„nachhaltige technologien 1|2018“

Detaillierte Simulationen: Voraussetzung für innovative Systeme Ein Merkmal für zukünftige Wärmenetze sind die niedrigen Systemtemperaturen in Niedertemperatur- netzen (Vorlauftemperaturen unter 60°C) und kalter Fernwärme. Bei kalter Fernwärme ist die grundlegende Idee, durch sehr niedrige Temperaturniveaus (<35°C) niedrigexergetische Wärmequellen wie Abwärme, Geothermie, Oberflächengewässer, Grundwasser, Abwasser, Solarthermie sowie Rauchgaskondensa- tionen nutzbar zu machen und Transportverluste fast vollständig zu eliminieren. Der Einsatz dieser Wärmequellen in Kombination mit Wärmepumpen, die aufgrund der hohen Quellentemperatur mit Hocheffizienz betrieben werden können, stellt einen wesentlichen Vorteil dar. Eine weitere Variante die- ser Versorgungsart sind sogenannte Anergienetze (Betriebstemperaturen im Bereich von 5 bis 25°C) mit hydraulisch ungerichtetem Netz und häufig in Kombination mit einem saisonalen Speicher. Diese Systeme erlauben durch ring- bzw. maschenförmiger Topologie eine flexible Erweiterung des Netzes und Integration weiterer Energiequellen und können so mit den Anforderungen an das System mitwachsen. Eine Anzahl dieser Systeme ist bereits seit mehreren Jahren in der Schweiz sehr erfolgreich im Einsatz. Diese Konzepte stellen jedoch eine Herausforderung an Simulation und Regelung als auch Planung dar, da ihr Aufbau und Betrieb einen höheren Grad an Komplexität aufweisen. Dies resultiert zum einen aus der hohen Anzahl dezentraler Elemente wie Wärme-/ Kältequellen, Wärmepumpen oder Speicher und deren Regelung. Zum anderen sind die zeitweise gleichzeitig vorhandenen Bedarfe an Kälte und Wärme eine He- rausforderung. Das Projekt „DestoSimKaFe“ 5 befasst sich genau mit diesen Herausforderungen und wird mittels gekoppelter Simulation von Gebäuden, Erzeu- ger und Netz wesentliche Beiträge dazu liefern, wie solche Systeme in Zukunft umgesetzt und betrieben werden können. Die Bewertungen der dynamischen Interaktion zwischen allen Komponenten im System können zum Beispiel durch die im Research Studio Austria „EnergySimCity“ 3 entwickelten Methoden und Tools realisiert werden. Momentan kommen diese Metho- den im Projekt „EnergyCityConcepts“ 4 zum Einsatz, wo für die Modellregionen Gleisdorf und Salzburg- Schallmoos Zukunftsszenarien für eine mögliche Situation in 2050 resultierend aus Sanierungs- und Nachverdichtungsszenarien und energiepolitischen Vorgaben diskutiert werden. Diese Szenarien wer- den dann von Wärmenetzbetreibern verwendet, um mögliche Ausbauszenarien zu identifizieren und dann simulationstechnisch detailliert auszuwerten. Geoinformationssysteme ermöglichen es hierbei, räumliche Abhängigkeiten zu erkennen und zu ana- lysieren und die Ergebnisse in Form von Karten (z. B.: Energiedichtekarten oder 3D-Visualisierungen) oder interaktiven Webservices zur weiteren Bearbeitung bereitzustellen. "Die sinnvolle Vergabe von Fördermitteln und die Qualitätskontrolle über die Verwendung dieser Gelder ist für uns ein wichtiges Anliegen. Zur fundierten Beurteilung und Bewertung von neuen Konzepten und Technologien in der Nah- und Fernwärmeversorgung brauchen wir daher geeignete Methoden und Werkzeuge, um zuverlässige und nachprüfbare Qualitäts- und Förderkriterien anwenden zu können. Hier stellen neue und innovative Tools und Simulationsumgebungen eine wertvolle Grundlage dar, um belastbare Aussagen treffen zu können." Gottfried Lamers, Umweltförderpolitik, Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus Beispielhafte Wärmebedarfskarten aus dem Projekt Energy CityConcepts Wärmebedarf 2050 bei einem Standard- sanierungsszenario Wärmebedarf 2016 Wärmebedarf 2050 bei einem ambitio- nierten Sanierungs- szenario 3 „EnergySimCity – Ganzheitliche Analyse und Simulation von Ener- giesystemen und Ressourcenverbünden in Städten und Stadtquartieren“ (2014 – 2018) wird im Rahmen des renommierten Programmes „Research Studio Austria“ vom Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) gefördert (FFG Projektnummer 844732) http://www.aee-intec.at/index.php?seitenName=projekteDeta il&projekteId=174 4 Das Forschungsprojekt „EnergyCityConcepts - Methoden- und Konzeptentwicklung zur Implementierung nachhaltiger Energiesysteme in Städten am Beispiel von Gleisdorf und Salzburg“ läuft von Februar 2016 bis Februar 2019 und wird vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit) gefördert (FFG Projektnummer 850129) http://www.aee-intec.at/index.php?seitenName=projekteDeta il&projekteId=182