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IEA DHC Annex TS3: Hybride Energie-Netze, Fernwärme- und -kältenetze im Kontext eines integrierten Energiesystems

Hybride Energienetze, also die Integration von Strom-, Wärme- und Gasnetzen können zur Optimierung des Energiesystems entscheidend beitragen. Der IEA DHC Annex TS3 analysiert Potentiale und Herausforderungen hybrider Energienetze aus Sicht des Fernwärme-/Kälte-Systems. Dieses inkludiert die Analyse von Technologien und Synergien, die Bewertung von Tools und Methoden, die Analyse von Fallbeispielen sowie die Entwicklung geeigneter Geschäftsmodelle und Rahmenbedingungen.

Kurzbeschreibung

Die Kopplung verschiedener Energiesektoren, insbesondere von Strom und Gas mit Wärme und Kälte, gilt als eine der wichtigsten Maßnahmen zur Dekarbonisierung des Energiesystems. Fernwärme- und Fernkältenetze haben den Wärme- und Kältesektor traditionell mit dem Elektrizitätssektor und häufig auch mit dem Gassektor durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) verbunden. Mit dem Ausstieg aus der Erdgasverstromung und dem zunehmenden Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern wird sich die Rolle der KWK in Zukunft jedoch wahrscheinlich erheblich verändern, es braucht alternative Wärmequellen und Kopplungspunkte zur Bereitstellung von Flexibilitäten. Darüber hinaus spielt Wasserstoff (H2) eine immer wichtigere Rolle im Energiesystem, und die daraus resultierenden Synergien müssen berücksichtigt werden.

Der IEA DHC Annex TS3 ist eine internationale Kooperationsplattform mit den Ziel, die wichtigsten Potenziale zu identifizieren und Empfehlungen zur Bewältigung der Herausforderungen für Fernwärmenetze in einem integrierten Energiesystemkontext zu geben. Der Annex lief von Herbst 2017 bis Anfang 2023 und umfasste mehrere Workshops, Webinare und „special sessions" auf verschiedenen Konferenzen sowie Arbeitstreffen und bilaterale Gespräche, inkl. einer Zusammenarbeit mit dem IEA International Smart Grid Action Network (ISGAN). Eines der wichtigsten Ergebnisse des IEA DHC Annex TS3 ist ein Guidebook, dessen Key Messages wie folgt zusammengefasst werden können:

  • Niedertemperaturwärmenetze und „kalte Nahwärmenetze" (4/5GDHC) bieten die höchste Effizienz und Flexibilität zur Unterstützung des Stromsektors
  • Wärmespeicher sind wichtig für die saisonale Energieverlagerung und die Bereitstellung von „ancillary services"
  • (Trans-)nationale Energiesystemmodelle sollten die Flexibilität und Effizienz der Fernwärme berücksichtigen
  • In der Fernwärme liegt der optimale Anteil von KWK bzw. Wärmepumpen bei 3–7 % bzw. bei 40–75 %.
  • Gasbetriebene KWK-Anlagen haben die niedrigsten Systemkosten (abhängig vom Preis erneuerbarer Brennstoffe)
  • Abwärme aus Elektrolyseuren könnte im Jahr 2040 bis zu 64 % des EU-Fernwärmebedarfs decken, in Österreich ca. 12%.
  • Es entwickeln sich integrierte Energiemärkte, inkl. der Idee von Wärme-Energie-Gemeinschaften
  • Die Digitalisierung kann helfen, die zunehmende Komplexität durch Integration zu bewältigen
  • Neue Ansätze zur Modellierung, Simulation und Optimierung sind erforderlich
  • Eine Hauptbedrohungen Hybrider Energienetze sind eine mögliche Störung bestehender Geschäftsmodelle und Unsicherheiten hinsichtlich regulatorischer Rahmenbedingungen, Marktdesign und -entwicklung, und der Verfügbarkeit von Abwärme.

Publikationen

IEA DHC Annex TS3: Hybride Energie-Netze, Fernwärme- und -kältenetze im Kontext eines integrierten Energiesystems

Hybride Energienetze, also die Integration von Strom-, Wärme- und Gasnetzen können zur Optimierung des Energiesystems entscheidend beitragen. Der IEA DHC Annex TS3 analysiert Potentiale und Herausforderungen hybrider Energienetze aus Sicht des Fernwärme/Kälte-Systems. Dieses inkludiert die Analyse von Technologien und Synergien, die Bewertung von Tools und Methoden, die Analyse von Fallbeispielen sowie die Entwicklung geeigneter Geschäftsmodelle und Rahmenbedingungen. Schriftenreihe 72/2023
 R.-R. Schmidt, M. Fallahnejad, J. Kelz, L. Kranzl, K. Maggauer, N. Marx, C. Monsberger, D. Muschick, E. Widl
Herausgeber: BMK
Deutsch, 54 Seiten

Webinar-Rückblicke, Poster und Konferenzbeiträge

Teilnehmende Staaten

Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Österreich (Leitung), Schweden, vereinigtes Königreich

Kontaktadresse

Ralf-Roman Schmidt
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Giefingasse 4
1210 Wien
E-Mail: ralf-roman.schmidt@ait.ac.at

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