PV-2-Heat to Mongolia

Ulaanbaatar, die Hauptstadt der Mongolei, ist die kälteste Hauptstadt der Welt. Während der langen, etwa siebenmonatigen Winterperiode gelten Temperaturen von minus 30°C als normal, was ein permanentes Heizen der Wohngebäude erfordert. Alte Kohlekraftwerke aus den 1960er Jahren ohne Rauchgasfilter und das traditionelle Heizen mit Kohle, Holz und Abfällen aller Art führen zu einer extremen Luftverschmutzung. Eine riesige Smog-Glocke gehört zum täglichen Leben und fordert laut der Weltgesundheitsorganisation jährlich fast 4.000 Todesopfer. Im Rahmen des Forschungsprojekts erarbeitet ein internationales Konsortium nun saubere, sichere und preiswerte Heizlösungen für Haushalte und Quartiere in der Mongolei.

Zielstellung

Ziel des Projekts ist es, die extreme Luftverschmutzung in Ulaanbaatar, hervorgerufen durch das traditionelle Heizen mit Kohle, Holz und Abfällen, durch den Einsatz erneuerbarer Energien zu reduzieren. Hierzu sollen PV-2-Heat-Systeme, welche mittels Photovoltaik erzeugte Energie in Wärme umwandelt, an die harschen klimatischen Bedingungen in der Mongolei angepasst, in das Stromnetz Ulaanbaatars integriert und schließlich als Pilotanlagen in verschiedenen Umgebungen getestet werden. Der Einsatz der umweltfreundlichen Technologie kann nur erfolgreich sein, wenn staatliche Anreize geschaffen werden, diese einzusetzen. Deshalb soll das Projekt der mongolischen Regierung ein Up-Scaling der PV-2-Heat-Technologie und damit eine nachhaltige Versorgung der Bevölkerung mit erneuerbarem Strom und CO2-freier Wärme zu ermöglichen.

Entwicklung und Innovation

Bisher gibt es keine PV-2-Heat-Systeme, die verlässlich unter den harschen Bedingungen des mongolischen Winters mit Außentemperaturen bis -40 °C arbeiten und ausreichend Heizleistung liefern. Erst der Einsatz von innovativen PCM-Latentspeicherelementen macht dies möglich. Existierende Anlagen sind zudem technisch so komplex, dass sie in der Mongolei aufgrund des entsprechend hohen Preises der Komponenten keine Verbreitung finden.

Das Projekt gliedert sich dabei in zwei parallele Pfade: Auf Seiten der Stromerzeugung werden die PV-Anlagen inkl. Steuerungs- und Regeltechnik in das bestehende Stromnetz von Ulaanbaatar integriert sowie schließlich das spätere Up-Scaling vorbereitet. Auf Seiten der Wärmebereitstellung werden die Arbeitsumgebungen, unter denen die PV-2-Heat-Systeme funktionieren müssen, für den Gebäudebestand in Ulaanbaatar unter Berücksichtigung der klimatisch extremen Bedingungen in der Mongolei erfasst. Basierend darauf sind die Systemkomponenten zu entwickeln und eine Systemintegration für verschiedene Gebäude und Anwendungen zu erarbeiten. Das an die mongolischen Bedingungen angepasste, weiterentwickelte PV-2-Heat-System soll als Pilotanlagen in 10 privaten Wohneinheiten und in 5 öffentlichen Gebäuden wie Schulen und Unternehmensräumlichkeiten unterschiedlicher Bausubstanz konzipiert und getestet werden.

Konsortium und Arbeitsteilung

Durch das Projekt wird eine innovative und ökologisch nachhaltige Power-to-Heat-Technologie in die Mongolei transferiert, mit der – unter Voraussetzung eines Up-Scalings der mongolischen Regierung – die extreme Luftverschmutzung in der Hauptstadt Ulaanbaatar reduziert werden soll. Über die unterschiedlichen Testumgebungen sollen sich verschiedene Anwenderkreise, z. B. Privathaushalte, Handel und Gewerbe, staatliche Einrichtungen, mit der Technologie vertraut machen und als Multiplikator für die neue Technologie wirken. Die deutsch-mongolische Kooperation soll schließlich eine über das Projekt hinausgehende technische wie wirtschaftliche Zusammenarbeit fördern.

ESDA Technologie GmbH und Klaus Rauch consulting engineer sind für die Anpassung der PV-2-Heat-Systeme an die Anforderungen in der Mongolei verantwortlich, die WestfalenWIND Planungs GmbH deckt die Erzeugung und Vermarktung erneuerbarer Energien im Projekt ab. Wissenschaftlich unterstützt werden die Partner vom Kompetenzzentrum für nachhaltige Energietechnik der Universität Paderborn (KET), und als gut vernetzter Koordinator der mongolischen Partner stellt Prof. Enebish Namjil das Bindeglied zwischen Wissenschaft und Praxis vor Ort dar. Mitarbeiter der National University of Mongolia sowie der Mongolischen Akademie der Wissenschaften werden die Versuche an den PV-2-Heat-Anlagen wissenschaftlich begleiten.