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Aug 24, 2023

Könnte das Dampfsystem von Philly eine Klimalösung sein? Ein Energieversorger sagt nein

Unter den Straßen Philadelphias erstreckt sich ein 41 Meilen langes Rohrnetz

Unter den Straßen von Philadelphia verläuft ein 41 Meilen langes Rohrnetz, das Niederdruckdampf zu Dutzenden von Gebäuden in Center City transportiert.

Vom Wanamaker-Gebäude und der University of Pennsylvania bis zum Philadelphia Museum of Art und den neuen Comcast Towers – alle werden durch ein vor etwa 100 Jahren installiertes System beheizt, das als „Dampfkreislauf“ bezeichnet wird.

„Es ist wie ein Dampfring, an den eine Menge Leute angeschlossen sind, die den Dampf nehmen und nutzen“, sagte Mike Ancona, Betriebsleiter bei Vicinity Energy, einer Private-Equity-Firma, die jetzt das Dampfkreislaufsystem in Philadelphia besitzt und betreibt .

Der Dampf wird immer noch in derselben Anlage am Schuylkill River im Viertel Grays Ferry erzeugt. Ein 1915 erbautes rotes Backsteingebäude beherbergt heute moderne Heizkessel sowie eine Kraft-Wärme-Kopplungsanlage, die Strom in das Netz einspeist und gleichzeitig überschüssige Wärme nutzt, um Dampf zu erzeugen, der die Bürogebäude in Center City heizt.

Die Anlage ist eine Studie der Kontraste und veranschaulicht die Entwicklung der Stromerzeugung. Hohe, gewölbte Decken sind mit Fliesen ausgekleidet und detailliertes Mauerwerk weist auf eine Zeit hin, in der die Gasbeleuchtung ernsthaft durch Elektrizität ersetzt wurde.

„Als dieser Ort also vor 100 Jahren gebaut wurde, wurden diese Kessel mit Kohle betrieben“, sagte Ancona. „Wenn wir in die Vergangenheit reisen könnten, hätte hier ein 60.000 Tonnen schwerer Kohlehaufen gestanden.“

Die Anlage verbrannte ursprünglich Kohle, die auf Flusskähnen ankam; Im Zweiten Weltkrieg wurde dann auf die Verbrennung von Öl umgestellt. Im Gegensatz zu Anlagen, die zur Stromerzeugung lediglich einen Brennstoff verbrennen, nutzt die Kraft-Wärme-Kopplung die Abwärme auch zur Erzeugung von Warmwasser, Kaltwasser und in diesem Fall Dampf. Die Kraft-Wärme-Kopplung ist daher effizienter.

Heute verbrennt das Vicinity-Kraftwerk Erdgas, das durch unterirdische Rohre transportiert wird, die den stadteigenen Philadelphia Gas Works gehören und von diesen betrieben werden.

Vicinity kämpft derzeit mit PGW, einer weiteren jahrhundertealten Institution, um seine Kunden in Center City.

Es ist ein wirtschaftlicher und geschäftlicher Kampf, der auch Auswirkungen auf das Klima hat.

PGW steht unter Druck zur Dekarbonisierung – keine leichte Aufgabe für ein Unternehmen, das fossile Brennstoffe zur Beheizung der meisten Gewerbe- und Wohngebäude der Stadt bereitstellt. Etwa ein Viertel der Privatkunden des Energieversorgers leben unterhalb der bundesstaatlichen Armutsgrenze, und viele haben Schwierigkeiten, ihre monatlichen Rechnungen zu bezahlen. PGW hat seinen zuverlässigeren kommerziellen Kundenstamm erweitert, indem es Gebäudeeigentümer davon überzeugt hat, vom Ferndampfsystem auf einzelne Erdgaskessel umzusteigen.

Mike Ancona ist der Betriebsleiter der Anlage von Vicinity Energy in Süd-Philadelphia. Foto: Kimberly Paynter/WHYY

Der Großteil der Treibhausgasemissionen Philadelphias stammt von Gebäuden. Und obwohl die Emissionen dieses Sektors zwischen 2006 und 2019 um etwa ein Drittel gesunken sind, führt die Stadt dies auf eine verbesserte Effizienz der Geräte und eine zunehmende Versorgung des Stromnetzes mit erneuerbaren Energien zurück. Die Stadt will bis 2050 Netto-CO2-Emissionen von Null erreichen, was schwierig wäre, solange die Gebäude weiterhin mit Erdgas beheizt werden.

Vicinity Energy sagt, es habe eine gute Lösung, um der Stadt beim Erreichen ihrer Klimaziele zu helfen: alle Gebäude innerhalb des aktuellen Dampfkreislaufs zu dekarbonisieren. Durch eine Kombination aus Biokraftstoff, der derzeit von lokalen Restaurants bezogen wird, „erneuerbarem Erdgas“ aus organischen Abfällen und Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie kann der Einsatz von Erdgas zur Dampferzeugung erheblich reduziert oder ganz vermieden werden.

Das Unternehmen plant, modernste Speichertechnologie wie geschmolzenes Salz oder Vulkangestein zu installieren, um Tag und Nacht erneuerbare Energien zu nutzen. Das Ferndampfkraftwerk von Vicinity in Boston geht in diese Richtung.

„Wir können unsere Kraftstoffquellen schnell wechseln, sobald sie verfügbar sind“, sagte Sara DeMille, Marketingleiterin von Vicinity. „Sobald also mehr biogener Kraftstoff verfügbar ist, können wir ihn übernehmen. Sobald erneuerbares Erdgas in den Mengen verfügbar ist, die wir brauchen, können wir ihn übernehmen.“

Da die Anlage Strom in das Netz einspeist, kann sie diesen auch aus Solar- und Windquellen beziehen, sagte DeMille.

Bill DiCroce, CEO von Vicinity, sagte, PGW biete Angebote für Gebäude an, um von Ferndampf- auf Gaskessel umzusteigen, was die Nutzung fossiler Brennstoffe für Jahrzehnte binden würde. DiCroce gibt zu, dass Fernwärme derzeit teurer ist als Erdgas, sagt aber, dass sie billiger sei als andere erneuerbare Energien.

„Die Leute lösen nach zwei Grüntönen; sie lösen nach den Dollars und dem Kohlenstoff“, sagte DiCroce. „Verschiedene Institutionen, unterschiedliche Menschen entscheiden, welchem ​​Grün sie sich zuwenden. Wer sich also für die billigste Alternative entscheidet, wird andere Entscheidungen treffen als diejenigen, die versuchen, sich auf eine weniger CO2-intensive Zukunft zu freuen.“

Da sich Institutionen wie Universitäten zu Netto-Null verpflichten, werden Ferndampfsysteme immer beliebter, so DiCroce.

Robert Thornton, Präsident und CEO der International District Energy Association, sagte, dass die Systeme eine Renaissance erleben. Nachdem der Supersturm Sandy 2012 die Ostküste getroffen hatte, blieben die Fernwärme- und -kühlsysteme trotz Stromausfällen online. Universitäten wie Princeton dekarbonisieren ihre Gebäude einfach durch den Wechsel ihres Brennstoffs, ohne zusätzliche Infrastruktur hinzufügen zu müssen, sagte Thornton.

„Fernenergie ist tatsächlich eine sehr elegante Lösung, insbesondere für Städte, Campusgelände, Gemeinden und Gebäudekomplexe“, sagte er. „Es ermöglicht Gebäuden, den Netto-Nullpunkt zu erreichen.“

In Nordamerika werden 2,7 Milliarden Quadratfuß Fläche durch Fernenergiesysteme beheizt und/oder gekühlt. Ungefähr 50 Städte in Pennsylvania verfügen über Dampfschleifen, darunter Harrisburg und Pittsburgh. In ganz Nordamerika gibt es etwa 900 Systeme, wobei sich die größten auf die älteren Städte an der Ostküste wie Boston, New York und Baltimore konzentrieren. Laut Thornton ist die Umstellung dieser Systeme von fossilen Brennstoffen auf sauberere Energie eine kostengünstigere Möglichkeit, die Elektrifizierung zu erreichen, ohne das derzeitige elektrische System zu überlasten.

„In zentralen Geschäftsvierteln, auf Campusgeländen, in Gesundheitssystemen oder überall dort, wo die Geschäftskontinuität wichtig ist, ist Fernenergie ein sehr wertvolles Gut“, sagte Thornton. „Und ich hasse es, wenn Philadelphia sich die Nase abschneidet, um sich selbst zu ärgern.“

Im Werk von Vicinity Energy in Süd-Philadelphia trifft Altes auf Neues, wo sich neben einem Gebäude aus dem Jahr 1915 eine moderne Kraft-Wärme-Kopplungsanlage befindet. Foto: Kimberly Paynter / WHYY

PGW wird nicht sagen, wie viele Unternehmen auf einzelne Gaskessel umgestiegen sind, welche Art von Infrastruktur erforderlich wäre, um den Dampf zu ersetzen, beispielsweise neue Gaspipelines, oder welche Art von Angeboten sie den Kunden von Vicinity angeboten haben. Ein Sprecher sagte jedoch, das Unternehmen befürworte den Schritt der Stadt zur Dekarbonisierung von Gebäuden und dass die Umstellung auf Erdgas effizienter sei, während Dampfsysteme CO2-intensiver seien.

„Die Generierung neuer Umsatzmöglichkeiten, die den CO2-Ausstoß deutlich reduzieren, kommt allen Kunden von PGW zugute“, schrieb PGW-Sprecher Richard Barnes in einer E-Mail. „Die Projektspezifikationen variieren je nach Projekt, aber die allgemeine Absicht besteht darin, die Energieeffizienz zu verbessern und die derzeit verbrauchte Energiemenge zur Unterstützung der Klimaschutzziele von Stadt, Bundesstaat und Bund zu reduzieren. Das ist positiv.“

Bill DiCroce, CEO von Vicinity Energy, sagt, dass Fernwärme eine perfekte Lösung für die Dekarbonisierung städtischer Kerne darstellt. Foto: Kimberly Paynter/WHYY

Es ist unklar, wie ein verstärkter Einsatz von Erdgaskesseln Philadelphia dabei helfen würde, sein Ziel von Netto-Null bis 2050 zu erreichen. PGW wollte auf Nachfrage keine Daten zur Verfügung stellen. Barnes sagte, Lösungen zur Reduzierung des Erdgasverbrauchs seien komplex und es gebe keine „einzelne Lösung“.

„Dennoch setzt sich PGW unermüdlich dafür ein, die Energieziele der Stadt zu unterstützen, und es liegt uns sehr am Herzen, dass unsere Stadt und die Fähigkeit unserer Kunden es sich leisten können, ihre Häuser und Geschäfte sicher zu heizen“, schrieb Barnes. „Wir glauben, dass es sowohl für die Presse als auch für unsere Kunden und Stakeholder wichtig ist zu wissen und zu verstehen, dass die Nutzung von Erdgas vor Ort derzeit in fast allen Fällen kostengünstiger und energieeffizienter ist als Alternativen wie Strom und Dampf.“ ."

PGW antwortete nicht auf Anfragen zur Klarstellung seiner Position. Experten sagen jedoch, dass Blockheizkraftwerke, wie sie Vicinity sowohl zur Strom- als auch zur Dampferzeugung nutzt, als effizienter gelten, da etwaige Abwärme nicht verloren geht, sondern genutzt wird. Im Fall von Vicinity entsteht aus der Abwärme Dampf.

PGW hat sich bereit erklärt, Möglichkeiten zur Reduzierung seines CO2-Fußabdrucks zu prüfen. Es beteiligte sich an der Ausarbeitung der im Dezember veröffentlichten Business Diversification Study, die sich mit der schwierigen Frage befassen soll, wie die Stadt ihre Klimaziele erreichen und gleichzeitig ein Unternehmen für fossile Brennstoffe besitzen kann. Der Bericht empfiehlt eine weitere Untersuchung von drei separaten Zukunftspfaden für PGW: Geothermie, erweiterte Verwitterung und die Gewinnung von Klärgas oder Deponiegas, das Methan produziert.

Dennoch waren Führungskräfte von PGW, wie WHYY berichtete, an der Ausarbeitung staatlicher Gesetze beteiligt, die die Stadt behindern würden, wenn sie Anreize für die Elektrifizierung von Gebäuden schaffen oder diese erzwingen wollte.

Trotz des Engagements von Präsident Joe Biden für die Bekämpfung des Klimawandels haben sich zwei große Dampflokalkunden für den Umstieg auf PGW entschieden: Amtraks 30th Street Station und der Independence Historical Park, der vom National Park Service betrieben wird.

Diese beiden Beispiele verärgern Umweltgruppen, die sich nun der Sache angenommen haben. Der Clean Air Council wandte sich an Amtrak und den National Park Service, um sie erfolglos davon zu überzeugen, bei der Fernwärme zu bleiben. Der Vorstandsvorsitzende des Council, Joe Minott, kritisiert auch die Ausweitung der Erdgasnutzung durch PGW, obwohl er sagt, dass der Energieversorger Wege finden muss, sich von fossilen Brennstoffen zu verabschieden.

„PGW muss sich mit einer Zukunft ohne fossile Brennstoffe befassen, was für Philadelphia Gas Works natürlich sehr schwierig ist“, sagte Minott. „Tatsächlich machen sie das Gegenteil. Sie werden sehr aggressiv bei der Suche nach neuen Kunden.“

Minott ist besonders frustriert darüber, dass es im Fall von Amtrak und dem National Park Service keine Versuche gab, die Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen zu untersuchen, keine öffentlichen Anhörungen oder Gelegenheiten zur Stellungnahme und kein öffentliches Ausschreibungsverfahren. Der Clean Air Council hat versucht, Informationen über PGW-Verträge sowohl mit Amtrak als auch mit dem National Park Service zu erhalten, konnte dies jedoch nicht über Right-to-Know-Anfragen erreichen.

Ein Amtrak-Sprecher sagte, die Umstellung von Ferndampfkesseln auf Erdgaskessel sei sowohl effizienter als auch eine Kostenersparnis für das Transportsystem.

Stromleitungen transportieren mit Erdgas erzeugten Strom aus dem Kraft-Wärme-Kopplungskraftwerk Vicinity Energy in Süd-Philadelphia. Das Blockheizkraftwerk nutzt die überschüssige Wärme, um Dampf zu erzeugen, der die in der Ferne sichtbaren Bürogebäude in Philadelphia heizt. Foto: Kimberly Paynter/WHYY

„Die Diversifizierung der Quellen sorgt für eine zuverlässigere Beheizung des Gebäudes und sorgt für erhebliche Energiekosteneinsparungen für Amtrak während der Vertragslaufzeit“, schrieb Amtrak-Sprecherin Olivia Irvin in einer E-Mail. „Amtrak teilt das Engagement der Regierung für eine kohlenstoffärmere Zukunft und wir werden daran arbeiten, Kohlenstoffbewertungen in unsere Projekte zu integrieren. Zu diesem Zweck arbeiten wir eng mit [dem Entwickler Plenary Infrastructure Philadelphia] zusammen, um die sozialen und ökologischen Auswirkungen der geplanten Projekte zu quantifizieren Upgrades.

Amtrak würde keine weiteren Einzelheiten zum Vertrag oder einer möglicherweise durchgeführten Umweltprüfung bekannt geben. Der National Park Service antwortete nicht auf mehrere Anfragen nach Kommentaren.

Joseph Ingrao, Anwalt beim Clean Air Council, sagt, dass es in einer Zeit, in der die Biden-Regierung daran arbeitet, durch den jüngsten Haushaltsentwurf Anreize für saubere Energie zu schaffen, keinen Sinn macht, wenn Bundesinstitutionen vom regionalen Energiesystem abwandern.

„Die Bundesregierung hat über 14 Millionen US-Dollar für die Installation dieser Erdgaskessel zugesagt, die ausschließlich Erdgas zur Wärmeerzeugung verbrennen können“, sagte er. „Sie verursachen diese versunkenen Kosten in Höhe von 14 Millionen US-Dollar, insbesondere wenn es in fünf Jahren bessere Optionen gibt.“

Und während PGW in der Vergangenheit Bedenken geäußert hat, dass sich seine einkommensschwachen Tarifzahler die Umstellung auf saubere Energie nicht leisten können, sagte Ingrao, diese Ansicht sei kurzsichtig.

„PGW spielt jetzt ein Hühnerspiel mit dem Klimawandel“, sagte Ingrao. „Und eines Tages wird es völlig unmöglich sein, mit Erdgas weiterzumachen. Und auf lange Sicht werden dadurch nur einkommensschwache Tarifzahler auf der Strecke bleiben. Sie werden damit in einer Zeit konfrontiert sein, in der es noch schwieriger ist.“ zu wechseln als jetzt.“

Im Inneren der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage von Vicinity Energy in Süd-Philadelphia. Ein modernes Blockheizkraftwerk nutzt Erdgas zur Stromerzeugung. Die überschüssige Wärme wird zur Erzeugung des Dampfes genutzt, der die Gebäude in der Innenstadt beheizt. Foto: Kimberly Paynter / WARUM

Neben dem Wettbewerb um Kunden streiten sich die beiden auch über die Vertriebskosten. Laut PGW erhält Vicinity einen ermäßigten Vertrag für die Nutzung seiner Pipeline, der vor 25 Jahren ausgehandelt wurde und Ende dieses Jahres ausläuft. Infolgedessen subventionieren laut PGW andere Tarifzahler das Dampfkreislaufsystem jährlich mit 250 Millionen US-Dollar und das Unternehmen möchte die Gebühr erhöhen, die Vicinity für die Verteilung zahlt.

Laut Vicinity handelt es sich um einen Vergleich zwischen Äpfeln und Birnen, da es keine vergleichbaren gewerblichen Kunden gebe. Das Unternehmen möchte die Pipeline, über die sein Gas verteilt wird, für 10 Millionen US-Dollar kaufen und gleichzeitig einen höheren Tarif für den Transport im Winter zahlen, sagt aber, PGW habe seinen Vorschlag abgelehnt.

„Wenn PGW das Angebot von Vicinity zum Kauf der Pipeline annehmen würde“, sagte DiCroce, „würde PGW über die Ressourcen verfügen, um ihre eigenen Herausforderungen zu bewältigen, die vielfältig sind.“

Vicinity reichte im Oktober 2021 eine Beschwerde bei der Public Utility Commission ein und behauptete räuberisches und wettbewerbswidriges Verhalten im Zusammenhang mit der geplanten Gebührenerhöhung.

Diese Geschichte wurde in Zusammenarbeit mit StateImpact Pennsylvania produziert, einer Zusammenarbeit zwischen The Allegheny Front, WPSU, WITF und WHYY, um die Energiewirtschaft des Commonwealth abzudecken.

30. September 2022 EpisodeStateImpact

Susan Phillips ist Reporterin für StateImpact Pennsylvania, eine Zusammenarbeit zwischen WITF und WHYY, die über die steuerlichen und ökologischen Auswirkungen der boomenden Energiewirtschaft in Pennsylvania berichtet.