Wie müssen Wärmenetze der Zukunft aufgebaut sein, um den stetig steigenden Anforderungen gerecht zu werden? Damit beschäftigt sich das BMWK-geförderte Forschungsvorhaben „UrbanTurn“. Erste Studienergebnisse zeigen nun, wie die bestehende Infrastruktur weiterentwickelt werden muss, um beispielsweise die stärkere Einspeisung erneuerbarer Energien und Abwärme gut bewältigen zu können.

Beim Energieeffizienzverband AGFW ist Dipl.-Ing. Stefan Hay für das Projekt zuständig. Gemeinsam mit den Projektpartnern hat er eine Studie veröffentlicht, die die bisherigen Forschungsergebnisse zusammenfasst. Sie bildet die Grundlage für weitere Forschungen im Kasseler „District LAB“. Das Versuchs- und Testzentrum des Fraunhofer-Instituts IEE besteht aus einem flexiblen Testnetz mit angeschlossenen Versuchs- und Prüfständen für Wärmeerzeuger und -verbraucher im Quartiersmaßstab sowie einer Teststrecke für Rohrleitungstests. Durch ein digitales Leit- und Regelungssystem lassen sich die Betriebszustände dort exakt einstellen und messen. Weitere Projektpartner sind die BRUGG Rohsysteme GmbH, die Danfoss GmbH, die GEF Ingenieur AG und die HafenCity Universität Hamburg. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und läuft bis 2025.

Künftige Fernwärmenetze werden dezentraler und digitaler

„Mit dem Forschungsvorhaben wollen wir die Anforderungen an die zukünftige leitungsgebundene Wärmeversorgung aufzeigen“, so Hay. 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.“

Diese Entwicklung bringe allerdings auch einige Herausforderungen für die bestehende Netzinfrastruktur mit sich. „Ein Ergebnis unserer Studie ist es, dass Fernwärmesysteme durch die künftig noch stärkere Nutzung zum Teil ortsgebundener erneuerbarer Energien und Abwärme dezentraler aufgebaut sein werden, als dies heute der Fall ist. 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.“

Förderung der Transformation notwendig: BEW muss zeitnah in Kraft treten

Um diese enormen Herausforderungen stemmen zu können, sei die Branche auf eine geeignete Förderkulisse angewiesen, erläutert Dr. Heiko Huther, Bereichsleiter Forschung & Entwicklung des AGFW. „Nach mehr als zwei Jahren Wartezeit muss endlich die Bundesförderung effiziente Wärmenetze in Kraft treten. Aufgrund der aktuellen geopolitischen Lage stehen die Energieversorger stark unter Druck. Sie alle setzen sich dafür ein, die Versorgungssicherheit aufrechtzuerhalten, sodass im Winter niemand im Kalten sitzt. Die Klimaziele der Bundesregierung gelten jedoch unverändert. Um das Ziel der Klimaneutralität im Wärmesektor bis 2045 vor diesem Hintergrund einhalten zu können, brauchen wir dringend das BEW.“

Projekt liefert Unterstützung für die Unternehmen in der Praxis

Die Ergebnisse der Simulationen und Versuche im District LAB werden wichtige Erkenntnisse zur Flexibilisierung, Digitalisierung und Transformation der leitungsgebundenen Wärmeversorgung im urbanen Raum liefern, so die Verbundkoordinatorin Dr.-Ing. Anna Kallert. „Praxisorientierte Lösungsansätze werden es gleichzeitig ermöglichen, die Ergebnisse schnell auf reale Wärmenetze zu übertragen und somit Versorgungsunternehmen bei der Bewältigung der Herausforderungen der Wärmewende und der strategischen Ausbauplanung der Wärmenetze unterstützen.“

Zur Studie

(Quelle: AGFW)