Fernwärme der Zukunft: „CoolDown“ optimiert Wärmenetze für die Energiewende
Der Ausstieg aus der Kohleverstromung stellt die Wärmeversorgung vor neue Herausforderungen. Im Projekt „CoolDown“ entwickeln Experten Lösungen, um Wärmenetze zu optimieren und erneuerbare Wärme effizient zu nutzen.
CoolDown: Optimiert Fernwärmesysteme und fördert die Dekarbonisierung.
Foto: PantherMedia / dgdimension
Der geplante Ausstieg aus der Kohleverstromung bis 2038 und der europäische Klimaschutzplan führen zum schrittweisen Verzicht auf Kohle und langfristig auch auf Erdgas. Dieser Ausstieg hat direkte Auswirkungen auf die Wärmeerzeugung und die Fernwärmeversorgung. Um die Klimaziele im Wärmebereich zu erreichen, sind neben der flächendeckenden Gebäudesanierung und der Umstellung auf Wärmepumpen auch erhebliche Investitionen in den Ausbau der Fernwärme nötig.
Daher entwickeln das Fraunhofer IEE und Partner aus der Fernwärme-, Wohnungswirtschaft und dem Handwerk im Projekt „CoolDown“ praxisorientierte Lösungen zur Optimierung und Dekarbonisierung der Fernwärmeversorgung sowie zur Nutzung erneuerbarer Wärmequellen in Bestandsgebäuden.
Umsetzbare Maßnahmen für die Transformation von Wärmenetzen entwickeln
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Projekt „CoolDown“ hat das Ziel, schnell umsetzbare Maßnahmen für die Transformation von Wärmenetzen zu entwickeln. Der Fokus liegt dabei auf der Sekundärseite und bestehenden Gebäuden. Im Rahmen des Projekts werden technische, regulatorische und wirtschaftliche Anforderungen analysiert und bewertet. Das Projekt läuft von Oktober 2024 bis September 2028. Kürzlich fand das erste Arbeitstreffen des Projektteams am Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel statt.
Die Senkung der Systemtemperaturen in Wärmenetzen verbessert den Anlagenbetrieb und ermöglicht die Nutzung größerer Mengen erneuerbarer Wärme, auch dezentral. Auch aus wirtschaftlicher Sicht sind solche Maßnahmen wichtig. Sie können Einsparungen von etwa 0,5 €/MWh*K bringen, was in der EU jährlich rund 14 Milliarden Euro spart. Zudem erhöht eine effiziente Rückkühlung die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, wodurch die Transportkapazität des Fernwärmesystems steigt und Platz für zusätzliche Anschlüsse ohne Netzverstärkung entsteht.
„Für eine kostengünstige und dekarbonisierte Wärmeversorgung ist es notwendig, von der Verbrennung fossiler Brennstoffe, die höhere Systemtemperaturen ermöglichen, Abstand zu nehmen. Vielmehr müssen die Systemtemperaturen gesenkt werden, was sinnvollerweise mit der sekundärseitigen Reduktion der Rücklauftemperaturen beginnt. So können lokal verfügbare erneuerbare Wärmequellen effizient eingebunden werden, was wiederum zu stabileren Wärmepreisen und einer günstigeren Wärmeversorgung führt“, erklärt Dr. Dietrich Schmidt, Projektleiter am Fraunhofer IEE in einer Pressemitteilung.
Forschungsfragen, die im Projekt geklärt werden
- Welche technischen Maßnahmen und Technologien (TRL 6-8) können die Rücklauftemperaturen über die festgelegten Grenzen hinaus senken?
- Wie lassen sich ineffizient arbeitende Abnehmer/Gebäude mithilfe von Zählerdatenanalyse identifizieren?
- Welche Erzeugergrößen und Steuerungskonzepte eignen sich für eine kostengünstige nachträgliche sekundärseitige Temperaturerhöhung und wie werden sie umgesetzt?
- Wie können die Ergebnisse des Projekts in den relevanten Branchen (Haustechnik, Gebäudewirtschaft, Fernwärmebetrieb) verbreitet werden und wie können Schulungsmaßnahmen dem Facharbeitermangel entgegenwirken?
Herausforderungen bei der Wärmeversorgung unsanierter Gebäude
In alten, unsanierten Gebäuden ist es schwer, bei niedrigeren Vorlauftemperaturen genug Wärme zu liefern. Eine mögliche Lösung ist, fehlerhafte Ausführungen oder Einstellungen der Anlagentechnik zu korrigieren, um eine effizientere Rücklaufauskühlung zu erreichen und die Versorgung zu optimieren.
Viele Maßnahmen sind bekannt, werden aber in der Praxis oft nicht ausreichend umgesetzt. Deshalb ist es wichtig, herauszufinden, welche Systeme ökonomisch und ökologisch geeignet sind, um die Probleme in verschiedenen Gebäudetypen zu lösen. Diese Lösungen müssen außerdem effizient mit dem Fachhandwerk kommuniziert werden.
Die Gebäudeeigentümer setzen die Maßnahmen um, während die Wärmenetzbetreiber von einem optimierten Netzbetrieb profitieren. Für die Netzbetreiber ist die Frage, wie sie die Anschlussnehmer motivieren können und welche Technologien geeignet sind, um die Rücklauftemperaturen weiter zu senken.
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