Wärmenetze 4.0 – Machbarkeitsstudie für ein innovatives Wärmenetz der vierten Generation in Rosenheim

Gemeinsam mit den Stadtwerken Rosenheim erstellt die FfE eine Machbarkeitsstudie für die Umsetzung eines Wärmenetzes der vierten Generation in Rosenheim. Dabei soll im ersten Schritt ein bestehendes Nahwärmenetz zu einem Wärmenetz 4.0 weiterentwickelt werden. Im späteren Zeitverlauf wird die wärmenetz-gebundene Versorgung eines anliegenden Neubaugebietes daran angeschlossen. Das Projekt wird durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert und hat im Januar 2018 begonnen.

Was ist ein Wärmenetz der vierten Generation – Wärmenetz 4.0?

Als Wärmenetz der vierten Generation werden solche bezeichnet, deren Vorlauftemperaturen den Bereich 20 – 95 °C nicht überschreiten. Diese niedrigen Systemtemperaturen erlauben die Integration eines hohen Anteils an erneuerbaren Wärmequellen (Solarthermie, Umweltwärme, Biomasse) und Abwärme. Des Weiteren werden hierdurch niedrige Verteilverluste erreicht, sodass Wärmenetze 4.0 die Wärme hoch effizient verteilen. Um Ineffizienzen zu bestimmten und ggf. Schlechtpunkte besser zu identifizieren, erfolgt zudem ein kontinuierliches Monitoring der Netze. Durch die Einbindung von Wärmepumpe und anderen Power-to-Heat-Technologien, kann zudem Flexibilität für den Strommarkt bzw. das Stromnetz bereitgestellt werden. Eine Übersicht über relevante Technologien befindet sich in Abbildung 1.

Abbildung 1: Zusammenschaltung relevanter Komponenten für die auf erneuerbaren Energien und Abwärme basierende netzgebundene Wärmeversorgung

Informationen zum Projekt mit den Stadtwerken Rosenheim

Im Projekt wird sowohl das Potenzial zur Reduktion auftretender Verluste sowie die Einbindung Erneuerbarer Energiequellen bestimmt.

Reduzierung der Verteilverluste

Eine Reduktion von thermischen Verlusten lässt sich vor allem durch eine Verstärkung der Dämmung oder eine Absenkung der Systemtemperaturen erreichen. Da das vorhandene Netz ausreichend gedämmt ist und eine zusätzliche Dämmung einen immensen Installationsaufwand bedeuten würde, werden im Projekt verschiedene operative Möglichkeiten zur Reduzierung der Temperaturniveaus untersucht.

Hierfür wird das Gesamtnetz zunächst in verschiedene Netzstränge unterteilt, welche dann individuell saisonal variierend temperiert werden können.

Auf Grund des geringen Trinkwarmwasserbedarfes wird untersucht, ob eine Abschaltung zweier Teilstränge im Sommer verglichen mit einer dezentralen strombasierten Erwärmung des Trinkwarmwassers wirtschaftlich ist. Weiterhin wird untersucht, wie hoch die energetischen Einsparungen durch die punktuelle Beladung dezentraler Trinkwarmwasser- Speicher ist und ob diese Art der Beladung zu Kosteneinsparungen führt.

Innovative Wärmebereitstellung

Zur Bereitstellung der benötigten Wärme werden zwei Versorgungskonzepte genauer betrachtet. Bei den betrachteten Wärmeversorgungskonzepten handelt es sich zum einen um ein Niedertemperaturnetz mit dezentralen Wärmepumpen. Zum anderen wird die Reihenschaltung verschiedener Wärmeerzeuger (Wärmepumpe, BHKW, Primärnetz) in Form einer „Wärme-Dispatch-Zentrale“ untersucht.

Nähere Informationen zum Projekt sowie den technischen Anforderungen an ein Wärmenetz 4.0 finden Sie hier.

Eine Kurzfassung der Projektergebnisse wurde im September 2018 auf dem International Symposium on District Heating and Cooling in Hamburg dargestellt: Transformation of an existing into a Fourth Generation Heating Network

Das erstellte Konzept der Wärme-Dispatch-Zentrale wurde im September 2018 auf dem Workshop des Energieforschungsverbundes Hamburg zum Thema „Sustainable District Heating and Cooling – Digitalisation and Energy Efficiency“ in Hamburg dem Fachpublikum vorgestellt und mit diesem diskutiert: Heat Dispatch Center – Symbiosis of renewable generation units for sustainable thermal energy supply