Forschungsprojekt TRAINING

Thermische Energiespeicherung und Digitalisierung in der Fernwärme, für die Transformation zu erneuerbaren und ressourceneffizienten Energiesystemen. Teilvorhaben: Implementierung und wissenschaftliche Begleitung des übergreifenden Energiemanagementsystems

Das Vorhaben „TRAINING“ wird im Rahmen einer Europäischen Kooperation der Clean Energy Transition (CET) Partnerschaft mit Partnern aus Deutschland, Norwegen und Schweden durgeführt. Diese Partnerschaft ist eine von der Europäischen Union kofinanzierte Initiative die Forschungs- und Innovationsorganisationen zusammenbringt, um gemeinsame Entwicklungen für die beschleunigte Umsetzung der Energiewende zu unterstützen.

Ziel des Projekts

Das übergeordnete Ziel des Vorhabens „TRAINING“ ist es, ein intelligentes, cross-sektorales und ressourceneffizientes Energiesystem auf Quartierebene zu realisieren. Durch erneuerbare und kosteneffizient lokal zu erschließende Wärmequellen, sowie bereits zur Verfügung stehende Speicherpotentiale (z.B. Gebäudemasse), kann eine Transformation der Wärmeversorgung von Quartieren erreicht werden. 

Nutzung neuartiger Systeme

Die Hebung dieser Potenziale erfordert die Nutzung neuartiger Gebäudeautomationssysteme. Damit wird die Quartiersversorgung wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu gestalten sein. Darüber hinaus bieten aktuelle Fernwärmesysteme mit den angeschlossenen Gebäuden große Potenziale, um thermische Energie zu speichern.

Flexibilität und Vernetzung

In Zukunft sind so auch Nahwärmesysteme zu vernetzen, wodurch eine größere Flexibilität des gesamten Energiesystems möglich wird. Die Flexibilität kann genutzt werden, um die Wärmeversorgung ressourceneffizienter, damit wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu gestalten. Um die vorgeschlagenen Lösungen zu skalieren, werden die Projektansätze an einer Laboranlage, mindestens drei Fallstudien und mehreren synthetischen Studien in den drei beteiligten Ländern getestet, sowie die weitere Umsetzung vorbereitet.

Dynamische Systemmodelle

Derzeit werden Fernwärmenetze meist auf der Grundlage stationärer oder quasidynamischer Modelle entworfen und gesteuert. Durch die Integration erneuerbarer und dezentraler Energiequellen werden jedoch dynamische Effekte wirksam, die auch maßgeblich kostengünstig nutzbare Speicherpotenziale bestimmen. Daher werden detaillierte dynamische Systemmodelle von den Forschungspartnern entwickelt, um Steuerungs- und Energiemanagementkonzepte, sowie Nachrüstoptionen auf Quartiersebene zu vergleichen. Auf der Basis dieser Modelle werden innovative Steuerungs- und Regelungskonzepte für Quartiere von den beteiligten Industriepartnern in den Fallbespielen direkt zur Umsetzung gebracht. Durch Entwicklungen und Umsetzung in mehreren Ländern mit unterschiedlichen regulatorischen Rahmenbedingungen werden die Arbeiten auf eine breite Basis gestellt.

Teilziele des Konsortiums

Um die oben beschriebenen Projektziele zu erreichen, werden im Rahmen der internationalen Kooperation folgende Teilzeile für das Konsortium definiert:

1. Entwicklung einr Methodik zur Bewertung bestehender und neuer Speicherpotenziale für thermische Energiespeicher und Flexibilität in Fernwärmesystemen
2. Entwurf und Modellierung typischer Fernwärmesysteme mit verteilten und erneuerbaren Wärmequellen, die kostengünstige thermische Energiespeicherkapazitäten maximieren
3. Bewertung der Potenziale für die Sektorkopplung zwischen dem Strom- und Fernwärmesektor
4. Entwicklung eines intelligenten Managementsystems für Fernwärmesysteme auf der Grundlage der aktuellen Entwicklungen im maschinellen Lernen
5. Entwicklung von Geschäftsmodellen zur Nutzung der thermischen Speicherpotenziale in Fernwärmesystemen und zur Nutzung der Vorteile der Sektorkopplung.