Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und PreDist - Prädikative Wartung und Instandhaltung von HAST als Teil eines Fernwärmesystems mit Hilfe von Grey-Box-Verfahren
Verbundvorhaben EnEff:Wärme
Fernwärme gilt als eine Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige und umweltfreundliche thermische Energieversorgung von Gebäuden. Der Betrieb von thermischen Netzen zeichnet sich jedoch durch ein komplexes Zusammenspiel vieler einzelner Komponenten aus. Insbesondere die Hausstation (HAST) spielt dabei eine entscheidende Rolle für den effizienten Betrieb des Gesamtsystems, den optimierten Energieeinsatz und die Reduktion von Treibhausgasemissionen. Ungewöhnliche Betriebszustände und unvorhergesehene Störungen in der HAST haben einen negativen Einfluss auf die Gesamteffizienz der Wärmenetze. Das frühzeitige Erkennen und Beheben von Anomalien fördern die unterbrechungsfreie Versorgung, ist aber eine komplexe Aufgabe.
Der Einsatz digitaler Methoden wird hier als wichtiger Baustein für den sicheren und optimierten Betrieb von Wärmenetzen gesehen. Die Einführung und Nutzung moderner Kommunikationstechnologien und – Strukturen in der Fernwärmewirtschaft bieten besonders im Bereich der Instandhaltungsprozesse (IH-Prozesse) große Optimierungspotentiale. Hierbei führen Ansätze der prädiktiven Instandhaltung von HAST zu einer Steigerung der Zuverlässigkeit und der Effizienz der Energieversorgungssystems. Die verstärkte Integration von erneuerbaren Energien und damit die Dekarbonisierung der Fernwärmesysteme wird auf diese Weise implizit gefördert. Darüber hinaus spielen Herstellungskosten und Instandhaltungsaufwendungen einer funktionsfähigen Infrastruktur eine entscheidende Rolle für eine umsetzbare effiziente und ökologische bzw. ressourcen-freundliche Wärmeversorgung. Die Lebensdauer einer HAST beträgt ca. 30 Jahre. Als wesentlicher Teil der Versorgungsinfrastruktur sind kosteneffiziente Instandhaltungsstrategien unabdingbar. Viele Versorgungsunternehmen sehen sich daher mit einer hohen Unsicherheit hinsichtlich der Instandhaltungsplanung und -budgetierung konfrontiert. Eine verbesserte Abschätzung der Lebensdauer ermöglicht eine kosten- und ressourceneffizientere Instandhaltungsplanung. Durch die vorbeugende, präventive Instandhaltung, statt einer korrektiven Erneuerung, können freiwerdenden Ressourcen in den notwendigen Ausbau von Wärmenetzen fließen. Darüber hinaus kann durch die digitale Erfassung der IH-Berichte eine Professionalisierung der einzelnen Akteurinnen und Akteure der Energiewende erreicht werden.
Vor diesem Hintergrund widmet sich das öffentlich geförderte Forschungsvorhaben EnEff:Wärme: PreDist dem Ziel der Optimierung von Betrieb und Instandhaltung in Fernwärmesystemen durch Ansätze der prädiktiven Instandhaltung mit Fokus auf Hausstationen. Der Projektstart erfolgte am 01. Januar 2024, die Projektlaufzeit beträgt 4 Jahre.
