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Kohlendioxid-Emissionen im Bedarfsfeld „Wohnen“

<p> <p>Im Bedarfsfeld „Wohnen“ fallen direkte und indirekte Kohlendioxid-Emissionen infolge des Energieverbrauchs an. Direkte Emissionen entstehen durch den unmittelbaren Einsatz von Energie für Heizen und Warmwasserbereitung, indirekte Emissionen bei der Energiebereitstellung für die privaten Haushalte, zum Beispiel für Stromverbrauch bei der Nutzung von Haushaltsgeräten (2021: letzte verfügbare Daten).</p> </p><p>Im Bedarfsfeld „Wohnen“ fallen direkte und indirekte Kohlendioxid-Emissionen infolge des Energieverbrauchs an. Direkte Emissionen entstehen durch den unmittelbaren Einsatz von Energie für Heizen und Warmwasserbereitung, indirekte Emissionen bei der Energiebereitstellung für die privaten Haushalte, zum Beispiel für Stromverbrauch bei der Nutzung von Haushaltsgeräten (2021: letzte verfügbare Daten).</p><p> Direkte und indirekte Kohlendioxid-Emissionen <p>Die <strong>direkten Kohlendioxid-Emissionen</strong> privater Haushalte im Bedarfsfeld „Wohnen“ fallen unter anderem bei der Verbrennung von Energieträgern für Anwendungsbereiche wie Raumwärme, Warmwasser an. Im Jahr 2005 betrugen sie nach Berechnungen des Statistischen Bundesamtes insgesamt 125,3 Millionen Tonnen (Mio. t). Im Jahr 2021 waren es rund 122,5 Mio. t, das sind 2,3 % weniger. Während es durch effizientere Heizungen und die stärkere Nutzung erneuerbarer Energien zu Energieeinsparungen kommt, bewirkt zum Beispiel der Trend zu höheren Wohnflächen pro Kopf einen gegenteiligen Effekt. Auch der Trend zu einem erhöhten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/ausstattungsgrad">Ausstattungsgrad</a> der privaten Haushalte macht die Effizienzgewinne weitgehend wieder zunichte.</p> <p><strong>Indirekte&nbsp;Emissionen</strong> entstehen bei der Energiebereitstellung für die privaten Haushalte, vor allem bei der Erzeugung von Elektrizität in den Kraftwerken und bei der Erzeugung von Fernwärme in den Heizkraftwerken. Diese Emissionen können anteilig – das heißt entsprechend der Höhe des Energieverbrauchs –&nbsp;den privaten Haushalten zugerechnet werden. 2005 verursachte das Bedarfsfeld „Wohnen“ der privaten Haushalte rund 100 Mio. t indirekte Kohlendioxid-Emissionen. 2021 waren es 85,8&nbsp;Mio.&nbsp;t und damit 14,2 % weniger als 2005.</p> <p>In der Summe ergibt sich ein Rückgang der Kohlendioxid&nbsp;-Emissionen der privaten Haushalte im Bedarfsfeld „Wohnen“ von 2005 bis 2021 um rund 6,8 % (siehe Abb. „Direkte und indirekte Kohlendioxid-Emissionen im Bedarfsfeld "Wohnen").&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_CO2-Emiss-Wohnen_2026-01-21.png"> </a> <strong> Direkte und indirekte Kohlendioxid-Emissionen im Bedarfsfeld „Wohnen“ </strong> Quelle: Statistisches Bundesamt 2023 Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_CO2-Emiss-Wohnen_2026-01-21.pdf">Diagramm als PDF (128,30 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_CO2-Emiss-Wohnen_2026-01-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (32,26 kB)</a></li> </ul> </p><p> „Raumwärme“ dominiert im Bedarfsfeld „Wohnen“ die Kohlendioxid-Emissionen <p>Die Emissionen der privaten Haushalte können den einzelnen Anwendungsbereichen wie Raumwärme, Warmwasser und sonstiger <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/prozesswaerme">Prozesswärme</a> sowie mechanischer Energie und Beleuchtung zugeteilt werden.</p> <p>Besonders die Energiebereitstellung für die Nutzung von Raumwärme verursacht hohe Kohlendioxid-Emissionen.&nbsp;Im Bereich „Raumwärme – temperaturbereinigt“ fielen im Jahr&nbsp;2021 insgesamt 146,7 Millionen&nbsp;Tonnen (Mio. t) <strong>direkte und indirekte Kohlendioxid-Emissionen</strong> an. Im Jahr&nbsp;2005 waren es 150&nbsp;Mio. t Kohlendioxid-Emissionen. Dabei verursachte die Erzeugung von Raumwärme im Jahr 2021 mit rund 70&nbsp;% mehr als zwei Drittel der Kohlendioxid-Emissionen im Bereich Wohnen. An zweiter Stelle folgte mit rund 13,5 % die Warmwasserbereitung. Der Betrieb von Elektrogeräten, Informations- und Kommunikationstechnologie machte 8,9 % der Kohlendioxid-Emissionen aus (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen nach Anwendungsbereichen im Bedarfsfeld „Wohnen“ 2021“).<strong>&nbsp;</strong>Private Haushalte haben wie schon beim Energieverbrauch auch erheblichen Einfluss auf den Kohlendioxid-Ausstoß durch:</p> <ul> <li>die Wahl der Wohnflächengröße (Heiz- und Stromverbrauch). Je kleiner der Haushalt und je mehr Wohnfläche pro Person in Anspruch genommen wird, desto größer ist auch der Heiz- und Strombedarf;</li> <li>die Wahl der Bauweise (alleinstehendes Einfamilienhaus gegenüber einem Reihenhaus oder Wohnung in einem Mehrfamilienhaus). Je schlechter das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, desto höhere Wärmeverluste.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Bereich-Wohnen-Anwender-CO2_2026-01-21.png"> </a> <strong> Kohlendioxid-Emissionen nach Anwendungsbereichen im Bedarfsfeld „Wohnen“ </strong> Quelle: Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Bereich-Wohnen-Anwender-CO2_2026-01-21.pdf">Diagramm als PDF (308,83 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Bereich-Wohnen-Anwender-CO2_2026-01-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (30,49 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Ermittlung und Verifizierung der Potentiale und Kosten der Treibhausgasminderung durch Kraft-Waerme-Kopplung (KWK) in der Industrie sowie zur Fern- und Nahwaermeversorgung (ABL und NBL)

Energie- und Wasserverbrauch

Statistik über die für die Endverbraucher in Stuttgart nutzbare Abgabe der EnBW Energie Baden-Württemberg AG an Strom, Gas, Fernwärme und Wasser. Hierbei handelt es sich um die tatsächlich zur Verfügung stehenden Mengen ohne Verluste, die bei der Aufbereitung oder Umwandlung entstehen. D. h. alle Leitungsverluste und der Eigen- verbrauch der Kraft- und Wasserwerke werden nicht berücksichtigt. Für den Stromverbrauch sind ab 2004, für den Gasverbrauch ab 2007 die Gesamtverbrauchswerte des Netzes, also die nutzbare Abgabe aller Strom- bzw. Gasanbieter, angegeben. Rechtsgrundlage ist das Gesetz über Umweltstatistiken (UStatG) vom 16. August 2005.

Endenergieverbrauch nach Energieträgern und Sektoren

<p> <p>Der Endenergieverbrauch in Deutschland ist seit Beginn der 1990er Jahre bis zum Jahr 2019 kaum gesunken. Im langjährigen Trend war nur der Wärmeverbrauch rückläufig, während der Verbrauch von Kraftstoff und Strom nahezu konstant blieben. Seit 2020 ist der Endenergieverbrauch auf Grund der „Coronakrise“ als auch in Folge des Krieges gegen die Ukraine rückläufig.</p> </p><p>Der Endenergieverbrauch in Deutschland ist seit Beginn der 1990er Jahre bis zum Jahr 2019 kaum gesunken. Im langjährigen Trend war nur der Wärmeverbrauch rückläufig, während der Verbrauch von Kraftstoff und Strom nahezu konstant blieben. Seit 2020 ist der Endenergieverbrauch auf Grund der „Coronakrise“ als auch in Folge des Krieges gegen die Ukraine rückläufig.</p><p> Allgemeine Entwicklung und Einflussfaktoren <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> (EEV) in Deutschland ist seit Beginn der 1990er Jahre nur in geringem Umfang gesunken (siehe Abb. „Endenergieverbrauch nach Sektoren“). Energie wird zwar immer effizienter genutzt und teilweise eingespart, doch Wirtschaftswachstum und Konsumsteigerungen verhindern einen deutlicheren Rückgang des absoluten Endenergieverbrauchs (siehe auch Artikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/22247">"Energieproduktivität"</a>). Im kurzfristigen Zeitraum eines Jahres betrachtet hat die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a>, die sich auf den Bedarf an Wärmeenergie auswirkt, großen Einfluss auf die Verbrauchsentwicklung. Auch die Corona-Pandemie verursachte im Jahr 2020 einen Sondereffekt, der Endenergieverbrauch sank auf den bis dato niedrigsten Wert seit 1990. Zwar stieg der Verbrauch im Jahr 2021 in Folge der wirtschaftlichen Erholung nach der Pandemie wieder an. Doch seit dem russischen Angriffskrieg auf die Ukraine reduzierte sich der EEV drei Jahre hintereinander. Somit lag der Verbrauch des Jahres 2024 auf einem historischen Tiefstand seit der Widervereinigung.</p> <p>Der Gesetzgeber hat im Herbst 2023 das „Energieeffizienzgesetz“ (EnEfG) beschlossen. Dieses sieht vor, dass der Endenergieverbrauch gegenüber dem Wert des Jahres 2008 bis 2030 um etwa 26,5 % sinken soll (1.867 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/twh">TWh</a>) und bis 2045 um 45 % (1.400 TWh). Dabei legt das EnEfG für die Ziele eine von der in der deutschen Energiestatistik verwendeten Definition der AG Energiebilanzen leicht abweichende Definition zugrunde. Diese Abweichungen betreffen insbesondere die Umweltwärme und oberflächennahe Geothermie, die bei der Berechnung des Indikators nicht einbezogen werden. Damit wird eine Konvention der europäischen Energieeffizienz-Richtlinie übernommen. Der so ermittelte EEV (also ohne Umweltwärme und Geothermie) lag 2022 etwa 1 % unter dem von der AG Energiebilanzen ermittelten Wert. Durch den Ausbau der Wärmepumpentechnik wird der aus Umweltwärme bereitgestellte EEV künftig voraussichtlich wachsen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_eev-sektoren_2025-12-18.png"> </a> <strong> Endenergieverbrauch nach Sektoren </strong> Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_eev-sektoren_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (97,35 kB)</a></li> </ul> </p><p> Entwicklung des Endenergieverbrauchs nach Sektoren und Energieträgern <p>Im Sektor <strong>Industrie</strong> ist der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> (EEV) abgesehen von Jahren mit Konjunktureinbrüchen (2009, 2020 sowie 2022/23) in den letzten drei Jahrzehnten nahezu konstant geblieben. Fortschritte bei der Energieeffizienz wurden durch das Wirtschaftswachstum kompensiert (siehe Abb. „Endenergieverbrauch nach Sektoren“). Etwa zwei Drittel des Endenergieverbrauchs werden in der Industrie für <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/prozesswaerme">Prozesswärme</a> benötigt. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/mechanische-energie">Mechanische Energie</a> zum Beispiel zum Betrieb von Motoren oder Maschinen sorgt für circa ein Viertel des Verbrauchs, Raumwärme hat nur einen kleinen Anteil (siehe auch Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energieverbrauch-fuer-fossile-erneuerbare-waerme">Energieverbrauch für fossile und erneuerbare Wärme</a>“).</p> <p>Der Kraftstoffverbrauch im <strong>Verkehrssektor</strong> war lange weitgehend unverändert, stieg dann in den Jahren bis 2018 aber auf einen neuen Höchstwert. Im Zuge der Verkehrseinschränkungen durch die Corona-Krise im Jahr 2020 fiel der Verbrauch auf den niedrigsten Wert seit 1990. Nach der Pandemie stieg der Bedarf zwar wieder an, doch in den Jahren 2023 und 2024 reduzierte sich der EEV des Sektors erneut. Insgesamt liegt der EEV des gesamten Verkehrssektors damit deutlich unter dem Niveau vor der Corona-Pandemie. Im Verkehrssektor werden zu über 90 % Kraftstoffe aus Mineralöl eingesetzt, Biokraftstoffe und Strom spielen bislang nur eine geringfügige Rolle. Fast die gesamte im Verkehr eingesetzte Energie wird zur Erzeugung von mechanischer Energie verwendet, wovon bei Verbrennungsmotoren durchschnittlich jedoch nur weniger als die Hälfte für den Antrieb umgewandelt wird. Ein großer Anteil geht als Abwärme verloren. Der Anteil des Stroms am Endenergieverbrauch im Verkehr beträgt etwas mehr als 2 %, stieg in den letzten Jahren jedoch.</p> <p>Der Endenergieverbrauch der <strong>privaten Haushalte</strong> wird zu etwa 66 % von dem Energieverbrauch für Raumwärme bestimmt. Zwar wurden viele Wohngebäude in den letzten Jahrzehnten gedämmt, gleichzeitig hat die zu beheizende Wohnfläche zugenommen. Da die hier dargestellten Daten nicht temperaturbereinigt sind, wird der Energieverbrauch der Haushalte eines Jahres sehr von der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> des jeweiligen Jahres beeinflusst, insbesondere von den Temperaturen in den Wintermonaten. Dadurch schwankt der EEV der privaten Haushalte deutlich. Langfristig sinkt der EEV der Haushalte zwar, seit 2014 zeigt der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> jedoch wieder einen Aufwärts-Trend. Erdgas und Heizöl weisen beim EEV der Haushalte die höchsten Anteile auf, auch erneuerbare Wärme wird verstärkt in diesem Sektor eingesetzt. Zunehmende Bedeutung kommt auch der Fernwärme aus fossilen und erneuerbaren Energieträgern zu (siehe auch Artikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/wohnen/energieverbrauch-privater-haushalte">"Energieverbrauch der privaten Haushalte"</a>).</p> <p>Der Endenergieverbrauch des Sektors <strong>Gewerbe, Handel und Dienstleistungen</strong> (GHD) ist in den letzten Jahrzehnten ebenfalls deutlich zurück gegangen: Er lag 2024 etwa 22 % niedriger als im Jahr 2008. Der Energieverbrauch des Sektors ist dabei stark von der Witterung abhängig. Raumwärme macht hier immerhin fast die Hälfte des Endenergieverbrauchs aus. Da im GHD-Sektor viele Gebäude in den letzten Jahrzehnten energetisch ertüchtigt und gedämmt wurden, ist aber der absolute Bedarf an Raumwärme deutlich zurückgegangen. Gleichzeitig ist im GHD-Sektor der relative Stromanteil von allen Endenergiesektoren am höchsten, was auf den Stromeinsatz für mechanische Energie, Informations- und Kommunikationstechnik sowie Beleuchtung zurückzuführen ist. Die Umstellung auf sparsame LED-Beleuchtung hat aber in den letzten Jahren zu Energieeinsparungen geführt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_eev-nach-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Endenergieverbrauch nach Energieträgern </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_eev-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (249,33 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_eev-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (126,36 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_eev-nach-et-sektoren_2025-12-18.png"> </a> <strong> Endenergieverbrauch nach Energieträgern und Sektoren im Jahr 2024 </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_eev-nach-et-sektoren_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (118,95 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_eev-nach-et-sektoren_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (103,14 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Bruttoendenergieverbrauch <p>Ein immer größerer Anteil des Bruttoendenergieverbrauchs wird in Deutschland durch erneuerbare Energien gedeckt (siehe Abb. "Anteil erneuerbare Energien am <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromverbrauch">Bruttostromverbrauch</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttoendenergieverbrauch">Bruttoendenergieverbrauch</a>"). Anders als der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> umfasst der Bruttoendenergieverbrauch (BEEV) neben dem Endenergieverbrauch der Letztverbraucher (private Haushalte, GHD, Industrie und Verkehr) auch die Eigenverbräuche der Erzeugungsanlagen und die Leitungsverluste.&nbsp;</p> <p>In seinem „Nationalen Energie- und Klimaplan“ (NECP) hat sich Deutschland verpflichtet, den Anteil der erneuerbaren am BEEV bis zum Jahr 2030 auf 41 % zu steigern. Die NECPs der EU-Mitgliedsstaaten beschreiben die unterschiedlichen nationalen Beiträge zur Erreichung der europäischen Ziele zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> und zum Ausbau der erneuerbaren Energien. Um das deutsche Ziel zu erreichen, wird in den nächsten Jahren eine deutliche Beschleunigung des Ausbaus der erneuerbaren Energien sowie der Elektrifizierung der Wärmeversorgung (durch Wärmepumpen) und der E-Mobilität nötig werden.</p> <p>Beim Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Bruttoendenergieverbrauch ist zu berücksichtigen, dass bei der Berechnung verschiedene spezifische Rechenregeln gemäß EU-Richtlinien (Renewable Energy Directive, RED I bis III) angewandt werden. Beispielsweise wird über eine „Normalisierung“ der Stromerzeugung aus Wind- und Wasserkraft der Einfluss ungewöhnlich guter oder schlechter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> korrigiert.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Indikator_ENER-04a_EE-BEEV_2026-05-15.png"> </a> <strong> Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/DE_Indikator_ENER-04a_EE-BEEV_2026-05-15.pdf">Diagramm als PDF (45,22 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/DE-EN_Indikator_ENER-04a_EE-BEEV_2026-05-15_1.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (80,22 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Fernwärme Stadtwerke Uelzen

Die Stadtwerke Uelzen GmbH ist ein modernes Energieversorgungsunternehmen im Herzen der Lüneburger Heide und bietet Ihnen alle Services rund um das Thema Energie aus einer Hand. Unter der Marke mycity versorgt das Unternehmen die Stadt Uelzen neben Erdgas und Wasser mit 100 % Ökostrom. Hier wird das Fernwärmenetz digital geführt, es werden alle Leitungen der Stadtwerke aus diesem Bereich dargestellt. Die Daten werden fortlaufend aktualisiert. Die Daten können von berechtigten Personen eingesehen werden.

DeCarbonisierung der Wärmeversorgung am Geothermie-Modellstandort Schwerin

Die Mitteltiefe Geothermie hat durch die Erschließung eines hochproduktiven Sandsteinreservoirs in der Landeshauptstadt Schwerin, das ab 2023 mit ca. 7 MWth Heiznennleistung (= 5,7 MWth geothermische Leistung) etwa 10 % des Fernwärmebedarfs abdecken wird, einen entscheidenden Impuls erfahren. Diesen Impuls will der Verbundpartner EVSE nutzen und die Leistung geothermischer Wärme in der Fernwärmeversorgung auf 67 MWth im Jahr 2035 steigern und dadurch mindestens 65 % des Fernwärmebedarfs bereitstellen. Das Verbundvorhaben DeCarbSN schafft die wissenschaftliche Basis (Know-how), dieses langfristige Ausbauziel durch folgende Schwerpunkte zu erreichen. Im Rahmen der Umsetzung der Gesamtziele von DeCarbSN verfolgt der Verbundpartner GAUG im Teilvorhaben A folgende spezifische Ziele: (1) Entwicklung eines 3D-Reservoirmodells (digital twin) im Arbeitspaket 1. (2) Maximierung der Förderleistung hydrothermaler Dubletten auf bis zu 500 m³/h in den Arbeitspaketen 2 und 3. (3) Datenbereitstellung für die Entwicklung eines nachhaltigen Erschließungs- und Bewirtschaftungskonzeptes im Arbeitspaket 4. (4) Koordination von Öffentlichkeitsarbeit und Wissenstransfer im Arbeitspaket 5. Mit dem Teilvorhaben A übernimmt der Verbundpartner GAUG zudem die Federführung des Verbundvorhabens und leistet wichtige Beiträge für die Synthese in DeCarbSN. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Übertragung des am Geothermie-Modellstandort Schwerin entwickelte Know-hows auf weitere Standorte in Norddeutschland mit vergleichbarer Netzinfrastruktur. Dadurch bietet sich geschätztes Potenzial für den Zubau von 400-800 MWth geothermischer Leistung bis 2035.

Integration eines Hochtemperatur-Aquiferwärmespeichers mit Wärmepumpensystem in ein Fernwärmenetz, Teilvorhaben: Bau und Betrieb des Aquiferspeicher-Wärmpumpen-Kälte-Systems

Integration eines Hochtemperatur-Aquiferwärmespeichers mit Wärmepumpensystem in ein Fernwärmenetz, Teilvorhaben: Anlagenkonzepte und Inbetriebnahmemonitoring des Aquiferspeicher-Wärmepumpen-Kälte-Systems

ReFlex: Replicability Concept for Flexible Smart Grids, Wüstenrot Germany

Introduction: By 2020, the community Wuestenrot wants to cover its energy needs through the utilization of renewable energy sources, such as biomass, solar energy, wind power and geothermal energy, within the town area of 3000 hectares. In order to elaborate a practicable scheme for realizing this idea in a 'real' community and to develop a roadmap for implementation, the project 'EnVisaGe' under the leadership of the Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart) was initiated. Accompanying particular demonstration projects are a) the implementation of a plus-energy district with 16 houses connected to a low exergy grid for heating and cooling, b) a biomass district heating grid with integrated solar thermal plants. Project goal: The aim of the project is to develop a durable roadmap for the energy self-sufficient and energy-plus community of Wüstenrot. The roadmap shall be incorporated in an energy usage plan for the community, that shall be implemented by 2020 and brings Wüstenrot in an energy-plus status on the ecobalance sheet. A main feature within the EnVisaGe project is the implementation of a 14,703-m2 energy-plus model district called 'Vordere Viehweide'. It consists of 16 residential houses, supplied by a cold local heating network connected to a large geothermal ('agrothermal') collector. Here PV systems for generating electricity are combined with decentralised heat pumps and thermal storage systems for providing domestic hot water as well as with batteries for storing electricity. Another demonstration project is a district heating grid fed by biomass and solar thermal energy in the neighbourhood 'Weihenbronn'. It's based on a formerly oil-fired grid for the town hall and was extended to an adjacent residential area.

Wärmefluss-Optimierung zur Sektorenkopplung in Fernwärmenetzen mittels MPC unter Berücksichtigung eines strommarktorientierten Betriebes, Teilvorhaben: Umsetzung und Demonstration

Das Vorhaben WOpS - Wärmefluss-Optimierung zur Sektorkopplung hat das Ziel, eine Modell- und Optimierungs-Bibliothek zur optimierungsbasierten Betriebsführung dezentraler Einspeisepunkte in Fern-wärmenetzen unter Berücksichtigung eines strommarktorientierten Betriebs der Anlagentechnik zu entwickeln. Diese wird möglichst robust und generisch verfasst, um eine größtmögliche und einfach um-zusetzende Übertragbarkeit zu ermöglichen. Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal der Bibliothek ist die Abbildung der thermohydraulischen zeit- und ortsabhängigen Charakteristika von Wärmeflüssen, die eine optimale Verteilung der Wärme im Wärmenetz ermöglicht. Ziel ist eine gemeinsame Vermarktung der dezentralen Anlagen mit den Koppelprodukten Wärme und der an der Börse gehandelten elektrischen Energie. Für die im Betrieb zu lösenden gemischt-ganzzahligen Optimierungsprobleme wird ein neuer, quelloffener numerischer Löser entwickelt. Zur Erprobung der Verfahren wird eine direkte, praxisnahe Umsetzung in Demonstratoren unter Berücksichtigung der Anforderungen aus dem Netzbetrieb (z.B. 'Redispatch 2.0') sowie einer autonomen Teilnahme der Einheiten am Strommarkt realisiert und die Strom-Wärme-optimierten Fahrpläne in den Demonstratoren umgesetzt. In der Betrachtung werden primär Bestands-Wärmenetze angegangen, die in ihrer Transformation durch die Inbetriebnahmen neuer dezentraler Einspeisepunkte mit unterschiedlichen Anforderungen (z.B. neuartige Wärmequellen in Verbindung mit Großwärmepumpen) unter Berücksichtigung eines strommarkt- wie auch netzorientierten Betriebes der Anlagentechnik neue Herausforderungen an die Versorgungs- und Betriebssicherheit, Energieeffizienz und hohe Lebensdauer der Anlagentechnik stellen. Das Ergebnis ist ein für den Markt verfügbares Modul mit einer Komponentenbibliothek für eine IoT-Plattform und stellt damit einen wesentlichen Baustein für die Transformation von klassischen Unternehmen der Energieversorgung hin zu Energiedienstleistern dar.

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