Wie lassen sich etwa erneuerbare Energien und Abwärme stärker in die Wärmeversorgung einbinden? Das zeigen erste Ergebnisse des Forschungsprojekts „Urban Turn“.

 

Das laufende Forschungsprojekt „Urban Turn“ zielt darauf ab, bestehende Fernwärmenetze durch verbesserte Auslegungskriterien für die Umstellung auf einen höheren Anteil erneuerbarer Energien zu qualifizieren. Gemeinsam mit seinen Projektpartnern hat der Energieeffizienzverband AGFW nun eine Studie veröffentlicht, die die bisherigen Forschungsergebnisse zusammenfasst, teilte der AGFW am 28. Juli mit.

„Mit dem Forschungsvorhaben wollen wir die Anforderungen an die zukünftige leitungsgebundene Wärmeversorgung aufzeigen“, so Stefan Hay, beim AGFW für das Projekt zuständig. Fernwärmeversorgern helfe dieses Wissen konkret in der Praxis, etwa, wenn es um die Ausarbeitung von Transformationsplänen für den Aus- und Umbau der Wärmenetze gehe. „Das Potenzial der grünen Fernwärme aus einem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien ist immens. Studien haben gezeigt, dass der Marktanteil der Fernwärme an der Wärmeversorgung bis 2030 auf 30 Prozent und der Anteil der erneuerbaren Energien an der Fernwärmeerzeugung im gleichen Zeitraum auf bis zu 45 Prozent gesteigert werden kann.“

In Deutschland decken derzeit durchschnittlich drei Wärmeerzeugungs-Anlagen pro Fernwärmenetz den bestehenden Wärmeleistungs-Bedarf über eine Gesamtlänge von 21.482 Kilometern an insgesamt 360.305 Hausanschlussstationen, so der Ist-Stand laut der veröffentlichten Urban-Turn-Studie „Fernwärmenetze im Kontext nationaler Klimaziele“. Der Marktanteil der Fernwärmeversorgung in Deutschland liegt demnach bei rund 14 % und der Anteil der erneuerbaren Wärmequellen beträgt momentan 17,8 %.

Künftige Fernwärme-Netze werden dezentraler und digitaler

Diese Entwicklung bringe allerdings auch einige Herausforderungen für die bestehende Netzinfrastruktur mit sich. „Ein Ergebnis unserer Studie ist es, dass Fernwärme-Systeme durch die künftig noch stärkere Nutzung zum Teil ortsgebundener erneuerbarer Energien und Abwärme dezentraler aufgebaut sein werden, als dies heute der Fall ist“, erklärt Hay. „Hinzu kommt, dass insgesamt die Netztemperaturen abgesenkt werden müssen, weil bei der Einspeisung erneuerbarer Energien oftmals nur niedrigere Temperaturniveaus zur Verfügung stehen. Um diese komplexeren Strukturen gut managen zu können, ist die digitale Erfassung von Betriebspunkten innerhalb der Wärmenetze zwingend erforderlich.“

Die Fernwärmeversorgung müsse daher zukünftig digitaler und dezentraler aufgebaut werden. Die nun veröffentlichen Ergebnisse seien aber nur ein erster Schritt und sollen die Grundlage für weitere Forschungen im Kasseler District Lab bilden. Das Versuchs- und Testzentrum District Lab des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE), ebenfalls ein Projektpartner von "Urban Turn", besteht aus einem flexiblen Testnetz mit angeschlossenen Versuchs- und Prüfständen für Wärmeerzeuger und -verbraucher im Quartiersmaßstab sowie einer Teststrecke für Rohrleitungen. Durch ein digitales Leit- und Regelungssystem lassen sich die Betriebszustände dort exakt einstellen und messen. Weitere Projektpartner sind:

• Brugg Rohsysteme,
• der Wärme- und Kältetechnik-Hersteller Danfoss,
• das Planungsbüro GEF Ingenieur AG
• und die Hafencity Universität Hamburg.

Die Ergebnisse der Simulationen und Versuche im District Lab sollen weitere wichtige Erkenntnisse zur Flexibilisierung, Digitalisierung und Transformation der leitungsgebundenen Wärmeversorgung im urbanen Raum liefern. Das Projekt wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert und läuft bis 2025.

Interessierte können die Studie hier einsehen: www.agfw.de/forschung/urbanturn