SmartBioGrid

Optionen zum Einsatz von fester Biomasse in dekarbonisierten Wärmenetzen

01.09.2019

31.12.2022

FKZ-Nr.:

03KB159

Ziel der zu erarbeitenden Studie ist es, Optionen für die Transformation von vorrangig mit fossilen Energieträgern betriebenen hin zu mit erneuerbarer Energie versorgten Wärmenetzen durch die Entwicklung eines standardisierten, softwaregestützten Vorgehens aufzuzeigen. Die zentrale Entwicklung der Software wird durch eine umfassende Analyse des erforderlichen Pre- und Post-Processings sowie eine rechtliche Bewertung der Transformationsstrategien flankiert. Dadurch sollen dem Anwender detaillierte Hilfestellungen sowohl für die vorbereitenden Analysen der möglichen technischen und rechtlichen Anpassungen als auch für die abschließende Bewertung der Ergebnisse gegeben werden.

Das Gesamtprojekt thematisiert die Transformation von fossil betriebenen hin zu mit erneuerbarer Energie versorgten Wärmenetzen. Darüber hinaus soll die Rolle der Bioenergie in zukünftigen dekarbonisierten Wärmeversorgungsstrukturen analysiert und bewertet werden.

KWK, Strom, Validierung Marktpotenzial, Wärme

Ausgangspunkt für die Arbeiten im Rahmen des Vorhabens bildet die Analyse des Status Quo von Wärmenetzen, den techn. Optionen für die Dekarbonisierung dieser und die anschließende Beschreibung einer Methodik zur Erstellung einer Variantenmatrix für Netztransformationen. Anschließend werden die Auswirkungen möglicher, technischer Umbaumaßnahmen auf das Wärmenetz unter Berücksichtigung der Netzhydraulik in SimulationX untersucht. Hierbei werden die zukünftige Rolle der Bioenergie in der Wärmeversorgung und ihr Beitrag zur Stromversorgung bewertet und Potenziale quantifiziert. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden abschließend in Handlungsempfehlungen zusammengefasst.

Grundlage für die Programmentwicklung bildet eine im Rahmen des Vorhabens zu erstellende Variantenmatrix möglicher Transformationsstrategien zur Dekarbonisierung von Wärmenetzen. Hierauf basierend wird ein Softwaretool zur Durchführung von Optimierungsrechnungen unter Berücksichtigung unsicherer Randbedingungen, z.B. unsichere Bedarfs- und Preisprognosen, entwickelt. Dieses ermöglicht es dem Nutzer individuelle Anwendungsszenarien und Optimierungsziele vorzugeben bzw. auszuwählen. Als Resultat wird die optimale Transformationsstrategie für den konkreten Fall sowie deren Auswirkungen auf das Wärmenetz sowie die Stromerzeugung dargestellt. Eine geeignete Eingabeschnittstelle sowie die Darstellung, Plausibilität und Praxistauglichkeit der Ergebnisse werden mit potenziellen Anwendern diskutiert.

Die Rechtsgrundlagen für „klassische“, d.h. auf fossilen Brennstoffen basierte Wärmenetze werden ermittelt, systematisch aufbereitet und analysiert, auch im Hinblick auf finanzielle Anreizmechanismen (z.B. KWKG). Sodann wird herausgearbeitet, welche Vorschriften nach derzeitigem Gesetzesstand für die in der Studie betrachteten nichtfossilen Wärmeversorgungskonzepte (nach erfolgter Transformation) gelten, und welche umwelt- und energierechtlichen Vorschriften für den Vorgang der Transformation der Netze an sich zu beachten sind. Die juristischen Hürden für die Verwirklichung der verschiedenen Wärmeversorgungskonzepte werden aufgezeigt, abschließend werden hieraus Handlungsempfehlungen für die Akteure der Energiewirtschaft sowie für Wissenschaft und Politik abgeleitet.