Aus Abwärme wird Nutzwärme: So heizt das Umspannwerk die IKB-Zentrale
Im Umspannwerk Mitte wird elektrische Spannung umgewandelt. Dabei entsteht Wärme, mit der die IKB ihre Betriebszentrale in der Salurner Straße heizt. Bald wird nach diesem Vorbild auch die Abwärme von Servern im nachhaltigen Kreislauf genutzt.
Im Umspannwerk Mitte surrt es leise. Ein Großtransformator mit einer Leistung von mehr als 30 Megawatt wandelt die ankommende Hochspannung in Mittelspannung um. So kann der Strom einfacher zu den Haushalten verteilt werden. Die Innsbruckerinnen und Innsbrucker bekommen von alledem wenig mit: Die meisten Stromleitungen verlaufen unterirdisch. So sind sie besonders gut vor Einflüssen von Wind und Wetter gefeit.
Auch die Transformatoren (kurz Trafos) arbeiten kaum spürbar. Insgesamt 24 solcher Hochleistungsmaschinen betreibt die IKB in acht Umspannwerken und über 700 Umspannstellen im gesamten Versorgungsgebiet. Die meisten Trafos sind eingehaust, also hinter schützenden Wänden versteckt. In den kleineren Umspannstellen wird die Spannung noch einmal in Niederspannung umgewandelt und somit „haushaltstauglich“ gemacht.
Es gibt jedoch einen Haken: Die Maschinen arbeiten nicht ohne Verluste. Bei jeder Spannungsumwandlung geht ein wenig elektrische Energie verloren. Sie tritt in Form von Wärme nach außen – und verpufft in den meisten Fällen. Nicht so im Umspannwerk Innsbruck Mitte. Hier macht die IKB die Abwärme nutzbar und verwendet sie für die Heizung der Betriebszentrale.
So gelangt die Trafoabwärme in die Heizung
Ein architektonisches Detail in der Fassade des Umspannwerks ist dafür besonders wichtig: Durch bewegliche Klappen kann die Luft um den Trafo natürlich zirkulieren. Im Sommer, wenn es ohnehin draußen heiß ist und niemand eine Heizung benötigt, werden die Klappen geöffnet, und die Luft wird ins Freie entlassen. Im Winter, wenn thermische Energie fürs Heizen benutzt werden kann, werden die Klappen geschlossen, und die Wärme wird im Raum gehalten.
Über dem Trafo sind Luftwärmetauscher montiert, die die Wärme auf eine Flüssigkeit übertragen und an eine Wärmepumpe weitergeben. „Die Wärmepumpe funktioniert wie ein umgekehrter Kühlschrank“, erklärt Ing. Alexander Navratil, BSc, vom IKB-Geschäftsbereich Strom-Netz. „Ein Kühlschrank kühlt, indem er Wärme aus dem Inneren nach außen transportiert. Damit wird es innen kalt, und die Lebensmittel bleiben frisch. Die Wärmepumpe macht es genau umgekehrt: Sie gibt keine Wärme nach außen ab, sondern holt sich die Wärme, die der Trafo abgegeben hat, aus dem Raum. Sie braucht dadurch weniger zusätzliche Energie, um brauchbare Heizwärme zu erzeugen.“
Gleich einem großen Wasserkocher erhitzt die Wärmepumpe das Wasser für die Heizungen in der IKB-Zentrale. Weil dieser Vorgang sehr energieintensiv ist, hilft die Abwärme. „So können wir beim Betrieb der Wärmepumpe viel Strom sparen. In den Wintermonaten zwischen Oktober und April liefert die Abwärme des Trafos etwa ein Drittel des Heizwärmebedarfs unseres Hochhauses“, sagt Navratil.
IKB ist Vorreiterin in der Abwärmenutzung
Das ist allerdings nur möglich, weil die IKB-Zentrale direkt neben dem Umspannwerk steht und die Abwärme sofort abgenommen werden kann. In Österreich werden solche Konzepte noch selten umgesetzt. „Die IKB nimmt hier eine Vorreiterrolle ein“, weiß Navratil. Denn für ein effizientes Abwärmemanagement müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein. „Es braucht eine Abnahmeinfrastruktur vor Ort, also ein großes Gebäude, das die erzeugte Heizwärme auch abnehmen kann. Außerdem braucht man den Raum, um die Wärmetauscher und Wärmepumpen zu verbauen.“
Gerade in der Stadt ist das oft schwierig, weil es hier von Haus aus an Platz mangelt. „Schließlich müssen die Transformatoren konstant im Hochbetrieb laufen“, so Navratil. Nur wenn genügend Energie benötigt wird, entsteht auch Abwärme, die effizient genutzt werden kann. Dabei wiederum ist die Stadt im Vorteil. Strom braucht es hier zu jeder Zeit. Es gibt daher auch immer Verluste bei der Umwandlung – und somit Abwärme.
Alexander Navratil ist mit seinem Team dafür verantwortlich, dass die elektrische Infrastruktur in Innsbruck problemlos funktioniert. Im Jahr 2024 betrug die Ausfalldauer pro IKB-Kundin und Kunde nur rund sechs Minuten – weit weniger als im österreichischen Schnitt von rund 30 Minuten. Weil sich die Stromanlagen oft in direkter Nähe zur Bevölkerung befinden, muss die IKB auch darauf achten, dass alles sicher läuft und sich niemand gestört fühlt. „Im Umspannwerk Mitte zum Beispiel ist die Lärmbelastung minimal. Nur 43 Dezibel fallen hier bei der Spannungsumwandlung an. Da ist jedes Moped lauter“, sagt Navratil.
Erdgas sparen beim Heizen
Der IKB-Techniker half 2016, die Abwärmenutzung im Umspannwerk Mitte zu realisieren. Damals sollte durch kluge Investitionen möglichst viel Primärenergie eingespart werden. „Das ist geglückt“, freut sich Navratil. „Heute bringt uns die Anlage jeden Winter 170.000 Kilowattstunden Heizwärme für die IKB-Zentrale.“ Umgerechnet 17 Kubikmeter Gas werden dadurch eingespart.
Wenn die Büros der IKB-Mitarbeitenden im Winter angenehm gewärmt werden konnten, schließt sich der Kreis: Aus den Heizungsleitungen der Zentrale strömt das Wasser mit etwa 25 Grad Celsius zur Wärmepumpe ins Umspannwerk zurück, wo es unter anderem mit der Abwärme des Trafos wieder auf eine Heiztemperatur von 48 Grad gebracht wird. Damit auch die Heizkörper möglichst wenig Energie fressen, wurden sie im Zuge der Abwärmenutzung auf Niedertemperatur umgestellt. Das heißt, die Heizungen brauchen nur eine geringe Vorlauftemperatur, um wohlige Wärme auszustrahlen. „Diese Heizungen haben in der Regel auch eine längere Lebensdauer. Sie arbeiten sehr effizient“, sagt Navratil.
IKB will Abwärme von Servern nutzen
Nach dem Vorbild des Umspannwerks Mitte will die IKB bald noch mehr Abwärme sinnvoll einsetzen. Im neuen Umspannwerk und Rechenzentrum Ost, das 2026 ans Netz gehen wird, ist dafür eine Wärmepumpe vorgesehen. Sie kann die Abwärme der Server – und zu einem späteren Zeitpunkt auch die der Transformatoren – abnehmen.
Neben den Trafos, die elektrische Spannung umwandeln, wird das Umspannwerk nämlich auch ein Rechenzentrum beherbergen. „Da unsere Hochleistungsrechner bereits mit Wasser gekühlt werden, kann ihre Abwärme genutzt und ins Nahwärmenetz eingespeist werden“, freut sich Energieexperte Navratil. „Die Verluste sind minimal.“
Abwärmekreislauf in Zahlen
- Ein Drittel des Heizwärmebedarfs der IKB-Zentrale wird mit der Abwärme des Transformators aus dem Umspannwerk Mitte gedeckt.
- 170.000 Kilowattstunden thermische Energie werden jeden Winter durch die Abwärme des Umspannwerks bereitgestellt. Und damit 17 Kubikmeter Gas eingespart.
- 1.000 Kilowatt beträgt die thermische Leistung, die im neuen Umspannwerk Ost voraussichtlich genutzt werden kann. Dort geben neben Transformatoren auch Servewärme ab, die die IKB nutzen will.
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