Assessment of economic excess heat potential for (areas of) Austria with focus on commercial business

Abstract

In order to achieve the European and Austrian climate targets, technologies are required which enable a reduction in use of fossil fuels. Due to their production processes, some industrial sectors have the potential to make unused energy available to customers in form of excess heat. This would increase efficiency and contribute to a reduction in CO2 emissions. The question is how much and at which costs this excess heat can be made available in the individual sectors. An economic use of the existing potential of excess heat in individual projects also depends on various parameters such as the amount of energy available, the technology used and the distance to district heating networks, for which the location of a company also plays a decisive part. To this end, this thesis will investigate what medium-sized companies (specically bakeries, data centres, food wholesalers and food retailers) can contribute to the provision of excess heat. On the basis of publicly available data from these companies, using a custom made Python Script and a geographic information program, the method in this thesis is used to determine their excess heat potentials with the local distribution shown in maps. Based on location information from distribution networks, distances to potential heat users are determined, and heat generation costs are calculated based on the concept of the "levelized cost of heat". These are compared with the generation costs of other heat generation technologies in order to determine the protability of a possible implementation. It turns out that the technology used to utilize excess heat as well as the depreciation period of the project and the distances to the heat distribution network have a major influence in determining the cost of heat provision. It can also be ascertained that the majority of the companies examined are located within a potential distribution network and therefore the possibility of a connection to a distribution network already exists. It is found that individual locations examined are suitable for further studies on the use of excess heat and represent a competitive option for existing heat sources. The use of this method gives energy planners the opportunity to make an initial estimate of the amount of excess heat and the costs for making it available with a manageable effort, and it offers a basis which can be further developed.

Um die europäischen und österreichischen Klimaziele zu erreichen sind Techniken gefragt, die eine Reduktion von fossilen Energieträgern ermöglichen. Manche Industriesektoren verfügen auf Grund ihrer Erzeugungsprozesse über das Potenzial, überschüssige und ungenutzte Energie in Form von Abwärme einem Abnehmer zur Verfügung zu stellen und somit zu einer Reduktion des CO2 Ausstosses beizutragen. Dabei wird die Frage gestellt, welche Menge und zu welchem Preis diese Abwärme in den einzelnen Sektoren zur Verfügung gestellt werden kann. Eine wirtschaftliche Nutzung der vorhandenen Abwärmepotentiale in einzelnen Projekten hängt zudem entscheidend von verschiedenen Parametern, wie der verfügbaren Energiemenge, eingesetzter Technologie und Distanz zum Fernwärmenetz, ab. Hier spielt auch der Standort des Betriebes eine entscheidende Rolle. Dazu wird untersucht, welchen Beitrag mittleständige Unternehmen (konkret Bäckereien, Datenzentren, Lebensmittelgrosshandel und Lebensmitteleinzelhandel) zur Bereitstellung von Abwärme leisten können. Auf Basis öffentlich zugänglicher Daten von Betrieben wird unter Verwendung eines eigens entwickelten Python Skriptes und eines geoinformations Programmes, mittels der angewandten Methode, deren Abwärmepotentiale bestimmt und die örtliche Verteilung in Karten dargestellt. Aufgrund Standortinformationen von Verteilnetzen werden Entfernungen zu potenziellen Wärmenutzern ermittelt und die Wärmegestehungskosten, basierend auf dem Konzept der "Levelized Cost of Heat", berechnet, welche mit Erzeugungskosten anderer wärmeerzeugungs Technologien verglichen werden um die Wirtschaftlichkeit eines möglichen Einsatzes festzustellen. Es zeigt sich, dass die eingesetzte Technologie zur Abwärmenutzung sowie Abschreibungsdauer des Projektes und die Distanzen zum Wärmeverteilnetz eine entscheidende Rolle fur die Höhe der Kosten einer Wärmebereitstellung spielen. Weiter kann festgestellt werden, dass sich die Mehrheit der untersuchten Betriebe innerhalb eines potenziellen Verteilnetzes befinden und somit bereits die Möglichkeit eines Anschlusses an ein Verteilnetz besteht. Es wird festgestellt, dass sich einzelne untersuchte Standorte für weitere Untersuchungen zur Nutzung der Abwärme eignen und zu existierenden Wärmequellen eine konkurrenzfähige Option darstellen. Die Verwendung der Methode gibt Energie-Raumplanern die Möglichkeit, mittels überschaubarem Aufwand eine erste Abschätzung zu Abwärmemengen und deren Kosten für eine Verfügbarmachung zu tätigen und bietet eine Basis auf welche weiter aufgebaut werden kann.