Temperaturoptimierung für nachhaltige Fernwärme
Die Effizienz bei der Erzeugung erneuerbarer Energien zu steigern und gleichzeitig den Emissionsausstoß zu minimieren, ist für Fernwärmeversorger die größte Herausforderung. Zentral für Versorger ist dabei, die Betriebstemperatur in Fernwärmenetzen zu senken und überschüssige Wärme aus erneuerbaren Energien als Wärmequelle zu nutzen. Das EU-finanzierte Projekt TEMPO entwickelte sechs technologische Innovationen für den Niedrigtemperaturbetrieb von Fernwärmenetzen. Die ersten drei Innovationen sind digitale Instrumente: eine automatisierte Online-Überwachung zur Fehlererkennung in Fernheizungszentralen, Ablesesysteme für Fach- und Nichtfachleute sowie ein intelligenter Netzregler zur Optimierung der Vor- und Rücklauftemperatur. Die anderen drei sind ein innovatives Rohrleitungssystem, eine optimierte Gebäudeinstallation und dezentrale Pufferspeicher. Die Demonstrationspakete von TEMPO wurden an zwei Teststandorten installiert, getestet und evaluiert: in einem neu gebauten ländlichen Niedertemperaturnetz in Deutschland und einem älteren Hochtemperaturnetz in Italien. Zudem erarbeitete TEMPO neue Geschäftsmodelle und demonstrierte deren Übertragbarkeit für die Installation nachhaltiger, rentabler Fernwärmenetze auf EU-Ebene. „So konnte in Österreich, Flandern, Deutschland, Italien und auf europäischer Ebene die Weiterentwicklung und Inbetriebnahme von Fernwärmenetzen wesentlich gefördert werden“, erklärt Projektkoordinator Johan Desmedt.
Ausbau der Leittechnik für Fernwärmestationen in Europa
Eine der Technologien, die im Rahmen von TEMPO entwickelt und getestet wurde, ist eine intelligente Leittechnik für die Betriebsoptimierung von Fernwärmestationen in Echtzeit. Aufgebaut wurde dabei auf dem Projekt STORM, das ein Wärmelast-Steuerungssystem für die Gebäudebeheizung mit optimierter Zuweisung (Building Demand Response) entwickelte. Das Projekt TEMPO erweiterte nun den Anwendungsbereich auf die Optimierung der Netztemperatur im Vor- und Rücklauf. Da die Rücklauftemperatur kundenabhängig ist, optimiert der Regler sie durch kundenspezifisches Wärmelast-Management. Anders als bei STORM wird hier jedoch nicht das thermische Leistungsprofil optimiert, sondern die Rücklauftemperatur minimiert. Die Netzvorlauftemperatur hingegen ist erzeugungsseitig direkt regelbar und kann entsprechend den Mindestwärmeanforderungen des Kunden größtmöglich abgesenkt werden. Zudem können Wärmekapazitäten aus warmgehenden Rohrleitungen zum Zwischenspeichern genutzt werden, um durch Erhöhung der Vorlauftemperatur kurzfristig auf höheren Bedarf reagieren zu können.
Einen Schritt vor dem Fernwärmemarkt
„Für die künftige Umsetzung und Skalierung der Innovationen im Rahmen von TEMPO wurden wichtige Prozesse optimiert, um suboptimales Nutzungsverhalten spezifischer Gebäudeheizsysteme besser zu erkennen und abzustellen“, sagt Desmedt. „Wegen rechtlicher und organisatorischer Hürden war es jedoch meist nicht möglich, die Informationen an Endverbrauchende weiterzugeben, damit Gebäudeinstallationen auf mögliche Ursachen geprüft oder schnelle Abhilfemaßnahmen eingeleitet werden können.“ Mit den Lösungspaketen von TEMPO konnten 90 % des Fernwärmemarktes abgedeckt werden. Hauptzielgruppen sind IKT-Unternehmen mit starker Bindung an Netzbetreiber. Nun sollen Steuerungsalgorithmen in Bezug auf Marktinteraktion, Analysefunktionen und relevantere Faktoren weiterentwickelt und getestet werden. „Die Demonstrationsprojekte belegen nicht nur, wie flexibel und anpassungsfähig diese Art Technologie ist, sondern auch die tatsächliche Marktnachfrage“, schließt der technische Koordinator Dirk Vanhoudt.
Schlüsselbegriffe
TEMPO, Fernwärmenetze, Rücklauftemperatur, Fernwärme, Heizlast, Gebäudeinstallation, erneuerbare Energien, Wärmekapazität
