Die anhaltende Energiekrise zwingt nicht nur Gas-Großverbraucher wie beispielsweise die Chemieindustrie zum massiven Sparen, sondern auch viele kleinere Unternehmen, die sich in ihrem Bestand regelrecht bedroht fühlen. Vor diesem Hintergrund ist die Idee, Energie für die Heizung und Stromversorgung aus eigenen Quellen vor Ort abzuschöpfen, nicht nur verlockend; ihr kommt geradezu existenzielle Bedeutung zu.
Dass die energieautarke Versorgung hierzulande nicht nur ein frommer Wunsch, sondern bereits rechnerische Realität ist, beweist das Produktions- und Logistikzentrum des Befestigungssystemherstellers Mefa in Kupferzell. Dort kommt seit Mitte vergangenen Jahres ein von Mefa eigens entwickeltes System namens MultiQ zum Einsatz. Es handelt sich dabei um Absorber aus Polypropylen, die nahezu baugleich an der Fassade, unter der Photovoltaikanlage, im Erdreich und im Eisspeicher verbaut wurde und in Summe für bilanzielle Energieautarkie sorgen. Im Innern der bis zu 7 m langen und 1,2 m hohen Absorber zirkuliert in Kapillaren ein Gemisch aus Wasser und Glykol. Dieses transportiert die Wärme zum Verteiler und von dort aus weiter zu drei monovalenten Sole-Wärmepumpen, die im Untergeschoss ihren Platz finden. Martin Schneider, Geschäftsführender Gesellschafter bei Mefa: „Für uns ist das ein wenig so, als hätten wir Ölquellen auf unserem eigenen Gelände erschlossen, nur dass die Energie regenerativ und sauber ist und sie unseren Standort unabhängig von fossilen Energieträgern macht.“
Neuartige Energie-Absorber
Da ein Absorberelement nur wenige Millimeter dick ist, benötigen mehrere dieser Absorbermatten nur wenig Raum, um platzsparend in einem schmalen Graben von 2,5 m Tiefe zu verschwinden. Im Erdreich wird außerdem immer nur ein Absorber in einem jeweiligen Graben eingestellt.
In Jahreszeiten, in denen die Lufttemperatur höher als die Temperatur im Erdreich ist, können die Wärmepumpen die Umweltwärme aber auch vom Dach beziehen: Dort sitzen Absorber, die auf einem Schienensystem direkt unterhalb der Photovoltaikmodule montiert sind. Das Multi-Quellen-Absorber-System MultiQ stellt einer Sole-Wärmepumpe Energie aus den unterschiedlichsten Quellen zur Verfügung und erschließt dieser damit ganz neue Einsatzbereiche. Im Produktions- und Logistikzentrum in Kupferzell kommt die Wärme stets vom eigenen Grundstück: aus der Erde, von der Fassade, aus einem unterirdischen thermischen Speicher oder auch vom Dach – und das dauerhaft und kostenlos.
Darüber hinaus ließe sich mit den Absorbermatten auch die Wärme eines Gewässers oder die Abwärme von Maschinen und industriellen Prozessen nutzen. Mit diesem abgestimmten System lassen sich verschiedene Quellen kombinieren: So werden die örtlichen Möglichkeiten der Industrieanlage thermisch ausgeschöpft. Die Idee ist dabei so simpel wie wirkungsvoll, denn überall am und um das Industriegebäude ist Sonnenenergie in Form von Wärme eingelagert, auch im Erdreich. Die Sole-Wärmepumpe hebt diese thermische Energie dann mithilfe elektrischer Energie auf ein nutzbares Niveau – und beheizt damit den Standort.
Amortisation nach nur 1,9 Jahren
In Kupferzell ist das universelle System seit 2019 in Betrieb. Das Produktions- und Logistikzentrum benötigt 500 kW Heizleistung für einen jährlichen Wärmebedarf von 1.200.000 kWh. Gedeckt wird dieser mittels einer Kombination aus Erd- und Photovoltaik-Absorbern. Hinzu kommt ein Eisspeicher im Keller, dessen Wärme-Delta ebenfalls für Wärmeerzeugung genutzt wird. In Kombination mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach mit 750 kW Peak ist rechnerisch Energieautarkie hergestellt. Die Wärmepumpen brillieren in dieser Kombination der Absorber mit einer Jahresarbeitszahl von 7 und haben die Mehrkosten der Investition innerhalb von nur 1,9 Jahren erwirtschaftet. Die angenommenen Heizkosten lägen heute mit einer Gasheizung bei rund 490.000 Euro im Jahr. Die drei Wärmepumpen verursachen dagegen nur Stromkosten in Höhe von 68.570 Euro.
Absorbersystem optimiert Wärmepumpe
Die Wärmepumpe hat im Rennen um die wirtschaftlichste regenerative Wärmeerzeugung schon länger die Nase vorn. Ihre beiden Energiekomponenten trägt die Technologie sozusagen im Namen: Es geht um eine thermische Wärmequelle und – vereinfach gesagt – um eine elektrische Pumpe. Je regenerativer die Elektrizität ist, welche die „Pumpe“ antreibt, desto besser für die Umwelt. Und diese Elektrizität lässt sich auch mit Photovoltaik vom eigenen Dach erzeugen. Das System MultiQ, das in Kupferzell verbaut wurde, kommt dagegen von der anderen Seite her – von der Wärmequelle – und sorgt von hier aus für eine energieautarke Produktion.
