Die Erarbeitung und Umsetzung nachhaltiger Energieversorgungskonzepte ist ein Bestandteil der deutschen Energiewende. Dabei müssen Versorgungskonzepte den Nutzern nicht nur elektrische Energie bereitstellen, sondern auch deren Bedarf an Wärme und Kälte decken. Eine effiziente Möglichkeit bietet die Versorgung mittels Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen. Die konventionelle Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) erzeugt im KWKK-Prinzip die thermische Antriebsenergie die in der Kältemaschine genutzt wird um die benötigt Kälte zu erzeugen. Somit können Versorgungsunternehmen nach dem KWKK Prinzip ihren Kunden Strom, Wärme und Kälte bereitstellen.

Verschiedene Studien und Marktanalysen prognostizieren insbesondere im urbanen Raum einen steigenden Bedarf an Kälte. Experten erwarten, dass sich der Trend des wachsenden Kältebedarfs für Kühl- und Klimatisierungszwecke in Deutschland sowie Europa weiter fortsetzen wird. Diese Prognosen stützen sich auf dem steigenden Kundenbedürfnis nach Komfort, den wachsenden Anforderungen hinsichtlich klimatisierter Arbeitsplätze und vergleichbarer Trends im Ausland.

Der überwiegende Anteil zur Deckung des Kältebedarfs in Deutschland wird bislang von elektrisch angetriebenen Kompressionskältemaschinen und Wärmepumpen gedeckt. An warmen Sommertagen erzeugen diese elektrischen Verbraucher in Metropolregionen, wie beispielsweise dem Rhein-Main Gebiet, enorme Lastspitzen des Stromnetzes und stellen für die Versorgungssicherheit eine Herausforderung dar. 

Das Forschungsprojekt mit dem Akronym FAkS, FKZ 03ET1171a-d, hat zum Ziel, die Energieeffizienz und Betriebssicherheit einer neuen Generation von Absorptionskälteanlagen (AKA) in einem breit angelegten Feldtest zu untersuchen. In insgesamt 16 Feldtestliegenschaften erzeugen 25 AKAs eine Auslegungskälteleistung von 2,4 MW. Dabei erfüllen die Absorptionskälte-maschinen die spezifischen Anforderungen des örtlichen KWKK Systems. Die Projektpartner bedanken sich beim Bundesministerium für Wirtschaft und Energie für die Unterstützung und Förderung des Projektes.

Die wesentlichen Ziele des Feldtests im Überblick:

• Die Steigerung der Systemeffizienz von KWK Anlagen (Sommerbetrieb), Ressourcenschonung,
• Prozessoptimierung der Funktionsmuster,
• Erweiterung des Anwendungsfelds,
• Weitere Prozessoptimierungen der Systeme bei Erweiterung des Anwendungsfeldes,
• Nachweis der Betriebssicherheit und Langzeitverfügbarkeit der AKA, sowie deren Wirtschaftlichkeit,
• Analyse von Markthemmnissen / sozio-technologische Begleitung,
• Wissensaufbau und Wissensverbreitung.

Als Vorteile der neu entwickelten AKA gelten:

• Die Verfügbarkeit von Absorptionskälteanlagen für FW-Antrieb (50-320 kW),
• Antriebstemperaturen 55-110°C, PN16,
• Hohe Systemeffizienz,
• Nominalpunkt 0,80,
• Niedrige Investitionskosten,
• Modularität/ Türgängigkeit,
• Auswahl geeigneter Systemkomponenten,
• Prozessdesign für trockene Rückkühlung möglich.