Projektbeschreibung
Die teilweise sehr geringe Siedlungsdichte generiert in konventionellen Wärmenetzen (80/60°C) einen hohen Jahresverlustanteil bis zu 30%. Im Projekt „LowEx“ (niedrige Verluste) soll ein multiples verlustarmes Wärmeversorgungsnetz demonstriert werden, welches deutlich niedrigere Vor- und Rücklauftemperaturen benötigt. Dabei soll die Kopplung regenerativer Energien mit einer ganzjährigen effizienten Wärmeversorgung aufgezeigt werden. Wärmepotenzial aus Erdwärmesonden, Solarthermie, Abwärme aus Biogasanlagen oder zukünftigen Wasserstoff-Elektrolyseuren kann dadurch effektiv genutzt werden. Aber auch Heizwärme aus z.B. Hackschnitzel-Heizanlagen soll in das System eingespeist werden können. Zusätzlich wirkt die Erdwärme am ungedämmten Netzrücklauf-Strang als Wärmequelle. Die Entnahme erfolgt über Wärmepumpen der Netznutzer. Infolge des voranschreitenden Ausbaus regenerativer Energiesysteme und fehlender Netzverträglichkeit ist zukünftig öfter von ungenutzten Überschüssen aus Wind- und PV-Strom auszugehen, die dann bestenfalls für den Wärmepumpenbetrieb vor Ort genutzt werden können.
Die Kombination dieser Netztechnologie mit mobilen PCM-Großspeichern steht in diesem ersten LowEx-Forschungs- und Entwicklungsprojekt im Fokus. Durch den Einsatz mobiler Großwärmespeicher können derartige Netze etappenweise realisiert werden, sind dadurch leichter finanzierbar und dadurch auch für Energiegenossenschaften sehr interessant. Aufgrund der jeweils unterschiedlich schwankenden Prozesse bei Abwärmeabgabe (Wärmequellen) und Heizwärmebedarf im „wachsenden“ Netz (Wärmesenken) liegt jedoch auch eine sehr herausfordernde Problemstellung vor. Das Forschungsvorhaben „LowEx“ will dafür eine Lösung entwickeln. Dafür werden in einem Umkreis von maximal 10-12km Abwärmequellen untersucht und mit Datentechnik ausgestattet, je mehr, desto effektiver. Das im Vorhaben zu entwickelnde LowEx-Tool, ein digitales intelligentes Werkzeug, soll dann automatisch die optimalen Zeitpunkte der Speicherwechsel errechnen und dem LKW-Fahrer rechtzeitig mitteilen. Dadurch kann eine Tour effektiv gestaltet und die Kosten können niedrig gehalten werden.
Das multiple Versorgungsnetz verfolgt zukünftig sowohl in seinen Eigenschaften als auch in seiner Struktur neue Ansätze: So können zwei verlustarme Gleichspannungsleitungen und ein Datenkabel mitverlegt werden, um PV-Strom von Dächern für z.B. Wärmepumpen direkt nutzbar zu machen und die automatisierte Systemkommunikation für Bedarfe und Angebote sicherzustellen.
Projektziel:
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines sektorgekoppelten Quartiersversorgungssystems mit hoher energetischer Effizienz und digitaler Intelligenz. Regionale technologische Innovationen auf der Basis wissenschaftlicher Forschung spielen dabei genauso eine wichtige Rolle, wie die Novellierung des EEG 2021 oder die Klimaziele der Bundesregierung.
Im Fokus der Entwicklung steht ein Betriebssystem sowie digitale Werkzeuge und Handlungsanleitungen, die eine fachgerechte Herstellung, einen effizienten Betrieb und eine Versorgung ausschließlich mit Erneuerbaren Energien gewährleistenkönnen. In einem Anschlussprojekt soll das Versorgungssystem anhand von mindestens zwei Modellvorhaben in der Lausitz, im Charakter von Reallaboren, validiert und ein Systemanbieter aus den Projektbeteiligten und weiteren Akteuren formiert werden. Eine nachhaltige regionale Wertschöpfung entsteht dabei sowohl durch Investitionen in der Anwendung als auch durch die überregionale Vermarktung der im zukünftigen Systemanbieter verbundenen Herstellungspartner.
