625 mehr als 400.000 Tonnen Kohle zur Beheizung von Häusern. Die letzten Kohleminen in der Region wurden jedoch in den 1960er Jahren geschlossen. Seitdem haben sich die Stollen mit Wasser gefüllt, das nun die Energiequelle für die Wärmepumpen darstellt. So liefert der Untergrund von Gateshead wieder einmal lebenswichtige Energie für die Beheizung der Häuser und der Industrie von Gateshead. Diesmal geschieht dies auf umweltfreundliche Weise und trägt zur Verringerung der CO2- und NOx-Emissionen bei.
So wird dem Grubenwasser Wärme entzogen
Das Wasser wird aus einer Tiefe von 150 Metern aus dem alten Bergwerk in den ebenerdigen Betriebsraum gepumpt, wo die 2 x 3-MW-Ammoniak-Wärmepumpen von GEA dem 15 Grad Celsius warmen Grubenwasser die Energie entziehen. Die Wärmepumpen erhöhen die Temperatur der gewonnenen Energie und versorgen die Häuser und Gebäude in Gateshead mit Warmwasser (80 Grad Celsius). Wenn die Wärmepumpen dem Grubenwasser die Wärme entzogen haben, wird das Wasser mit einer Temperatur von acht Grad in die Grube zurückgeführt.
Um die Leistung des Wärmepumpensystems mit den 2 x 3 MW-Wärmepumpen zu optimieren, wird ein zweistufiger Kompressionszyklus mit Schraubenkompressoren verwendet. Das Grundwasser wird gefiltert und durch Platten- und Rahmenwärmetauscher aus Titan gepumpt. Für die Verdampferplatten wurde Titan gewählt, um der Qualität des Grundwassers zu entsprechen. Auf der Heizungsseite werden mehrere Wärmetauscher in Reihe geschaltet, um die Effizienz der Wärmepumpenlösung zu optimieren.
Teil des Konzepts sind auch Solarparks, die dazu beitragen, einen Teil des Stroms für den Betrieb der Wärmepumpen bereitzustellen – diese wurden auf einem Feld neben den Minenwasserbohrungen und der Wärmepumpe neu errichtet. Für jede Einheit Strom, die von der Wärmepumpe verbraucht wird, werden 3 Einheiten erneuerbare Wärme erzeugt. GEC wird für den Betrieb der Wärmepumpen Strom aus dem Netz importieren, das Jahr für Jahr kohlenstoffärmer wird und bis Mitte des nächsten Jahrzehnts kohlenstofffrei sein soll. An sonnigen Tagen, wenn GEC überschüssigen Strom aus den Solarparks hat, wird dieser grüne Energie für den Betrieb der Wärmepumpen liefern. Das bedeutet, dass GEC jetzt für bestimmte Zeiträume 100 Prozent kohlenstofffreie Wärme produzieren kann.
Der Einsatz von Ammoniak-Wärmepumpen im Gateshead-Projekt spiegelt den Fortschritt in der Entwicklung der Fernwärme wider. (Foto: GEA)
GEA Ammoniak-Wärmepumpen bieten optimale Leistung
Ammoniak wurde als natürliches Kältemittel für diese Anwendung ausgewählt. Es bietet die beste Effizienz und hat kein Erderwärmungspotenzial. Unter den gegebenen Bedingungen in Gateshead sind Ammoniak-Wärmepumpen 10 bis 20 Prozent effizienter als F-Gas-Lösungen (HFC/HFO).
GEA mit umfassender Erfahrung bei Wärmepumpen und Fernwärmeprojekten
GEA war in der Vergangenheit an weiteren innovativen Wärmepumpenprojekten für Fernwärme in Großbritannien beteiligt, darunter die Installation einer Wärmepumpe, die der Lüftungsluft der Londoner U-Bahn Wärme entzieht und so ein Hochhaus im Stadtteil Islington mit Wärme versorgt.
John Burden, Director Project Sales Heating & Refrigeration Solutions bei GEA UK, sagt: „Die hochinnovative Wärmepumpentechnologie von GEA wurde bereits in anderen Fernwärmeprojekten in Großbritannien und auf der ganzen Welt eingesetzt, da wir die schrecklichen Folgen der globalen Erwärmung erkannt haben. Angesichts der ehrgeizigen Ziele der britischen Regierung, den Anteil der Fernwärme in Großbritannien deutlich zu erhöhen, erwarten wir in den kommenden Jahren viele weitere neue und ehrgeizige Projekte."
GEA liefert Wärmepumpenlösungen für ein breites Spektrum von Branchen
GEA liefert Wärmepumpen an eine Vielzahl von Branchen, darunter die Lebensmittel-, Molkerei- und Getränkeindustrie sowie die Fernwärmeversorgung. GEA liefert energieeffiziente Systeme auf der Basis natürlicher Kältemittel, die im Vergleich zu synthetischen Kältemitteln eine um zweistellige Prozentpunkte bessere Leistung bieten, was sich auch in deutlich niedrigeren Energierechnungen niederschlägt - einer der größten Kostentreiber für industrielle Wärmepumpen.
Das technische Zentrum mit den Schaltschränken. (Foto: GEA)
Kontakt
Dr. Michael Golek
Über GEA
GEA ist weltweit einer der größten Systemanbieter für die Nahrungsmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie. Der 1881 gegründete und international tätige Technologiekonzern fokussiert sich dabei auf Maschinen und Anlagen sowie auf anspruchsvolle Prozesstechnik, Komponenten und umfassende Service-Dienstleistungen.
