Verleden en toekomst komen samen in het vooruitstrevende stadsverwarmingsproject van Lemgo

5 feb 2024

Het stadje Lemgo in noordoost Duitsland heeft een stadscentrum met halfhouten huizen en aantrekkelijke stenen panden. Toch plannen functionarissen om tot 80% van de stadsverwarming die nodig is voor de stad, uit hernieuwbare bronnen te genereren; een gewaagd plan dat nog lastiger is door de beperkingen van de historische bouwsubstantie van Lemgo.

Met ruim 100 jaar ervaring in de techniek, inclusief mechanische en installatietechniek, weet GEA dat de enige manier om succesvol te zijn in het gevecht tegen CO₂-emissies is door te innoveren, problemen op te lossen en met klanten samen te werken om de barrière naar vooruitgang te doorbreken.

Volgens International Renewable Energy Agency (IRENA) zijn steden verantwoordelijk voor meer dan tweederde van het wereldwijde energieverbruik en driekwart van de koolstofemissies die toe te schrijven zijn aan menselijke activiteit. Met de snelle ontwikkeling van urbanisatie is stadsverwarming een van de belangrijkste factoren geworden om het leven in de stad milieuvriendelijker te maken. 

Stadsverwarming is steeds vaker de voorkeursoplossing voor nieuwbouwwijken en openbare gebouwen. Warmtepompen worden vaak gebruikt om warmte uit hernieuwbare bronnen te onttrekken en een boost te geven om te worden gebruikt in hele gemeenschappen, zowel in residentiële als openbare gebouwen. Stadsverwarming is het effectiefst in gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid. Stadsverwarming is een milieuvriendelijk alternatief voor verwarming met fossiele brandstoffen.

Ambitieuze plannen voor het oude stadje Lemgo.

De installatie van stadsverwarming is het meest rendabel als de verbindingsdichtheid in bestaande netwerkgebieden kan worden verhoogd. Dit is geen absolute vereiste voor installatie, want in nieuwbouwwijken of bij een veranderende infrastructuur is het ook mogelijk om deze gebieden met efficiënte technologie te ontwikkelen. Het is echter wel moeilijker om stadsverwarming in buurten te introduceren met een historische bouwsubstantie.

Het stadje Lemgo in noordoost Duitsland heeft een stadscentrum met halfhouten huizen en aantrekkelijke stenen panden. Toch plannen functionarissen om tot 80% van de stadsverwarming die nodig is voor de stad, uit hernieuwbare bronnen te genereren; een gewaagd plan dat nog lastiger is door de beperkingen van de historische bouwsubstantie van Lemgo. Met behulp van GEA’s innovatieve technologie wist de stad haar koolstofvoetafdruk enorm te verkleinen en de nutsvoorzieningen voorgoed naar de 21e eeuw te brengen.

Het stadsverwarmingsnetwerk in Lemgo dateert terug tot de jaren 60 van de vorige eeuw en loopt nu al door meer dan 80 km van de stad. Het originele verwarmingsnetwerk werd ontworpen voor een stromingstemperatuur van ongeveer 120⁰C om te compenseren voor de hoge warmteverliezen in de gebouwen toentertijd en het slechte ontwerp van de radiators in de individuele gebouwen. Sindsdien is de warmteoverdrachtstechnologie enorm veel verder ontwikkeld. Dankzij een uniek systeem voor de regeling van de temperaturen in het stadsverwarmingsnetwerk kan de stromingstemperatuur ‘s winters tot 100⁰C worden verlaagd en toch het hele netwerk, inclusief de oude historische gebouwen in het stadscentrum van Lemgo, voldoende verwarmen. 

Belangrijke doelstellingen voor modernisering en behoud

Veel van de gebouwen in Lemgo zijn monumentale panden die voor toekomstige generaties bewaard moeten blijven. Ingrepen in de bouwsubstantie mogen alleen in zeer beperkte mate worden verricht. Lemgo heeft zichzelf ten doel gesteld om de volgende doelstellingen voor het stadscentrum aan te houden:

• het doel van CO₂-neutraliteit (decarbonisatie) behalen;
• de historische bouwsubstantie (renovatie) waarborgen;
• het uiterlijk en de aantrekkelijkheid van het oude stadje voor bezoekers behouden;
• de aantrekkelijkheid van het historische gedeelte van het stadje als een residentiële omgeving (activering/registratie van vrijstaande huizen) behouden/verhogen.

De belangrijkste strategieën waren, enerzijds, om de warmtevoorziening via stadsverwarming hernieuwbaar te maken en, anderzijds, om vrijstaande panden die gerenoveerd moeten worden, nieuw leven in te blazen. Bovendien zullen aanpassingen in verband met de impact op het klimaat in het stadscentrum het stadsverwarmingsproject volgen als onderdeel van lopende projecten voor stedelijke ontwikkeling. 

Twee keer zo efficiënte energieaankoop

In navolging van GEA’s succesvolle warmtepomppojecten voor stadsverwarmingssystemen op verschillende gevestigde locaties, inclusief de afvalwaterinstallatie in Malmö en boven een metrostation in Londen, benaderde de stad Lemgo GEA voor de levering van twee warmtepompen als onderdeel van een systeem om het oude stadje op een moderne manier te verwarmen. 

Eén warmtepomp onttrekt de warmte uit de gemeentelijke afvalwaterinstallatie, en een tweede pomp gebruikt anderszins onbruikbare afvalwarmte van een grote CHP-installatie als hittebron. De warmte gegenereerd door de grote warmtepompen is voldoende om het hele historische stadscentrum van Lemgo te voorzien van warmte met lage koolstofemissies. Dat is ongeveer 18 miljoen kW warmte per jaar, wat gelijkstaat aan een besparing van 3.200 ton CO2-emissies per jaar. 

Uiterst efficiënte warmteomzetting

Stadsverwarmingstechnologie blijft een bewezen oplossing voor talloze locaties over de hele wereld. In het geval van Lemgo, waren de grootste winsten afkomstig uit de nieuwe bedrijfsstrategie, waarmee automatisch het systeem wordt bestuurd en geregeld. De strategie zorgt ervoor dat de warmtepomp gedurende 7.500 uur per jaar constant kan werken voor maximaal voordeel. Warmte wordt na de verwerkingsstappen in de afvalwaterinstallatie uit het afvalwater onttrokken. Op deze manier wordt verontreiniging van de warmtewisselaars voorkomen. De afvalwaterverwerking wordt bovendien niet gehinderd door de warmte-extractie. 

Om het wereldwijde doel van volledige decarbonisatie tegen 2050 te behalen, is het belangrijk om manieren te vinden om warmte te genereren zonder fossiele brandstoffen te verbranden. Lemgo is niet alleen een goed voorbeeld van het decarboniseren van warmte, maar doet dit ook nog eens met de beste technologie om de benodigde hoeveelheid elektriciteit te minimaliseren.

Wederom, technologie voor een betere wereld

GEA’s moderne, efficiënte ammoniakwarmtepompen doen de naam van “engineering for a better world” eer aan en halen het allerbeste uit het stadsverwarmingsconcept. In combinatie met een kleine voorziening van hernieuwbare elektriciteit zijn de mogelijkheden enorm, doordat de technologie warmte van verschillende bronnen, zoals de lucht, de grond, een fabriek, een metronetwerk, een waterbehandelingsinstallatie en zelfs oude mijntunnels, kan genereren. Deze warmtebron kan vervolgens naar het gewenste niveau worden gebracht om verwarming en warm water direct, op een kosteneffectieve en volledig schone manier naar buurten en openbare faciliteiten te brengen. 

Door boilers op fossiele brandstoffen te vervangen door warmtepompen, kan GEA steden helpen om veerkrachtiger te worden door verschillende afvalwarmtebronnen voor verschillende verwarmingsdoelen te gebruiken, terwijl tegelijkertijd de CO₂-emissies enorm worden gereduceerd. Verder zorgt het gebruik van warmtepompen met natuurlijke koelmiddelen, zoals ammoniak, ook voor een ozon- en klimaatvriendelijke toekomst.