Bidirektionale Einbindung von Gebäuden mit Wärmeerzeugern in Wärmenetze

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Projektidee war, die intelligente Integration von Gebäuden mit Wärmeerzeugern in Wärmenetze. Ziel war es, durch eine intelligente Gestaltung eines Wärmenetzes und speziell durch Erweiterung des Spektrums an möglichen Wärmequellen sowohl die Energieeffizienz der Wärmebereitstellung zu verbessern, als auch die Kosten der Wärmebereitstellung und damit die Endverbraucherpreise senken zu können. Mit Erweiterung des Spektrums an möglichen Wärmequellen ist auch eine Nutzung von lokal anfallender Überschusswärme gemeint.

Inhalte und Zielsetzungen

Projektziel war die Realisierbarkeit der Einbindung von dezentralen Wärmequellen in Wärmenetze zu analysieren und zu bewerten. Die dabei untersuchten dezentralen Wärmequellen sind solarthermische Anlagen, Biomassefeuerungen und Abwärmequellen. Es wurden einerseits die technischen Voraussetzungen erhoben, wobei eine möglichst einfache und universelle Einbindung (Low tech) angestrebt wurde. Andererseits wurden die ausschöpfbaren Potentiale mit Hilfe von Systemsimulationen eruiert. Eine Aussage über die Gesamtwirtschaftlichkeit wurde ebenfalls gegeben.

Methodische Vorgehensweise

In der Simulation wurden zwei komplementäre Ansätze verfolgt, einerseits die Untersuchung möglichst realistischer Netzmodelle, andererseits die Untersuchung grundlegender Effekte in Mikronetzen. Insbesondere im zweiten Ansatz konnten und mussten technische und wirtschaftliche Modelle eng miteinander verschränkt werden.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Wir sind nun in der Lage, umfangreichere Simulationen zu den Auswirkungen dezentraler Einspeisung durchzuführen. Darin ist insbesondere eine Jahressimulation für das Netz Bruck/Mur mit entsprechend hinterlegten Realdaten beinhaltet. Zudem wurden im Mikronetzzugang verschiedene Regelstrategien für Heizhaus und Prosumer sowie die Auswirkungen von Wärmespeichern getestet.

Im Simulationsbereich greifen die unterschiedlichen Modellkomponenten gut ineinander; neben der hydraulisch-thermischen Seite wurden auch ein Emissionsmodell und ein Preismodell hinterlegt. Szenarien für den sinnvollen Einsatz dezentraler Einspeiser wurden identifiziert und ein Ansatz für ein Geschäftsmodell aufgestellt.

Bezugnehmend auf die ursprünglich erwarteten Ergebnisse wurden die folgenden Abweichungen bzw. Erkenntnisse gewonnen:

Ausblick

Potential

Sehr kleine Anlagen haben typischerweise wenig Potenzial. Sowohl in Bezug auf absolute Leistung als auch in Bezug auf Überkapazitäten sind (im klassischen Sinne) sehr gut dimensionierte Systeme nur schlecht für eine Netzeinspeisung geeignet, da sie kaum Überkapazitäten aufweisen. Hingegen sind solar beheizte Häuser mit ihren Überkapazitäten im Sommer interessant, auch hier sind Mindestgrößen (~20 m2 Kollektorfläche) sinnvoll.

Umsetzung

Das solare Prosumer-Modell wird sich primär in Mikronetzen durchsetzen können, da hier die technischen Voraussetzungen besser sind. Vor allem niedrigere Vorlauftemperaturen (wichtig für solare Einspeisung) und Drücke sprechen dafür. Auch die Unternehmens- und Eigentümerstrukturen sprechen dafür.

Bei klassischen Fernwärmenetzen hingegen sind kurzfristig vor allem Netzerweiterungen attraktive Szenarien für die Einbindung von dezentralen Einspeisern.

Projektleiter

AEE NÖ-Wien

Projekt- und Kooperationspartner

• Technisches Büro Ing. Leo Riebenbauer GmbH
• Technische Universität Wien
  Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften
• Österreichischer Biomasse-Verband
• S.O.L.I.D. Gesellschaft für Solarinstallation und Design m.b.H.
• Pink GmbH
• BIOENERGY 2020+ GmbH

AEE NÖ-Wien
Daniel Reiterer M.A.
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