Im Zuge der Dekarbonisierung der Fernwärmsysteme werden die bisher meist zentralen Strukturen einer Transformation hin zu dezentralen Systemen unterzogen. Fernwärmesysteme werden hierbei bspw. um Großwärmepumpen, solarthermische Erzeuger und kleinere KWK-Anlagen erweitert. Weiter werden niedrige Systemtemperaturen sowie diversifizierte und sektorgekoppelte Erzeugereinheiten angestrebt. Aus dieser Transformation erwachsen für Wärmeversorger und Netzbetreiber neue Herausforderungen wie bspw. der kostenoptimale und flexible Einsatz der unterschiedlichsten Wärmeerzeuger (teilweise mit Kopplung an den Strommarkt), die stärkere Belastung der hydraulischen Systeme durch druck- und temperaturseitig stark dynamisierte bidirektionale Strömungen oder die Bestrebungen der Wärmekunden nach kostengünstigen, umweltfreundlichen und sicheren Wärmeangeboten (einschließlich Trinkwasserhygiene und Lastmanagement). In diesem Kontext führt die Digitalisierung in Kombination mit geeigneter Sensorik zu einer besseren Kenntnis des Wärmebedarfs, einer Zustandserkennung im Wärmenetz sowie einem intelligenten und vorausschauenden Wärmespeicher- und Erzeugermanagement. Das Vorhaben DigiHeat fokussiert auf Ansätze zum zielgerichteten und effizienten Einsatz von Technologien zur Datenübertragung und -verarbeitung im Fernwärmesektor. Es kombiniert hierbei konkrete Digitalisierungsmaßnahmen beteiligten Stadtwerke Gießen, Marburg und Hanau mit der Entwicklung und Praxiserprobung des innovativen Konzepts eines 'Digitalisierten Wärmekraftwerks'. Bei diesem wird die IKT-Systemarchitektur des virtuellen Kraftwerks, wie sie im Stromsektor bereits vielfach Anwendung findet, auf den Anwendungsfall Fernwärme vorgenommen. Der zielgerichtete und effiziente Einsatz von Kommunikationstechnologien und Datenübertragungsstandards soll dazu führen, dass ein Fernwärmesystem mit Erzeugern, Verteilung und Verbrauch möglichst effizient im Sinne eines 'Digitalisierten Wärmekraftwerks' betrieben werden kann.
JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das primäre Ziel des Teilprojektes 3 (TP 3) im Verbundprojekt JenErgieReal liegt in der Umsetzung der mit den Projektpartnern entwickelten wissenschaftlichen und technischen (Wohn-) Quartierspeicherlösungen, ausgehend von der kleinsten Zelle Wohnung zum smarten Quartier. Durch den Einsatz von Smart-Home-Komponenten werden die Wohnungen Teil des Virtuellen Kraftwerkes. Es sollen neue Prozesse und Formen des Zusammenlebens für eine Verbesserung der Lebensqualität und attraktiven Lebensraumgestaltung entwickelt und erprobt werden. Das Wohnen soll einfacher und angenehm erlebbar und ein langes (eigenständiges) Wohnen durch smarte Anwendungen ermöglicht werden. Somit soll nachhaltig die Wohn- und Lebensqualität der Bewohner verbessert, eine Senkung der Betriebskosten durch die Reduzierung der Stromverbräuche, z.B. Photovoltaik am Gebäude (Mieterstrom) und der Heizkosten sowie eine zukunftssichere Ausstattung der Wohnungen und nachhaltige Immobilienbewirtschaftung unter Berücksichtigung von sozialen, technischen, ökonomischen und ökologischen (CO2-Einsparung) Parametern erreicht werden.
Blockheizkraftwerke (BHKW) eignen sich besonders für dezentrale Strom- und Wärmekonzepte und bilden eine effiziente Regelenergiequelle für virtuelle Kraftwerke. Es ist daher notwendig, die Erzeugung von Strom und Wärme durch geeignete Speichersysteme im Tageslastgang weitestgehend zu entkoppeln. Latentwärmespeicher (LWS) ermöglichen im Vergleich zu Wasserspeicher höhere Speicherdichten, kommen aber aufgrund hoher Kosten bislang kaum zum Einsatz. Für kompakte Systemlösungen aus Klein-BHKW und Speicher wären jedoch höhere Speicherdichten jedoch wünschenswert. Zielstellung des Projektes ist daher die Untersuchung von Makroverkapselungen für Latentspeichermedien (PCM) auf der Basis von Beutelverpackungen, mit denen die Speicherkosten reduziert werden können. Durch eine modulare Bauweise des Speichers wird zudem eine Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle ermöglicht.
Klimaschutzministerium fördert Machbarkeitsstudie „Energieregion Abwasserwerke Rheinland-Pfalz“ mit 263.000 Euro – Hauer: „Pilotprojekt kann Turbo sein“ „Wir alle spüren den Klimawandel. Der diesjährige März war in Europa so warm wie keiner zuvor und laut Deutschem Wetterdienst der trockenste seit Messbeginn im Jahr 1881. Viele unserer Flüsse und Bäche haben bereits Niedrigwasser. Allein diese Beispiele zeigen, wie immens wichtig der Kampf gegen den Klimawandel ist. Deutschland soll bis 2045 klimaneutral werden, Rheinland-Pfalz strebt dies bereits bis 2040 an. Diese ambitionierten Ziele erfordern auch Beiträge der Wasserwirtschaft. Wir müssen also den Turbo zünden und unsere Infrastrukturen noch viel schneller auf die energetischen Herausforderungen umstellen. Das heute im Fokus stehende Pilotprojekt kann eine solcher Turbo sein“, sagte Klimaschutzstaatssekretär Michael Hauer heute in Gau-Bickelheim. Auf der dortigen Kläranlage übergab er einen Förderbescheid über 263.000 Euro an Achim Linder, Werkleiter der Verbandsgemeindewerke Selters. Mit den Geldern unterstützt das Ministerium die Erstellung der Machbarkeitsstudie „Energieregion Abwasserwerke Rheinland-Pfalz“ Kläranlagen zählen zu den größten kommunalen Stromverbrauchern. Die Landesregierung verfolgt daher seit vielen Jahren das Ziel, die Abwasserbeseitigung durch Energieeffizienz bzw. Energieeinsparung und die eigene Erzeugung erneuerbarer Energien in Richtung Energieneutralität zu entwickeln. Im Mittelpunkt dieser Anstrengungen steht dabei bislang jede einzelne Anlage für sich. Gegenstand der geplanten Machbarkeitsstudie ist es, eine möglichst große Anzahl von Abwasserwerken über einen Strombilanzkreis bzw. ein Virtuelles Kraftwerk als Energieregion zu "vernetzen". Dadurch sollen Betreiber mit viel Energieerzeugung ihre Überschüsse an Betreiber mit wenig Energieerzeugung in einem gemeinsamen Bilanzkreis abgeben. Mit Batteriespeichern soll dieser Bilanzkreis weitgehend ausgeregelt und die Residuallast möglichst minimiert werden. Hierdurch wird ein Hierdurch wird ein nochmals deutlich höheres Optimierungspotenzial erwartet, da die Spanne von Abwasserwerken mit sehr hoher Eigenerzeugung und denen mit geringen Eigenerzeugungspotenzialen nochmals deutlich höher ist als innerhalb eines Abwasserwerkes. Bundeweit ist dies das erste Projekt, das die Möglichkeiten dieser sogenannten „vertikalen Integration“ untersucht. Dabei geht es unter anderem um die mögliche Steigerung der Autarkiegrade, um die Bildung eines passgenauen Organisationsmodells für diese neue Form der interkommunalen Zusammenarbeit, um Co 2 -Einsparungspotetiale und nicht zuletzt um die Wirtschaftlichkeit für den Verbund und für die einzelnen Abwasserwerke. "Die teilnehmenden Pilotregionen und Werke sehen große Chancen, einen möglichst energieautarken regionalen Verbund zu schaffen, dessen Bilanzkreis sich erneuerbar und hocheffizient über die Verbrauchssektoren mengenmäßig und zeitlich ausgleicht. Mit einer solchen Vernetzung werden "Multiplikatoreneffekte" erreicht, die Eigenverbrauchsquote der klimafreundlichen Versorgungstechniken deutlich zu erhöhen bzw. den externen Strombezug zu minimieren und im Ergebnis die Energiekosten nicht nur erheblich zu senken, sondern sich auch weniger abhängig vom Strombezug und den damit verbundenen Preisschwankungen zu machen. Mit seinem Modellcharakter kann das Pilotprojekt zur Blaupause für die gesamte kommunale Familie werden“, unterstrichen Achim Linder und Dennis Sartorius, Vorstand der Abwasserbeseitigung Wöllstein-Wörrstadt, die Bedeutung der Machbarkeitsstudie. „Der von uns geförderte Ansatz ist vielversprechend für die Wasserwirtschaft in Rheinland-Pfalz auf dem Weg zur Energieneutralität. Auch wenn sich mit der neuen EU-Kommunalabwasserrichtlinie der Umsetzungsdruck nochmals erhöht. Denn der Energiebedarf der Kläranlagen ab einer Ausbaugröße von 10.000 Einwohnerwerten sollen bis 2045 schrittweise aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden. Eine moderne Abwasserbehandlung erfordert es daher umso mehr, jede Möglichkeit zur Eigenenergieerzeugung aus regenerativen Quellen auszunutzen. War dies bisher weitgehend die Faulgasverstromung in Blockheizkraftwerken, gilt es heute PV-Anlagen auf allen verfügbaren Flächen aufzustellen. Gerade Freiflächen-PV-Anlagen an den Standorten der Kläranlagen bieten hervorragende Möglichkeiten zur regenerativen Energieerzeugung. Die Möglichkeiten dafür sind jedoch bislang sehr unterschiedlich verfügbar. Wir alle sind sehr gespannt, welche neuen Erkenntnisse und Möglichkeiten sich zukünftig aus den Ergebnissen der Machbarkeitsstudie für die rheinland-pfälzischen Abwasserwerke ergeben“, so Michael Hauer abschließend. Die vorgesehene Studie soll die Untersuchungsziele anhand von vier unterschiedlich strukturierten Pilotregionen mit rund 20 Abwasserwerken in Rheinland-Pfalz bewerten. Umgesetzt wird das von den Verbandsgemeindewerken Selters koordinierte Projekt durch die Kommunalberatung Rheinland-Pfalz, Tochterunternehmen des Gemeinde- und Städtebundes, sowie durch die Simon Process Engineering GmbH.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleinere Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Der Fokus des Fraunhofer-Teilvorhabens liegt dabei auf der Entwicklung und Evaluierung von Open Source-Modulen zur Integration von Steuerberechtigten in die iMSys-Infrastruktur. Dazu werden die technischen und regulatorischen Anforderungen aus Sicht der Regelreserve und Direktvermarktung zur Nutzung der Infrastruktur gesammelt und bei der Erstellung des Umsetzungskonzepts eingebracht. Zur Anbindung und Integration von Steuerungsberechtigten werden Open Source Software-Bibliotheken, zur Fernauslesung und Ansteuerung der Anlagen für Marktpartner, implementiert. Zur Evaluierung der entwickelten Bibliotheken sowie der Infrastruktur wird prototypisch ein virtuelles Kraftwerk in Form eines Aggregators bzw. Regelreserve-Anbieter-Leitsystem aufgebaut. Die Funktionalitäten und Software-Bausteine werden vorab in einer Testumgebung (Virtual Lab) evaluiert und kontinuierlich verbessert, nachdem sie später im Rahmen der Feldtests eingesetzt werden. Während der Projektlaufzeit wird der wissenschaftliche Diskurs durch Publikation angeregt sowie die Open SourceBibliotheken kontinuierlich erweitert und der Community zur Verfügung gestellt.
JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das primäre Ziel des Teilprojektes 2 (TP 2) im Verbundprojekt JenErgieReal ist die Integration dezentraler Wärmesysteme und somit einer thermischen Sektorenkopplung im Quartier, das u.a. aus der entstehenden Verlustwärme von Schnellladeprozessen gespeist werden soll. So können Wärmeverluste minimiert und nachgenutzt werden. Die Potenziale zur Wärmenachnutzung im Quartiersmaßstab soll hier als Baustein u.a. der Elektromobilitätsoffensive im urbanen Raum entwickelt werden. Die energetischen Modelle und Untersuchungen liefern entscheidende Erkenntnisse für die Energie- und Klimawende.
JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das primäre Ziel des Teilprojektes 5 (TP 5) im Verbundprojekt JenErgieReal liegt in der Stadt- und Quartiersentwicklung im Kontext des Virtuellen Kraftwerks. Die langfristigen Ziele sollen sein, das aufgebaute Virtuelle Kraftwerk vom Labormaßstab auf die Stadt Jena zu skalieren um die Energiewende die Region klimafreundlich, wirtschaftlich, nachhaltig und somit zukunftssicher zu gestalten.
JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das Teilprojekt 7 verfolgt als übergreifendes Ziel die Analyse der Nutzung, der Akzeptanz und der Folgen für die in das Projekt einbezogenen Personengruppen. Es wird dabei untersucht, wie die Verbraucher eine aktive Rolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen und durch Teilhabe einen direkten und bewussten Beitrag zu deren Erfolg leisten können. Das Teilprojekt 7 ist dabei bewusst stark interdisziplinär ausgerichtet und hat eine sozialwissenschaftliche, energiewirtschaftliche sowie (informations-)technische Dimension.
JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das primäre Ziel des Teilprojektes 1 (TP 1) im Verbundprojekt JenErgieReal liegt in der Entwicklung, der Untersuchung sowie der technischen und wirtschaftlichen Umsetzung des Virtuellen Kraftwerks unter den regulatorischen Bedingungen eines regionalen Netzbetreibers. Die langfristigen Ziele sollen sein, das aufgebaute Virtuelle Kraftwerk vom Labormaßstab auf die Stadt Jena zu skalieren und die neu zu entwickelnden Energieversorgungsprodukte (Geschäftsmodell 'Virtuelles Kraftwerk Jena') zu etablieren, um die Energiewende für das Unternehmen und die Region klimafreundlich, wirtschaftlich, nachhaltig und somit zukunftssicher zu gestalten.
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