Zeitschrift EE

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Flexibilisierung und Dekarbonisierung urbaner Fernwärmesysteme

Die netzgebundene Wärmeversorgung birgt erhebliche CO2- und auch Kostenreduktionspotentiale bei der Deckung des Wärmebedarfs, insbesondere im urbanen Umfeld. Eine netzgebundene Wärmeversorgungsinfrastruktur ermöglicht die hydraulische Einbindung unterschiedlichster (auch hybrider) Wärmeumwandlungstechnologien, industrieller und kommunaler Abwärme und thermischer Speicher. Hierdurch kann der Einsatz fossiler Brennstoffe minimiert bzw. substituiert werden, lokale Wertschöpfung gesteigert und die Flexibilität des Energiesystems erhöht werden.

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Die Betreiber städtischer Fernwärmeversorgungssysteme, vor allem Betreiber erdgasbefeuerter KWK-Anlagen, sind gegenwärtig mit dem Problem konfrontiert, dass eine wirtschaftliche Fernwärmebereitstellung aufgrund externer Rahmenbedingungen zunehmend erschwert wird. Die Strompreisentwicklung sowie schwankende Preise für Gas und andere fossile Energieträger stellen hier einen erheblichen Unsicherheitsfaktor dar. Daher sind Lösungsansätze für neuartige Fernwärmekonzepte, die möglichst unabhängig von Energieträgerimporten betrieben werden können und die bestenfalls zusätzlich Systemflexibilität bereitstellen, essentiell wichtig.

Im gegenständlichen Projektvorhaben werden innovative technische Konzepte für eine Erweiterung urbaner Fernwärmeversorgungssysteme entwickelt und simulationstechnisch analysiert. Zielsetzung ist, durch intelligente hydraulische Integration u.a. der Komponenten Langzeitwärmespeicher, (Groß-)Wärmepumpe und solarthermische Großanlage eine flexible Fernwärmebereitstellung zu ermöglichen und die Anteile erneuerbarer Energieträger als auch die Deckungsanteile aus Abwärmenutzung signifikant zu steigern. Konkret wird für drei charakteristische Fernwärmeversorgungsgebiete unterschiedlicher Größe (Wien, Klagenfurt, Mürzzuschlag) und mit unterschiedlichem Erzeugungsportfolio in der Grund-, Mittel- und Spitzenlastversorgung ermittelt, welche Anlagenkonfiguration und Einsatzreihenfolge einen techno-ökonomisch optimalen Erzeugungsmix zur Folge hat.

Die für diese ganzheitlichen Analysen der drei Fernwärmeversorgungsgebiete erforderlichen Methoden und Simulationswerkzeuge auf Komponenten- und Systemebene werden entwickelt (z.B. in Dymola, TRNSYS) und validiert. Basierend auf den vorhandenen Systemen werden unterschiedliche technische Konfigurationen (z.B. Solarthermie + Wärmepumpe + Langzeitspeicher) und Einsatzreihenfolgen simuliert und bewertet. Die Ergebnisse und Erkenntnisse der Untersuchungen werden auch hinsichtlich der Übertragbarkeit auf andere urbane Fernwärmeversorgungsgebiete bewertet.

Auftraggeber

Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie

Projektpartner

S.O.L.I.D. Gesellschaft für Solarinstallation und Design mbH
Technische Universität Graz - Institut für Wärmetechnik
Wien Energie GmbH
STW Stadtwerke Klagenfurt AG
Stadtwerke Mürzzuschlag Gesellschaft m.b.H.

Ansprechperson

DI Dr. Ingo Leusbrock, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

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