Ausgelobt wurde der eku-innovativ-Zukunftspreis vom Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft, um lokales und regionales Engagement zu unterstützen. Die Preisverleihung mit Staatsminister Wolfram Günther fand am Samstag, 29. Mai 2021, in Chemnitz im Carlowitz Congresscenter statt.
Das Forschungsprojekt Aqva-Heat des Instituts für Luft- und Kältetechnik in Dresden sieht in der Nutzung von Oberflächengewässern als Wärmequelle eine Lösung für großtechnische Nah- und Fernwärmestrukturen. Die Idee dahinter ist ein geschlossenes Kreislaufsystem mittels Wärmepumpen als Technik und Oberflächengewässern als Ressource. Das Kältemittel ist das natürliche Kältemittel Wasser.
Kurzfristig geht es in der Lausitz darum, die bestehende Fernwärmestruktur weiter zu nutzen. Dazu müssen Großwärmepumpen aus der neu geschaffenen Wärmequelle Aqva die notwendigen Vorlauftemperaturen erzeugen. Langfristig können sogenannte kalte Fernwärmenetze zum Einsatz kommen, bei denen dezentrale Wärmepumpen direkt die erforderliche Heizwärme bereitstellen.
Mit dem Konzept Aqva-Heat wird Wasser auf dem physikalisch effizientesten Wege zum Gefrieren gebracht. Am sogenannten „Tripelpunkt“ siedet Wasser bereits bei 0°C, während es gleichzeitig gefriert. Die zur Verdampfung notwendige Wärme wird dem Wasser selbst „entzogen“, sodass sich Eiskristalle innerhalb der Flüssigkeit ausbilden. Der entstehende Wasserdampf wird wie bei einem gewöhnlichen Kältekreisprozess auf einen höheren Druck verdichtet.
Die anschließend freiwerdende Kondensationswärme kann mit einer Wärmepumpe auf das zum Heizen erforderliche Temperaturniveau gebracht werden. Das entstehende, pumpfähige Flüssigeis wird kontinuierlich ins Gewässer zurückgeführt oder kann z.B. zusätzlich in einem einfachen Speicher zwischengelagert sowie zeitversetzt für verschiedenste Kühlaufgaben genutzt werden. Projektverantwortlicher Wissenschaftler für das neue Konzept ist Herr Christoph Steffan – Maschinenbauer und Spezialist für die Erzeugung und Anwendung von Flüssigeis und die thermische Nutzung von Gewässern. (RM)