„nachhaltige technologien 1|2018“

7 6 NETZGEBUNDENE WÄRMEVERSORGUNG usgangssituation 51 % des Endenergiebedarfes der EU (Heizung 26 %, Warmwasserbereitung 5 %, Kühlung 1 %, Rest für Prozesswärme- und Kälte) wird für Wärme- und Käl- teversorgung verwendet 1 . Folglich ist zur Erreichung der Pariser Klimaziele eine vollständige Dekarboni- sierung der Wärme- und Kälteversorgung erforderlich, die sowohl mittels innovativer Konzepte einzuleiten bzw. durch Optimierung und Effizienzsteigerung zu gewährleisten ist. Wärme- und Kältenetze werden hier als Schlüssel- technologie betrachtet. Sie ermöglichen durch in- telligente Vernetzung von Erneuerbaren, Speichern, Wärmeabnehmern und Kopplung mit anderen Ener- gieversorgungsnetzen (Strom, Gas) eine Steigerung der Gesamteffizienz und Wirtschaftlichkeit sowie die Reduktion des Primärenergiebedarfes.Laufende Forschungsprojekte ermöglichen es, bestehende und neue Systeme zu simulieren und zu optimieren und nachhaltige Ausbaustufen von Wärme- und Kältenetzen zu planen. Vielerorts ergeben sich auch aus der Verschneidung von energietechnischen und raumplanerischen Methoden neue Möglichkeiten, Potenzial für flächendeckende und netzgebundene Versorgungskonzepte zu identifizieren, oft im Zusam- menspiel von Energieversorgern, Raumplanern sowie Städten und Gemeinden. Dieses Potenzial kann dann unter anderem in Bebauungskonzepten von Städten und Gemeinden oder Firmenstrategien berücksichtigt und aktiv integriert werden. Detaillierte Simulationen: Voraussetzung für exzellente Planung Aufgrund zunehmender Komplexität der Systeme in Hinblick auf die 4. Generation von Wärmenetzen 2 (mit z. B. Vorlauftemperaturen unterhalb von 60˚C mit multiplen Speichern und Erzeugern) werden dynamische Simulationsmethoden auf Basis unter- schiedlicher Softwaretools entwickelt und eingesetzt, die detaillierte Analysen von Strömungsverhältnissen und Betriebszuständen sowie Langzeitsimulationen ermöglichen. Hier spielt auch die Einbindung von zentralen und dezentralen Erzeugern, Speichern und Abnehmern wie Wohngebäude und Industrie in die Simulationsumgebung eine immer wichtigere Rolle. Domäneübergreifende Simulationen über die Systemgrenzen von Erzeuger, Wärmenetz, Gebäude, Übergabestation oder Haustechnik hinaus sind erfor- derlich, um die Interaktion der einzelnen Systemteile abbilden und analysieren zu können (Stichwörter: Co- Simulation, FMI). Diese Kombination erlaubt es, den Mehrwert von neuen Technologien und Konzepten darzustellen bzw. bestehende Systeme zu optimieren. A 1 Fleiter, T.; Steinbach, J.; Ragwitz, M. et al. (2016): Mapping and analyses for the current and future (2020 - 2030) heating/cooling fuel development (fossil/renewables) – Executive Summary. Brussels: Euro- pean Commission, DG Energy https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/ files/documents/Summary%20WP1%20and%20WP2.pdf 2 Lund, H. et al., 2014: 4th Generation District Heating (4GDH): Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems, Energy, Vol. 68, pp. 1-11, 2014. Ermöglichung nachhaltiger Wärme- und Kältenetze durch Simulation und Visualisierung Ingo Leusbrock, Harald Schrammel, Franz Mauthner, Richard Heimrath, Christian Fink Foto: ITW/TZS Universität Stuttgart