1. From energy saving to energy efficiency – innovative technologies „Made in Austria“
Michael LEDERER
Federal Ministry for Transport, Innovation and Technology
Das bisherige Wachstum unseres Energie- und Ressourcenverbrauchs stößt auf deutliche Grenzen. Die zukünftige Gesellschaft wird mit einem Bruchteil der Ressourcen auskommen müssen (z.B: 2000 Watt Gesellschaft). Wie kann so eine Effizienzrevolution gelingen? Was kann Forschung und Technologieentwicklung dazu beitragen? Erste Erfolge aus den F&E-Programmen "Haus der Zukunft", Fabrik der Zukunft" und "Energiesysteme der Zukunft" werden vorgestellt.
Inhalt:
Warum Nachhaltigkeit?
Welche Rolle hat die Forschung dabei?
Missionsorientierte Programme - die richtige Strategie
Die Ausrichtung (5 Kriterien) und Zielsetzung
Ergebnisse
Beispiel HdZ, Fdz, EdZ

2. Framework conditions for Energy Research in Austria
Public Expenditures for Energy Research: ~120 Mio EUR
Energy Policy Strategy
Federal Research, Technology and Innovation Strategy (FTI) 2011
Evaluation and Development of FTI-Systems
Energy Research Strategy 2010
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3. Energy Research expenditures in 2011
EUR 121 Mio.
Equal to 2010
Clear focus on energy efficiency
27,1% spent on renewable energy technologies
Bioenergy lost importance
Solar heating and cooling even
Stong increase in PV
Heat pumps lost
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4. Energy Research expenditures in 2011
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5. Solar thermal collector for Face of building integration
Appealing design
Improved ressource- and energyefficiency
Simple and cost effective errection and maintenance
GREENoneTEC Fassadenkollektoren:
Der innovative Fassadenkollektor eignet sich für Neubau und Sanierung
und kann ohne Hinterlüftung in die Fassade integriert werden
Innovative Aspekte:
• Attraktives Gestaltungselement
Die Integration des thermischen Flachkollektors in die Gebäudefassade
erfolgt ohne Hinterlüftung und ist ein attraktives Gestaltungselement der
Fassade. Die Kollektorfassade ist eine Rahmenkonstruktion, die aus mehreren
vorgefertigten thermischen Sonnenkollektoren besteht. Die Kollektorfläche
kann unabhängig von der übrigen Fassadengestaltung in die Fassade
integriert werden.
• Verbesserung der Ressourcen- und Energieeffizienz
Die verschiedenen Funktionen wie solare Warmwasserbereitung und
Raumheizung, Wärmedämmung, Witterungsschutzes der Fassade und
Fassadengestaltung werden mit nur einem Bauteil erfüllt, wodurch auch
Kosteneinsparungen erzielt werden.
• Einfache und günstige Montage und Reparatur
Das entwickelte Montagesystem ermöglicht die Befestigung der vorgefertigten
Kollektorfelder an der Mauer mit einem speziellen T-Profil. Beliebig viele
Kollektorfelder können damit über- und nebeneinander am Mauerwerk
befestigt werden. Der Kollektor ist so konstruiert, dass bei Reparaturarbeiten
jedes einzelne Kollektormodul zugänglich ist.
Diese innovative Kollektortechnik eignet sich sowohl für Neubauten als auch
für Altbausanierungen.
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6. Alpine base Schiestlhaus at Hochschwab
ecological passive house in an altitude of 2153 m
energy self sufficient (Photovoltaic, hot water collectors, accumulator possibility)
utilization of rainwater, waste disposal concept, recycling
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7. ENERGY Base Passive house office building 4500 m² office space
1500 m² laboratories
100% heating and cooling out of renewable energies
400 m2 photovoltaic installation generates approx kWh/a
Solar cooling and office space heating
Heat pump
Air moistening via plants
Solar Cooling: Österreichweit erstmals in dieser Dimension im Einsatz
Die solare Kühlung ("Solar Cooling"), die im ENERGYbase Anwendung findet, kommt in Österreich erstmals bei einem Bauvorhaben dieser Größenordnung zum Einsatz. Darunter versteht man den Einsatz von Solarenergie zur Kühlung der Luft. Während der Sommermonate, in denen der Kühl- und damit der Energiebedarf am höchsten sind, liefert die thermische Solaranlage die meiste Energie. Während des Winters kann die mit der Solaranlage gewonnene thermische Energie zur Beheizung des Gebäudes verwendet werden.
An der Südfassade des Gebäudes ist eine rund 400 Quadratmeter große Photovoltaikanlage (Solarstromanlage) angebracht. Sie deckt mit einer Jahresleistung von rund kWh einen wichtigen Teil des Energiebedarfs.
Pflanzen sorgen für behagliches Raumklima und hohen Arbeitsplatz-Komfort
Eine absolute Neuheit in Österreich ist auch die Nutzung von Pflanzen zur natürlichen Befeuchtung und Konditionierung der Raumluft während der Wintermonate. Das Architekturbüro "pos architekten" hat viergeschossige Pflanzenpufferräume entwickelt, die als abgeschlossene Feuchtgeneratoren präzise steuerbar und absolut ökologisch Feuchte ins haustechnische System speisen und Schadstoffe aus der Luft filtern. 500 Pflanzen einer speziellen Art des Zyperngrases befeuchten im Winter und in der Übergangszeit die Luft, ehe sie im Gebäude verteilt wird und für ein besonders behagliches Raumklima sorgt und gleichzeitig ein gesünderes Arbeitsumfeld möglich macht.
Großzügig verglast und trotzdem energieeffizient
Die spezielle "Faltung" der Südfassade ermöglicht einen sehr hohen Verglasungsanteil bei gleichzeitig optimaler Verwertung des solaren Ertrags. Im Winter kann die Wärme der tiefer stehenden Sonne besser eingefangen und durch eine spezielle Luftführung in den Norden des Gebäudes verteilt werden. Im Sommer verschattet sich die Fassade von selbst, sodass die gesamte Sonneneinstrahlung direkt von den auf der Fassade angebrachten Photovoltaik-Modulen verwertet werden kann. Der indirekte Teil der Sonnenstrahlung gelangt als natürliches Tageslicht in die Räume.
Optimale Lichtverhältnisse im ENERGYbase
Während in gewöhnlichen Büroimmobilien rund 40 Prozent der Fläche ausschließlich mit Kunstlicht beleuchtet werden müssen, macht im ENERGYbase die Grundrissgestaltung sowie eine intelligente Lichtsteuerung eine komplette Versorgung des Gebäudes mit Tageslicht möglich. So genannte Lichtlenk-Jalousien leiten das Tageslicht mit Hilfe hoch reflektierender Lamellen in die Tiefe des Raumes, um die Räumlichkeiten tagsüber möglichst lange mit ausreichend Helligkeit zu versorgen. Der minimale Einsatz von Kunstlicht ist ein weiterer Grund für den geringen Energiebedarf. Auch die Mitarbeiter profitieren. Denn Augenbrennen, Ermüdung der Augen, verschlechtertes Sehvermögen und Kopfweh sind häufig Folgen schlechter Lichtverhältnisse im Büro.
Reduction of energy consumption by 80%
Accommodation of the building with natural light via light regulation
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8. Strom produzierende Drehtüre
Es gibt viele Möglichkeiten zur Energieerzeugung:
Die Strom produzierende Drehtüre in einem NL Sustainable Cafe erzeugt bei jeder Umdrehung die Energie für einen Mocca
Quelle: RAU
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9. City Cooling – Town Town
Building complex Town Town (office buildings and hotels etc. in Vienna/Erdberg)
First long-distance cooling project of Vienna
21 buildings, after completion 10 MW
Concepts for implementation of an efficient, future oriented cooling system
Concepts for smart long-distance cooling, variable cooling demand and user influences.
Projekt City Cooling – Town Town
Konzeptentwicklung für eine intelligente Fernkälteübergabe und alternative Rückkühlung von zentralen Groß-Absorptionskälteanlagen am Fallbeispiel des Wiener Stadtteils Town Town.
Beschreibung
Die derzeit vorwiegend zur Gebäudekühlung eingesetzten Kompressionskältemaschinen weisen einen enormen Strombedarf auf. Eine Alternative dazu bieten mit Wärme angetriebene Absorptionskältemaschinen, welche aus energetischer und ökologischer Sicht große Vorteile mit sich bringen. Diese Kältemaschinen können entweder direkt beim Gebäude errichtet und betrieben werden (dezentrale Kälteversorgung), oder auch zentral für mehrere Gebäudekomplexe über ein „Fernkältenetz“ die Kälte den jeweiligen Gebäuden zur Verfügung stellen (zentrale Kälteversorgung).
Bei der U-Bahnstation Erdberg entsteht der Betriebsgebäudekomplex TownTown, der mit Fernwärme und –Kälte versorgt wird. Es werden unter anderem Bürogebäude und Hotelimmobilien gebaut, wobei die Kombination zwischen Glasarchitektur und hohen internen Lasten zu einem hohen Klimatisierungsbedarf führen werden. Aufgrund der Bebauungsdichte und des hohen Klimatisierungsbedarfs wird ein Fernkältenetz (zentrale Kältebereitstellung) umgesetzt.
Inhalt des Projektes ist in einem ersten Schritt die Erfassung von Kühltechnologien moderner Bürogebäude und Gewerbebetriebe, sowie die Erhebung der geforderten technischen Rahmenbedingungen für die Fernkälteübergabe. Nach der Auswahl und Kombination unterschiedlicher Kühltechnologien anhand des Kühlbedarfs und der Lastverläufe der geplanten Bürogebäude in Town Town werden daraus Strategien zu einer intelligenten Einbindung einer Fernkälteversorgung entwickelt. Anhand von dynamischen Anlagensimulationen werden unterschiedliche Regelungsstrategien untersucht, um sowohl ein effizientes Fernkältenetz, als auch eine Nutzer orientierte Klimatisierung gewährleisten zu können.
Neben der Entwicklung dieser intelligenten Fernkälteübergabe ist eine Machbarkeitsstudie zur alternativen Rückkühlung von zentralen Groß-Absorptionskälteanlagen Schwerpunkt des Projektes. Es werden mögliche Technologien und Strategien am Fallbeispiel Town Town untersucht und auf technische, wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen hin bewertet.
Ziele des Projektes sind:
Entwicklung intelligenter Fernkälteübergabe und alternativer Rückkühlkonzepte zur Implementierung eines effizienten, zukunftsorientierten Kühlsystems am Fallbeispiel Town Town auf der Kältebereitstellungs- und der Kälteverteilungsseite.
Flexibler Einsatz von Fernkälteübergabekonzepten für unterschiedliche Komfortstufen, Kühltechnologien und Nutzungen.
Übertragbarkeit der entwickelten Fernkälteübergabekonzepte, so wie der Konzepte zur alternativen Rückkühlung auf zukünftige Fernkältenetze in Österreich.
Methodische Vorgehensweise
Datenerhebung von möglichen Kühltechnologien und zur Gebäudeklimatisierung sowie zentraler Kälteerzeugung in Fernkältenetzen
Technologieauswahl und –Kombinationen mittels dynamischer Gebäude- und Anlagensimulation (TRNSYS)
Definition der Fernkälteübergabe durch Analyse unterschiedlicher Systemkonfigurationen und Anschlussbedingungen mittels dynamischer Anlagensimulation (DYMOLA)
Recherche über den Stand der Technik zur alternative Rückkühlung, sowie Potentialerhebung am Fallbeispiel zentrale Kälteerzeugung in Town Town
Erwartete Ergebnisse
Evaluierung der statisch dimensionierten zentralen Kälteversorgung mittels dynamischer Gebäude- und Anlagensimulation um die Energieeinsparpotentiale durch eine energieoptimiertere Bauweise, sowie die energetischen Auswirkungen bei einer Variation der Kühltechnologien aufzeigen zu können.
Konzepte für intelligente Fernkälteübergabe:
Diese Fernkälteübergabekonzepte sollen auf unterschiedliche Komfortstufen, Kühltechnologien, wechselnden Kühlbedarf und Lastverläufe, sowie Nutzereinflüsse eingehen können. Durch sie soll eine innovative Schnittstelle zwischen Fernkältenetz und Verbraucher geschaffen werden, welche auch auf andere Standorte angewendet werden kann.
Konzepte zur alternativen Rückkühlung einer Groß-Absorptionskälteanlage:
Konkrete Darstellung der Potentiale zur Energieeinsparung (Strom und Wasser), Flächeneinsparung, Mehrfachnutzung der Abwärme, sowie Einbindung von alternativen Technologien zur Rückkühlung (Abwasserkanal, Eisspeicher,…) am Fallbeispiel Town Town.
Projektbeteiligte
Projektleiter
Ing. Anita Preisler
Institut/Unternehmen
arsenal research Geschäftsfeld Nachhaltige Energiesysteme / Business Unit Sustainable Energy Systems
Kontaktadresse
Ing. Anita Preisler arsenal research Geschäftsfeld Nachhaltige Energiesysteme / Business Unit Sustainable Energy Systems Austria, 1210 Vienna, Giefinggasse 2 Tel.: +43 (0) Fax: +43 (0) Homepage:
Projektpartner
ILF Beratende Ingenieure ZT GmbH
Fernwärme Wien GmbH
IWS Immobiliendevelopment Wiener Stadtwerke BMG & Soravia AG
SPAR Österreichische Warenhandels AG
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10. Biogas Development of gas processing and purification technologies
Demonstration and pilot projects Technology- Transfer activities
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11. Energy self sufficient district Güssing
Flexibel energy supply for the district with 100% biomass of the region
Use of a fluidized bed steam gasifier
Biogenic fuels with Fischer-Tropsch process
Polygeneration
Biomasse- Vergasung
Quelle: Hofbauer 2006
Synthesegas - BioSNG
Flüssige Treibstoffe – BioFIT (Fischer Tropsch)
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12. Thank you very much indeed for your kind attention!
Michael LEDERER
Further Information:
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