Wärmepumpen haben sich in nahezu allen Szenarien als Schlüsseltechnik für Dekarbonisierung des Gebäudebestandes erwiesen. Eine besondere Herausforderung ist die energieeffiziente Trinkwassererwärmung, insbesondere in größeren Gebäuden mit zentraler Warmwasserversorgung. Der Zielkonflikt zwischen Klimaschutz/Energieeffizienz (niedrige Vorlauftemperaturen) und hygienischen Anforderungen (z.B. Legionellenprävention) führt zu Restriktionen, die den effizienten Betrieb von Wärmepumpen beeinträchtigen können. Das Projekt zielt darauf ab, technische, wirtschaftliche und rechtliche Lösungen für diesen Konflikt zu erarbeiten und zielkompatible Lösungswege (technisches Regelwerk, Genehmigungsverfahren) zu beschreiben. Im Projekt sollen technische Lösungen aufgezeigt werden, wie die Wärmepumpe entlastet werden kann, indem effiziente Lösungen für die höheren Trinkwassertemperaturen (inkl. dezentrale Lösungen) und Legionellenproblematik gefunden werden. Zudem sollte die Wirtschaftlichkeit und die Folgekosten im Betrieb solcher Alternativer untersucht werden (Filter, Stromverbrauch, auch durch Desinfektion etc.). Der Schwerpunkt der Untersuchung soll auf Mehrfamilienhäusern und anderen Gebäuden mit zentraler Trinkwassererwärmung (z.B. Hotels) liegen. Dabei soll im Vorhaben zwischen Neubauten und Bestandsgebäuden unterschieden werden, wobei letztere stärkeren technischen Restriktionen unterliegen, die nicht immer vollständig aufgelöst werden können. Für eine festzulegende Anzahl von Beispielfällen werden dynamische Thermosimulationen durchgeführt und - soweit möglich - mit Praxiserfahrungen abgeglichen. Zusätzlich erfolgt eine trinkwasserhygienische Einordnung dieser Lösungen und - soweit möglich und im jeweiligen Zusammenhang sinnvoll - ergänzende analytische Untersuchungen zur Trinkwasserhygiene. Grundlagen sind aktuelle Forschungsprojekte (z.B. EE+Hyg@TWI, UltraF) und innovative technische Entwicklungen (z.B. Hochtemperatur-Wärmepumpen mit Propan oder CO2 (Text gekürzt)
MISTRAL betrachtet die Abhängigkeiten zwischen verschiedenen organisatorischen Einheiten eines Unternehmens bei der Transformation thermischer, industrieller Energieversorgungssysteme. Dabei werden zeitlich veränderliche und unsichere Rahmenbedingungen sowie zeitlich gestaffelte Investitionsentscheidungen in einem modellgestützten Verfahren integriert. Der Fokus der Betrachtung liegt dabei auf Produktionsstandorten, welche sich durch thermische Netze auf verschiedenen Temperaturniveaus aus auszeichnen, die durch zentrale Energiewandler versorgt werden. Die Energie wird vom Energieeinkauf beschafft und anschließend durch interne Netzstrukturen verteilt. Die bereitgestellte Wärme/Kälte wird dann in den Produktionsprozess eingebracht oder innerhalb der Produktionsbetriebe weiter verteilt. Die Planung der Transformation ist komplex, da verschiedene Maßnahmen von unterschiedlichen Bereichen initiiert werden müssen. Einige Beispiele verdeutlichen dies: 1. Versorgungsbedingungen: Die Integration regenerativer Energieerzeuger erfordert eine Anpassung der Vorlauftemperaturen, was eine Synchronisation der Transformationspläne von Energieversorgung und Produktion nötig macht. 2. Abwärmenutzung: Zentrale Abwärmepotenziale, etwa aus der Drucklufterzeugung, beeinflussen konventionelle Erzeuger und führen zu netzübergreifenden Abhängigkeiten. 3. Veränderliche Netzstrukturen: Veränderungen in Temperaturanforderungen und Produktportfolio erfordern eine langfristige Betrachtung der Energiesystemtransformation im Kontext der Standort- und Produktstrategie. 4. Erneuerbare Prozesswärmeerzeugung: Elektrifizierung von Hochtemperatur-Prozesswärme erfordert eine Integration thermischer und elektrischer Infrastruktur. Konventionelle Planungsverfahren reichen für diese ganzheitliche Betrachtung nicht aus, daher werden Methoden des Operations Research und der mathematischen Optimierung eingesetzt.
<p> So heizen Sie klimaverträglich mit Gas <p><strong>Sie planen eine energetische Grundsanierung oder einen Neubau?</strong></p> <ul> <li>Reduzieren Sie den Wärmebedarf möglichst weitgehend, insbesondere durch umfassende Wärmedämmung.</li> <li>Installieren Sie ein brennstofffreies Heizsystem (ohne Gas, Öl, Holz) und nutzen Sie hierzu bereitstehende Fördergelder. </li> </ul> <p><strong>Sie besitzen ein (teil-)saniertes Haus?</strong></p> <ul> <li>Planen Sie rechtzeitig den Ausstieg aus der Heizung mit Brennstoffen (Gas, Öl, Holz) und nutzen Sie hierzu bereitstehende Fördergelder.</li> <li>Lassen Sie hierzu einen sogenannten individuellen Sanierungsfahrplan erstellen. Auch das wird gefördert.</li> <li>Nutzen Sie Gelegenheitsfenster wie Fassadenerneuerung oder Fenstertausch zur Verbesserung der Wärmedämmung.</li> </ul> <p><strong>Sie möchten weiterhin mit Gas heizen?</strong></p> <ul> <li>Prüfen Sie den Austausch Ihres Heizkessels, wenn er älter als 15 Jahre ist.</li> <li>Achten Sie beim Erwerb einer Gasheizung auf einen hohen Nutzungsgrad und geringe Schadstoffemissionen.</li> <li>Sparen Sie Heizenergie durch sparsames Heizen und regelmäßige Wartung Ihrer Heizungsanlage.</li> <li>Prüfen Sie eine ergänzende Nutzung erneuerbarer Energien (Solarthermie/ Photovoltaik).</li> <li>Planen Sie voraus und lassen Sie einen sogenannten individuellen Sanierungsfahrplan erstellen.</li> <li>Ab Mitte 2026 bis Mitte 2028 müssen neue Heizungen mindestens 65 Prozent erneuerbare Energien nutzen. Das ist mit einem Gaskessel nur schwierig zu erfüllen.</li> </ul> Gewusst wie <p>Die Heizung ist der mit Abstand größte Erzeuger von CO2-Emissionen im Haushalt. Durch Effizienzmaßnahmen am Gebäude und Modernisierung der Heizungstechnik können Sie ganz erheblich <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und Umwelt schützen. Gleichzeitig senken Sie damit die Heizkosten. Der CO₂-Preis im <a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/nEHS/nehs_node.html">Nationalen Emissionshandel</a> wird zudem fossile Brennstoffe nach und nach verteuern. Zu erneuerbaren Energien zu wechseln wird dadurch immer attraktiver. Biomethan oder Wasserstoff sind aufgrund hoher Kosten und begrenzter Verfügbarkeit keine empfehlenswerte Lösung.</p> <p><strong>Im Neubau ohne Brennstoffe heizen:</strong> Die Wärmeversorgung eines Neubaus sollte mittels erneuerbarer Energien ohne Verbrennung erfolgen. Denn die klima- und umweltpolitischen Verpflichtungen Deutschlands machen es erforderlich, dass die Wärmeversorgung zügig auf erneuerbare und brennstofffreie Energieträger umgestellt wird. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> rät deshalb von der Nutzung von Heizöl, Erdgas und Holz zum Heizen in Neubauten aus Klima- und Umweltschutzgründen ab. Hierfür ist es nötig, den Wärmebedarf des geplanten Gebäudes möglichst weitgehend zu reduzieren. Wichtige Stichpunkte hierbei sind v.a.: angepasste Bauweise, Wärmedämmung, Vermeidung von Wärmebrücken und Lüftungskonzept. So reicht ein niedriges Temperaturniveau für die Raumwärme. Das ist die optimale Voraussetzung, den Wärmebedarf mit brennstofffreien erneuerbaren Energien wie Wärmepumpen, idealerweise mit Wind- und Solar-Strom betrieben, Fern-/Nahwärme oder Solarthermie decken zu können. </p> <p><strong>Im Altbau vorausschauend planen:</strong> Um nicht vom plötzlichen Ausfall der alten Heizung mitten im Winter "kalt" überrascht zu werden, ist es sinnvoll, einen mittel- bis langfristigen "individuellen Sanierungsplan" zu haben. So ist gewährleistet, dass Zeitfenster wie Heizungsausfall, Fassadensanierung oder Fensteraustausch optimal und kostengünstig genutzt und aufeinander abgestimmt werden können. Ein <a href="https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/energie/energetische-sanierung/individueller-sanierungsfahrplan-isfp-modernisieren-mit-koepfchen-59828">Individueller Sanierungsfahrplan</a> wird für Gebäude, die älter als 10 Jahre sind und vorwiegend zu Wohnzwecken genutzt werden, im Rahmen der "Energieberatung für Wohngebäude" durch das BAFA gefördert. Mit einem Sanierungsfahrplan können Sie den Wärmebedarf in älteren Häusern stufenweise und wirtschaftlich senken und gleichzeitig die Umstellung des Heizsystems auf brennstofffreie erneuerbare Energien vorbereiten und ermöglichen. Denn bereits in teilsanierten Gebäuden reicht eine niedrigere Vorlauftemperatur, damit es warm wird.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/isfp.jpg"> </a> <strong> Fahrplanseite aus dem iSFP-Ausgabedokument "Mein Sanierungsfahrplan" </strong> <br> <p>Überblick über alle Maßnahmenpakete bei der Schritt-für-Schritt-Sanierung</p> Quelle: BMWK <p><strong>Hinweise für die Erdgasheizung:</strong> </p> <p>Falls Erdgas dennoch zur Raumwärme oder Warmwasserbereitstellung genutzt werden soll, sind einige Punkte zu beachten:</p> <p><strong>Austausch alter Heizkessel:</strong> Sollte Ihre Heizung älter als 15 Jahre sein, entspricht sie in der Regel nicht mehr dem Stand der Technik. Prüfen Sie den Einsatz von brennstofffreien erneuerbaren Energien wie Wärmepumpen. In den meisten Fällen lohnt sich eine Umstellung. In Hybridheizungen kann eine Wärmepumpe den größten Teil der Heizarbeit übernehmen. Der Heizkessel heizt an kalten Tagen nur noch wenig zu. Der Umstieg von einer Gasheizung auf eine Heizung mit erneuerbaren Energien wird in der "Bundesförderung energieeffiziente Gebäude" (BEG) gefördert. Seit dem Jahr 2016 erhalten Heizkessel, die älter als 15 Jahre sind, nach und nach eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energieverbrauchskennzeichnung/heizgeraete">Energieverbrauchskennzeichnung</a> von Heizungsinstallateur*innen, Energieberater*innen oder von Bezirksschornsteinfeger*innen. Sie zeigt Ihnen, wie effizient oder ineffizient das Gerät ist: Geräte der Klassen C und D sollten Sie bald durch modernere Geräte ersetzen, weil sie in der Regel Energie verschwenden, überhöhte Heizkosten verursachen und dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> schaden. Heizkessel, die älter als 30 Jahre sind, müssen nach dem <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/index.html">Gebäudeenergiegesetz</a> ausgetauscht werden. Ausgenommen von dieser Regelung sind Brennwert- und Niedertemperaturheizkessel sowie Anlagen, die vor Februar 2002 bereits in selbst genutzten Ein- und Zweifamilienhäusern installiert waren. Die Einhaltung dieser Austauschverpflichtung kontrollieren die bevollmächtigten Bezirksschornsteinfeger*innen im Rahmen der Feuerstättenschau.</p> <p><strong>Heizen mit erneuerbaren Energien:</strong> Gaskessel gelten als Auslaufmodell. Das Gebäudeenergiegesetz fordert, 30 Jahre alte Gas-Heizkessel außer Betrieb zu nehmen. Außerdem schreibt es vor, dass neu installierte Heizungen mindestens 65 Prozent erneuerbare Energie nutzen müssen. Das gilt für Neubauten in Neubaugebieten ab 2024, für andere Häuser je nach Gemeindegröße ab Mitte 2026 oder 2028. Ab 2045 dürfen Gaskessel nicht mehr mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Weitere Informationen zur Gesetzeslage finden Sie im Abschnitt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/gasheizung#hintergrund">Hintergrund</a>.</p> <p><strong>Heizung als Gesamtsystem:</strong> Damit eine Heizung möglichst effizient funktioniert, müssen alle Heizkomponenten optimal eingestellt und aufeinander abgestimmt sein: Wärmeerzeuger, Heizflächen, Thermostatventile, Pumpen- und Reglereinstellungen. Eine solche „Heizungsoptimierung" lohnt sich auch bei bestehenden Heizkesseln. Nur unter dieser Voraussetzung arbeiten Brennwertkessel auch tatsächlich im Brennwertbetrieb (d.h. der Wasserdampf im Abgas wird abgekühlt und fällt als Kondensat an). Beauftragen Sie deshalb eine „Heizungsoptimierung", damit sich die erwartete Energieeinsparung auch tatsächlich einstellt. Das können Sie kontrollieren, indem Sie regelmäßig den Verbrauch des Kessels überwachen. Ein Hilfsmittel dafür ist zum Beispiel das kostenlose <a href="https://www.energiesparkonto.de/">Energiesparkonto</a>. Achten Sie auch auf eine regelmäßige Wartung der Heizung.</p> <p><strong>Was Sie noch tun können:</strong></p> <ul> <li>Beachten Sie unsere Tipps zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizen-raumtemperatur">Heizen/Raumtemperatur</a>.</li> <li>Nutzen Sie <a href="https://ratgeber.co2online.de/index.php?berater=foerderratgeber&portal_id=uba">Fördermittel</a>: Sie helfen, die Investitionskosten zu senken.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/vielfalt_und_systematik_der_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_quelle_uba.png"> </a> <strong> Vielfalt und Systematik der Energieverbrauchskennzeichnung für Heizgeräte </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/vielfalt_und_systematik_der_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_quelle_uba.png">Bild herunterladen</a> (295,73 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_kessel.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Gas- oder Ölkessel </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_kombi-kessel.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung Gas- oder Ölkessel, die Raumwärme und Warmwasser bereiten </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_kombi-kessel.png">Bild herunterladen</a> (216,24 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_nt-waermepumpe.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Niedertemperatur-Wärmepumpen (ohne Warmwasserbereitung) </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_nt-waermepumpe.png">Bild herunterladen</a> (221,25 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-produkt-2019.png"> </a> <strong> Effizienzklassen von Heizgeräten als Produkt </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-produkt-2019.png">Bild herunterladen</a> (218,81 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/der_installateur_oder_der_hersteller_muss_fuer_verbundanlagen_die_effizienzklasse_angeben.png"> </a> <strong> Der Installateur oder der Hersteller muss für Verbundanlagen die Effizienzklasse angeben. </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/der_installateur_oder_der_hersteller_muss_fuer_verbundanlagen_die_effizienzklasse_angeben.png">Bild herunterladen</a> (289,78 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_verbundanlage.jpg"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Verbundanlagen </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-verbundanlage.png"> </a> <strong> Effizienzklassen von Heizgeräten als Verbundanlage </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-verbundanlage.png">Bild herunterladen</a> (244,27 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/zeitplan_fuer_oekodesign_und_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_und_warmwasserbereiter.png"> </a> <strong> Zeitplan für Ökodesign und Energieverbrauchskennzeichnung für Heizgeräte und Warmwasserbereiter </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/zeitplan_fuer_oekodesign_und_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_und_warmwasserbereiter.png">Bild herunterladen</a> (145,27 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/dateien/zeitplan_fuer_oekodesign_und_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_und_warmwasserbereiter.pdf">Zeitplan als PDF-Datei</a> (36,33 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> Hintergrund <p><strong>Umweltsituation:</strong> Fossile Energieträger wie Erdgas sind begrenzte Ressourcen, die bei der Verbrennung CO2- und Schadstoffmissionen verursachen. Auch die Gewinnung und der Transport von Erdgas führen zu Umweltbelastungen, vor allem durch Leckagen. Da das Treibhausgaspotenzial von Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, 25-mal höher ist als das von CO2, ist dies aus Sicht des Klimaschutzes besonders relevant. </p> <p><strong>Gesetzeslage:</strong> Das <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/index.html">Gebäudeenergiegesetz</a> schreibt vor, dass neue Heizungen mindestens 65 Prozent erneuerbare Energien nutzen müssen. Das gilt für Neubaugebiete ab dem 1.1.2024 und für alle anderen Häuser ab 1.7.2026 (in Gemeinden mit mehr als 100.000 Einwohnern) bzw. 1.7.2028. Muss eine Heizung ausgetauscht werden, greift eine Übergangsfrist von fünf Jahren. Gaskessel, die nach dem 1.1.2024 bis zum 1.7.2026/2028 installiert werden, müssen ab 2029 mit mindestens 15 Prozent Biomethan oder Wasserstoff beliefert werden; bis 2040 steigt der Anteil auf 60 Prozent – Achtung: Beide gelten nicht als zukunftsfähige Lösung, weil Wasserstoff derzeit noch nicht am Markt verfügbar ist und Biomethan ungefähr 60 % der Treibhausgasemissionen von Erdgas verursacht. Außerdem ist Biomethan begrenzt verfügbar, so dass mit starken Preissteigerungen zu rechnen ist. Nach dem 1.7.2026/2028 darf ein Gaskessel nur noch installiert werden, wenn er mit 65 Prozent Biomethan beliefert wird, wenn er Teil einer Wärmepumpen- oder Solarthermie-Hybridheizung ist, wenn er auf 100 % Wasserstoff umrüstbar ist und das Haus in einem Wasserstoffnetzausbaugebiet liegt, oder wenn das Haus in einem Wärmenetzausbaugebiet liegt und an ein Wärmenetz angeschlossen werden soll.</p> <p>Nach <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32013R0814">Verordnung (EU) Nr. 813/2013</a> liegen die Anforderungen an die Energieeffizienz für Neugeräte in einem Bereich, der nur noch durch Brennwerttechnik erreicht werden kann, außerdem werden die Luftschadstoffemissionen begrenzt. Die <a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:02013R0811-20170307">Verordnung (EU) Nr. 811/2013</a> macht die Energieverbrauchskennzeichnung auch für Heizgeräte verpflichtend. Hersteller geben die Kennwerte auf Grundlage von Prüfstandsmessungen an. Das <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/envkg_2012/index.html">Energieverbrauchskennzeichnungsgesetz</a> enthält die Vorschriften über die Kennzeichnung von Heizkesseln im Gebäudebestand. </p> <p>Die <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV)</a> enthält Grenzwerte für die Luftschadstoffemissionen und Abgasverluste von Heizkesseln. Sie begrenzt die Stickoxidemissionen. Dies weist der Hersteller nach. Schornsteinfeger*innen messen regelmäßig die Abgasverluste (außer bei Gas-Brennwertkesseln) und CO-Emissionen.</p> <p>Aufgrund des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/behg/BJNR272800019.html">Brennstoffemissionshandelsgesetzes (BEHG)</a> wird seit 2021 auch der Bereich der Wärmeerzeugung durch ein Emissionshandelssystem abgedeckt. Dadurch werden fossile Brennstoffe wie z.B. Erdgas in den nächsten Jahren stufenweise teurer und die insgesamt zulässigen Treibhausgasemissionen begrenzt. </p> <p>Weitere Informationen finden Sie auf unseren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Themenseiten:</p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/mehr-klimaschutz-einer-neuen-heizung">Mehr Klimaschutz mit einer neuen Heizung</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energiesparende-gebaeude">Energiesparende Gebäude</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energieverbrauchskennzeichnung/heizgeraete">Energieverbrauchskennzeichnung für Heizgeräte</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/wasserstoff-schluessel-im-kuenftigen-energiesystem">Wasserstoff – Schlüssel im künftigen Energiesystem</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/bioenergie">Bioenergie</a></li> <li><a href="https://www.dehst.de/DE/Home/home_node.html">Deutsche Emissionshandelsstelle</a> (DEHSt)</li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/konsum-produkte/gruene-produkte-marktzahlen/marktdaten-bereich-wohnen">Marktdaten: Bereich Wohnen</a> (Daten zur Umwelt)</li> </ul> </p><p> So heizen Sie klimaverträglich mit Gas <p><strong>Sie planen eine energetische Grundsanierung oder einen Neubau?</strong></p> <ul> <li>Reduzieren Sie den Wärmebedarf möglichst weitgehend, insbesondere durch umfassende Wärmedämmung.</li> <li>Installieren Sie ein brennstofffreies Heizsystem (ohne Gas, Öl, Holz) und nutzen Sie hierzu bereitstehende Fördergelder. </li> </ul> <p><strong>Sie besitzen ein (teil-)saniertes Haus?</strong></p> <ul> <li>Planen Sie rechtzeitig den Ausstieg aus der Heizung mit Brennstoffen (Gas, Öl, Holz) und nutzen Sie hierzu bereitstehende Fördergelder.</li> <li>Lassen Sie hierzu einen sogenannten individuellen Sanierungsfahrplan erstellen. Auch das wird gefördert.</li> <li>Nutzen Sie Gelegenheitsfenster wie Fassadenerneuerung oder Fenstertausch zur Verbesserung der Wärmedämmung.</li> </ul> <p><strong>Sie möchten weiterhin mit Gas heizen?</strong></p> <ul> <li>Prüfen Sie den Austausch Ihres Heizkessels, wenn er älter als 15 Jahre ist.</li> <li>Achten Sie beim Erwerb einer Gasheizung auf einen hohen Nutzungsgrad und geringe Schadstoffemissionen.</li> <li>Sparen Sie Heizenergie durch sparsames Heizen und regelmäßige Wartung Ihrer Heizungsanlage.</li> <li>Prüfen Sie eine ergänzende Nutzung erneuerbarer Energien (Solarthermie/ Photovoltaik).</li> <li>Planen Sie voraus und lassen Sie einen sogenannten individuellen Sanierungsfahrplan erstellen.</li> <li>Ab Mitte 2026 bis Mitte 2028 müssen neue Heizungen mindestens 65 Prozent erneuerbare Energien nutzen. Das ist mit einem Gaskessel nur schwierig zu erfüllen.</li> </ul> </p><p> Gewusst wie <p>Die Heizung ist der mit Abstand größte Erzeuger von CO2-Emissionen im Haushalt. Durch Effizienzmaßnahmen am Gebäude und Modernisierung der Heizungstechnik können Sie ganz erheblich <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und Umwelt schützen. Gleichzeitig senken Sie damit die Heizkosten. Der CO₂-Preis im <a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/nEHS/nehs_node.html">Nationalen Emissionshandel</a> wird zudem fossile Brennstoffe nach und nach verteuern. Zu erneuerbaren Energien zu wechseln wird dadurch immer attraktiver. Biomethan oder Wasserstoff sind aufgrund hoher Kosten und begrenzter Verfügbarkeit keine empfehlenswerte Lösung.</p> <p><strong>Im Neubau ohne Brennstoffe heizen:</strong> Die Wärmeversorgung eines Neubaus sollte mittels erneuerbarer Energien ohne Verbrennung erfolgen. Denn die klima- und umweltpolitischen Verpflichtungen Deutschlands machen es erforderlich, dass die Wärmeversorgung zügig auf erneuerbare und brennstofffreie Energieträger umgestellt wird. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> rät deshalb von der Nutzung von Heizöl, Erdgas und Holz zum Heizen in Neubauten aus Klima- und Umweltschutzgründen ab. Hierfür ist es nötig, den Wärmebedarf des geplanten Gebäudes möglichst weitgehend zu reduzieren. Wichtige Stichpunkte hierbei sind v.a.: angepasste Bauweise, Wärmedämmung, Vermeidung von Wärmebrücken und Lüftungskonzept. So reicht ein niedriges Temperaturniveau für die Raumwärme. Das ist die optimale Voraussetzung, den Wärmebedarf mit brennstofffreien erneuerbaren Energien wie Wärmepumpen, idealerweise mit Wind- und Solar-Strom betrieben, Fern-/Nahwärme oder Solarthermie decken zu können. </p> <p><strong>Im Altbau vorausschauend planen:</strong> Um nicht vom plötzlichen Ausfall der alten Heizung mitten im Winter "kalt" überrascht zu werden, ist es sinnvoll, einen mittel- bis langfristigen "individuellen Sanierungsplan" zu haben. So ist gewährleistet, dass Zeitfenster wie Heizungsausfall, Fassadensanierung oder Fensteraustausch optimal und kostengünstig genutzt und aufeinander abgestimmt werden können. Ein <a href="https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/energie/energetische-sanierung/individueller-sanierungsfahrplan-isfp-modernisieren-mit-koepfchen-59828">Individueller Sanierungsfahrplan</a> wird für Gebäude, die älter als 10 Jahre sind und vorwiegend zu Wohnzwecken genutzt werden, im Rahmen der "Energieberatung für Wohngebäude" durch das BAFA gefördert. Mit einem Sanierungsfahrplan können Sie den Wärmebedarf in älteren Häusern stufenweise und wirtschaftlich senken und gleichzeitig die Umstellung des Heizsystems auf brennstofffreie erneuerbare Energien vorbereiten und ermöglichen. Denn bereits in teilsanierten Gebäuden reicht eine niedrigere Vorlauftemperatur, damit es warm wird.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/isfp.jpg"> </a> <strong> Fahrplanseite aus dem iSFP-Ausgabedokument "Mein Sanierungsfahrplan" </strong> <br> <p>Überblick über alle Maßnahmenpakete bei der Schritt-für-Schritt-Sanierung</p> Quelle: BMWK </p><p> <p><strong>Hinweise für die Erdgasheizung:</strong> </p> <p>Falls Erdgas dennoch zur Raumwärme oder Warmwasserbereitstellung genutzt werden soll, sind einige Punkte zu beachten:</p> <p><strong>Austausch alter Heizkessel:</strong> Sollte Ihre Heizung älter als 15 Jahre sein, entspricht sie in der Regel nicht mehr dem Stand der Technik. Prüfen Sie den Einsatz von brennstofffreien erneuerbaren Energien wie Wärmepumpen. In den meisten Fällen lohnt sich eine Umstellung. In Hybridheizungen kann eine Wärmepumpe den größten Teil der Heizarbeit übernehmen. Der Heizkessel heizt an kalten Tagen nur noch wenig zu. Der Umstieg von einer Gasheizung auf eine Heizung mit erneuerbaren Energien wird in der "Bundesförderung energieeffiziente Gebäude" (BEG) gefördert. Seit dem Jahr 2016 erhalten Heizkessel, die älter als 15 Jahre sind, nach und nach eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energieverbrauchskennzeichnung/heizgeraete">Energieverbrauchskennzeichnung</a> von Heizungsinstallateur*innen, Energieberater*innen oder von Bezirksschornsteinfeger*innen. Sie zeigt Ihnen, wie effizient oder ineffizient das Gerät ist: Geräte der Klassen C und D sollten Sie bald durch modernere Geräte ersetzen, weil sie in der Regel Energie verschwenden, überhöhte Heizkosten verursachen und dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> schaden. Heizkessel, die älter als 30 Jahre sind, müssen nach dem <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/index.html">Gebäudeenergiegesetz</a> ausgetauscht werden. Ausgenommen von dieser Regelung sind Brennwert- und Niedertemperaturheizkessel sowie Anlagen, die vor Februar 2002 bereits in selbst genutzten Ein- und Zweifamilienhäusern installiert waren. Die Einhaltung dieser Austauschverpflichtung kontrollieren die bevollmächtigten Bezirksschornsteinfeger*innen im Rahmen der Feuerstättenschau.</p> <p><strong>Heizen mit erneuerbaren Energien:</strong> Gaskessel gelten als Auslaufmodell. Das Gebäudeenergiegesetz fordert, 30 Jahre alte Gas-Heizkessel außer Betrieb zu nehmen. Außerdem schreibt es vor, dass neu installierte Heizungen mindestens 65 Prozent erneuerbare Energie nutzen müssen. Das gilt für Neubauten in Neubaugebieten ab 2024, für andere Häuser je nach Gemeindegröße ab Mitte 2026 oder 2028. Ab 2045 dürfen Gaskessel nicht mehr mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Weitere Informationen zur Gesetzeslage finden Sie im Abschnitt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/gasheizung#hintergrund">Hintergrund</a>.</p> <p><strong>Heizung als Gesamtsystem:</strong> Damit eine Heizung möglichst effizient funktioniert, müssen alle Heizkomponenten optimal eingestellt und aufeinander abgestimmt sein: Wärmeerzeuger, Heizflächen, Thermostatventile, Pumpen- und Reglereinstellungen. Eine solche „Heizungsoptimierung" lohnt sich auch bei bestehenden Heizkesseln. Nur unter dieser Voraussetzung arbeiten Brennwertkessel auch tatsächlich im Brennwertbetrieb (d.h. der Wasserdampf im Abgas wird abgekühlt und fällt als Kondensat an). Beauftragen Sie deshalb eine „Heizungsoptimierung", damit sich die erwartete Energieeinsparung auch tatsächlich einstellt. Das können Sie kontrollieren, indem Sie regelmäßig den Verbrauch des Kessels überwachen. Ein Hilfsmittel dafür ist zum Beispiel das kostenlose <a href="https://www.energiesparkonto.de/">Energiesparkonto</a>. Achten Sie auch auf eine regelmäßige Wartung der Heizung.</p> <p><strong>Was Sie noch tun können:</strong></p> <ul> <li>Beachten Sie unsere Tipps zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizen-raumtemperatur">Heizen/Raumtemperatur</a>.</li> <li>Nutzen Sie <a href="https://ratgeber.co2online.de/index.php?berater=foerderratgeber&portal_id=uba">Fördermittel</a>: Sie helfen, die Investitionskosten zu senken.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/vielfalt_und_systematik_der_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_quelle_uba.png"> </a> <strong> Vielfalt und Systematik der Energieverbrauchskennzeichnung für Heizgeräte </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/vielfalt_und_systematik_der_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_quelle_uba.png">Bild herunterladen</a> (295,73 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_kessel.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Gas- oder Ölkessel </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_kombi-kessel.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung Gas- oder Ölkessel, die Raumwärme und Warmwasser bereiten </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_kombi-kessel.png">Bild herunterladen</a> (216,24 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_nt-waermepumpe.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Niedertemperatur-Wärmepumpen (ohne Warmwasserbereitung) </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_a_d_nt-waermepumpe.png">Bild herunterladen</a> (221,25 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-produkt-2019.png"> </a> <strong> Effizienzklassen von Heizgeräten als Produkt </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-produkt-2019.png">Bild herunterladen</a> (218,81 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/der_installateur_oder_der_hersteller_muss_fuer_verbundanlagen_die_effizienzklasse_angeben.png"> </a> <strong> Der Installateur oder der Hersteller muss für Verbundanlagen die Effizienzklasse angeben. </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/der_installateur_oder_der_hersteller_muss_fuer_verbundanlagen_die_effizienzklasse_angeben.png">Bild herunterladen</a> (289,78 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/2013-811_heizgeraete_evk_de_verbundanlage.jpg"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Verbundanlagen </strong> Quelle: Europäische Kommission <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-verbundanlage.png"> </a> <strong> Effizienzklassen von Heizgeräten als Verbundanlage </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/effizienzklassen-heizgeraete-verbundanlage.png">Bild herunterladen</a> (244,27 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/zeitplan_fuer_oekodesign_und_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_und_warmwasserbereiter.png"> </a> <strong> Zeitplan für Ökodesign und Energieverbrauchskennzeichnung für Heizgeräte und Warmwasserbereiter </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/zeitplan_fuer_oekodesign_und_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_und_warmwasserbereiter.png">Bild herunterladen</a> (145,27 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/dateien/zeitplan_fuer_oekodesign_und_energieverbrauchskennzeichnung_fuer_heizgeraete_und_warmwasserbereiter.pdf">Zeitplan als PDF-Datei</a> (36,33 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Hintergrund <p><strong>Umweltsituation:</strong> Fossile Energieträger wie Erdgas sind begrenzte Ressourcen, die bei der Verbrennung CO2- und Schadstoffmissionen verursachen. Auch die Gewinnung und der Transport von Erdgas führen zu Umweltbelastungen, vor allem durch Leckagen. Da das Treibhausgaspotenzial von Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, 25-mal höher ist als das von CO2, ist dies aus Sicht des Klimaschutzes besonders relevant. </p> <p><strong>Gesetzeslage:</strong> Das <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/index.html">Gebäudeenergiegesetz</a> schreibt vor, dass neue Heizungen mindestens 65 Prozent erneuerbare Energien nutzen müssen. Das gilt für Neubaugebiete ab dem 1.1.2024 und für alle anderen Häuser ab 1.7.2026 (in Gemeinden mit mehr als 100.000 Einwohnern) bzw. 1.7.2028. Muss eine Heizung ausgetauscht werden, greift eine Übergangsfrist von fünf Jahren. Gaskessel, die nach dem 1.1.2024 bis zum 1.7.2026/2028 installiert werden, müssen ab 2029 mit mindestens 15 Prozent Biomethan oder Wasserstoff beliefert werden; bis 2040 steigt der Anteil auf 60 Prozent – Achtung: Beide gelten nicht als zukunftsfähige Lösung, weil Wasserstoff derzeit noch nicht am Markt verfügbar ist und Biomethan ungefähr 60 % der Treibhausgasemissionen von Erdgas verursacht. Außerdem ist Biomethan begrenzt verfügbar, so dass mit starken Preissteigerungen zu rechnen ist. Nach dem 1.7.2026/2028 darf ein Gaskessel nur noch installiert werden, wenn er mit 65 Prozent Biomethan beliefert wird, wenn er Teil einer Wärmepumpen- oder Solarthermie-Hybridheizung ist, wenn er auf 100 % Wasserstoff umrüstbar ist und das Haus in einem Wasserstoffnetzausbaugebiet liegt, oder wenn das Haus in einem Wärmenetzausbaugebiet liegt und an ein Wärmenetz angeschlossen werden soll.</p> <p>Nach <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32013R0814">Verordnung (EU) Nr. 813/2013</a> liegen die Anforderungen an die Energieeffizienz für Neugeräte in einem Bereich, der nur noch durch Brennwerttechnik erreicht werden kann, außerdem werden die Luftschadstoffemissionen begrenzt. Die <a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:02013R0811-20170307">Verordnung (EU) Nr. 811/2013</a> macht die Energieverbrauchskennzeichnung auch für Heizgeräte verpflichtend. Hersteller geben die Kennwerte auf Grundlage von Prüfstandsmessungen an. Das <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/envkg_2012/index.html">Energieverbrauchskennzeichnungsgesetz</a> enthält die Vorschriften über die Kennzeichnung von Heizkesseln im Gebäudebestand. </p> <p>Die <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV)</a> enthält Grenzwerte für die Luftschadstoffemissionen und Abgasverluste von Heizkesseln. Sie begrenzt die Stickoxidemissionen. Dies weist der Hersteller nach. Schornsteinfeger*innen messen regelmäßig die Abgasverluste (außer bei Gas-Brennwertkesseln) und CO-Emissionen.</p> <p>Aufgrund des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/behg/BJNR272800019.html">Brennstoffemissionshandelsgesetzes (BEHG)</a> wird seit 2021 auch der Bereich der Wärmeerzeugung durch ein Emissionshandelssystem abgedeckt. Dadurch werden fossile Brennstoffe wie z.B. Erdgas in den nächsten Jahren stufenweise teurer und die insgesamt zulässigen Treibhausgasemissionen begrenzt. </p> <p>Weitere Informationen finden Sie auf unseren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Themenseiten:</p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/mehr-klimaschutz-einer-neuen-heizung">Mehr Klimaschutz mit einer neuen Heizung</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energiesparende-gebaeude">Energiesparende Gebäude</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energieverbrauchskennzeichnung/heizgeraete">Energieverbrauchskennzeichnung für Heizgeräte</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/wasserstoff-schluessel-im-kuenftigen-energiesystem">Wasserstoff – Schlüssel im künftigen Energiesystem</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/bioenergie">Bioenergie</a></li> <li><a href="https://www.dehst.de/DE/Home/home_node.html">Deutsche Emissionshandelsstelle</a> (DEHSt)</li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/konsum-produkte/gruene-produkte-marktzahlen/marktdaten-bereich-wohnen">Marktdaten: Bereich Wohnen</a> (Daten zur Umwelt)</li> </ul> </p><p>Informationen für...</p>
Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverlusten sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z.B. Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW-lnstandhaltung' abgeschätzt werden. Zudem sollen diesbezüglich neue, Kl-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen sollen sowohl ein modellprädiktiver als auch ein Kl-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Begleitung des Vorhabens, Praxisumsetzung und Wissenstransfer Im Rahmen dieses Teilvorhabens begleitet der AGFW die forschenden Verbundpartner und unterstützt die Umsetzungen der entwickelten Ansätze und Verfahren in der Praxis. Der Beitrag des Branchenverbands umfasst die Einbringung von zusätzlicher Messtechnik, die Durchführung von Messungen, die Begleitung bei der Dokumentation und die Veröffentlichung der Ergebnisse sowie die Verbreitung der Forschungsergebnisse in der Fernwärmebranche. Weiterhin prüft der AGFW eine Einbindung in eine bestehende Umgebung zur Verfügung und führt Veranstaltungen für die Zielgruppe durch.
Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverluste sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z.B.Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW-Instandhaltung' abgeschätzt werden. Zudem sollen diesbezüglich neue, KI-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen soll sowohl ein modellprädiktiver als auch ein KI-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Hard-/Softwaretechnische Umsetzung und Praxiserprobung Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden die von den forschenden Verbundpartnern entwickelten Ansätze und Verfahren zur Praxistauglichkeit gebracht und in realen Anlagen erprobt. Dies umfasst sowohl die Unterstützung der Verbundpartner bei den Entwicklungsarbeiten mit Expertenwissen zu Fernwärme- und Kältenetzen als auch die Bereitstellung von Netz- und Betriebsdaten, wie beispielsweise Messdaten zu Druck, Durchfluss oder Temperatur. Weiterhin muss die für den Betrieb der entwickelten Ansätze erforderliche Hard- und Softwareinfrastruktur geschaffen und bereitgestellt werden.
Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverluste sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z.B.Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW- Instandhaltung' abgeschätzt werden. Zudem sollen diesbezüglich neue, KI-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen soll sowohl ein modellprädiktiver als auch ein KI-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Physikalische Modellierung und Regelungsentwurf Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden bestehende Netzmodelle zur hydraulischen Simulation von Fernwärmenetzen um thermische Komponenten (Temperaturverläufe, Energieverluste) erweitert. Zudem wird das Simulationsmodell für die Verwendung im Rahmen modellprädiktiver Regelungen angepasst, welche ebenfalls in diesem Teilvorhaben entwickelt und implementiert werden soll. Neben dem modellprädiktiven Ansatz werden die vorhandenen Messdaten verwendet, um den KI-basierten Ansatz zu trainieren. Die beiden Ansätze sollen abschließend beim Projektpartner Stadtwerke München implementiert und ausgiebig getestet werden.
Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverluste sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z.B.Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW- Instandhaltung' abgeschätzt werden. Zudem sollen diesbezüglich neue, KI-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen soll sowohl ein modellprädiktiver als auch ein KI-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Physikalische Modellierung und Regelungsentwurf Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden bestehende Netzmodelle zur hydraulischen Simulation von Fernwärmenetzen um thermische Komponenten (Temperaturverläufe, Energieverluste) erweitert. Zudem wird das Simulationsmodell für die Verwendung im Rahmen modellprädiktiver Regelungen angepasst, welche ebenfalls in diesem Teilvorhaben entwickelt und implementiert werden soll. Neben dem modellprädiktiven Ansatz werden die vorhandenen Messdaten verwendet, um den KI-basierten Ansatz zu trainieren. Die beiden Ansätze sollen abschließend beim Projektpartner Stadtwerke München implementiert und ausgiebig getestet werden.
MISTRAL betrachtet die Abhängigkeiten zwischen verschiedenen organisatorischen Einheiten eines Unternehmens bei der Transformation thermischer, industrieller Energieversorgungssysteme. Dabei werden zeitlich veränderliche und unsichere Rahmenbedingungen sowie zeitlich gestaffelte Investitionsentscheidungen in einem modellgestützten Verfahren integriert. Der Fokus der Betrachtung liegt dabei auf Produktionsstandorten, welche sich durch thermische Netze auf verschiedenen Temperaturniveaus auszeichnen, die durch zentrale Energiewandler versorgt werden. Die Energie wird vom Energieeinkauf beschafft und anschließend durch interne Netzstrukturen verteilt. Die bereitgestellte Wärme/Kälte wird dann in den Produktionsprozess eingebracht oder innerhalb der Produktionsbetriebe weiter verteilt. Die Planung der Transformation ist komplex, da verschiedene Maßnahmen von unterschiedlichen Bereichen initiiert werden müssen. Einige Beispiele verdeutlichen dies: 1. Versorgungsbedingungen: Die Integration regenerativer Energieerzeuger erfordert eine Anpassung der Vorlauftemperaturen, was eine Synchronisation der Transformationspläne von Energieversorgung und Produktion nötig macht. 2. Abwärmenutzung: Zentrale Abwärmepotenziale, etwa aus der Drucklufterzeugung, beeinflussen konventionelle Erzeuger und führen zu netzübergreifenden Abhängigkeiten. 3. Veränderliche Netzstrukturen: Veränderungen in Temperaturanforderungen und Produktportfolio erfordern eine langfristige Betrachtung der Energiesystemtransformation im Kontext der Standort- und Produktstrategie. 4. Erneuerbare Prozesswärmeerzeugung: Elektrifizierung von Hochtemperatur-Prozesswärme erfordert eine Integration thermischer und elektrischer Infrastruktur. Konventionelle Planungsverfahren reichen für diese ganzheitliche Betrachtung nicht aus, daher werden Methoden des Operations Research und der mathematischen Optimierung eingesetzt.
MISTRAL betrachtet die Abhängigkeiten zwischen verschiedenen organisatorischen Einheiten eines Unternehmens bei der Transformation thermischer, industrieller Energieversorgungssysteme. Dabei werden zeitlich veränderliche und unsichere Rahmenbedingungen sowie zeitlich gestaffelte Investitionsentscheidungen in einem modellgestützten Verfahren integriert. Der Fokus der Betrachtung liegt dabei auf Produktionsstandorten, welche sich durch thermische Netze auf verschiedenen Temperaturniveaus aus auszeichnen, die durch zentrale Energiewandler versorgt werden. Die Energie wird vom Energieeinkauf beschafft und anschließend durch interne Netzstrukturen verteilt. Die bereitgestellte Wärme/Kälte wird dann in den Produktionsprozess eingebracht oder innerhalb der Produktionsbetriebe weiter verteilt. Die Planung der Transformation ist komplex, da verschiedene Maßnahmen von unterschiedlichen Bereichen initiiert werden müssen. Einige Beispiele verdeutlichen dies: 1. Versorgungsbedingungen: Die Integration regenerativer Energieerzeuger erfordert eine Anpassung der Vorlauftemperaturen, was eine Synchronisation der Transformationspläne von Energieversorgung und Produktion nötig macht. 2. Abwärmenutzung: Zentrale Abwärmepotenziale, etwa aus der Drucklufterzeugung, beeinflussen konventionelle Erzeuger und führen zu netzübergreifenden Abhängigkeiten. 3. Veränderliche Netzstrukturen: Veränderungen in Temperaturanforderungen und Produktportfolio erfordern eine langfristige Betrachtung der Energiesystemtransformation im Kontext der Standort- und Produktstrategie. 4. Erneuerbare Prozesswärmeerzeugung: Elektrifizierung von Hochtemperatur-Prozesswärme erfordert eine Integration thermischer und elektrischer Infrastruktur. Konventionelle Planungsverfahren reichen für diese ganzheitliche Betrachtung nicht aus, daher werden Methoden des Operations Research und der mathematischen Optimierung eingesetzt.
MISTRAL betrachtet die Abhängigkeiten zwischen verschiedenen organisatorischen Einheiten eines Unternehmens bei der Transformation thermischer, industrieller Energieversorgungssysteme. Dabei werden zeitlich veränderliche und unsichere Rahmenbedingungen sowie zeitlich gestaffelte Investitionsentscheidungen in einem modellgestützten Verfahren integriert. Der Fokus der Betrachtung liegt dabei auf Produktionsstandorten, welche sich durch thermische Netze auf verschiedenen Temperaturniveaus aus auszeichnen, die durch zentrale Energiewandler versorgt werden. Die Energie wird vom Energieeinkauf beschafft und anschließend durch interne Netzstrukturen verteilt. Die bereitgestellte Wärme/Kälte wird dann in den Produktionsprozess eingebracht oder innerhalb der Produktionsbetriebe weiter verteilt. Die Planung der Transformation ist komplex, da verschiedene Maßnahmen von unterschiedlichen Bereichen initiiert werden müssen. Einige Beispiele verdeutlichen dies: 1. Versorgungsbedingungen: Die Integration regenerativer Energieerzeuger erfordert eine Anpassung der Vorlauftemperaturen, was eine Synchronisation der Transformationspläne von Energieversorgung und Produktion nötig macht. 2. Abwärmenutzung: Zentrale Abwärmepotenziale, etwa aus der Drucklufterzeugung, beeinflussen konventionelle Erzeuger und führen zu netzübergreifenden Abhängigkeiten. 3. Veränderliche Netzstrukturen: Veränderungen in Temperaturanforderungen und Produktportfolio erfordern eine langfristige Betrachtung der Energiesystemtransformation im Kontext der Standort- und Produktstrategie. 4. Erneuerbare Prozesswärmeerzeugung: Elektrifizierung von Hochtemperatur-Prozesswärme erfordert eine Integration thermischer und elektrischer Infrastruktur. Konventionelle Planungsverfahren reichen für diese ganzheitliche Betrachtung nicht aus, daher werden Methoden des Operations Research und der mathematischen Optimierung eingesetzt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 80 |
| Europa | 3 |
| Land | 9 |
| Weitere | 7 |
| Wissenschaft | 26 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 66 |
| Text | 29 |
| unbekannt | 7 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 25 |
| Offen | 74 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 93 |
| Englisch | 24 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 8 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 13 |
| Keine | 72 |
| Webseite | 27 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 55 |
| Lebewesen und Lebensräume | 102 |
| Luft | 34 |
| Mensch und Umwelt | 101 |
| Wasser | 46 |
| Weitere | 99 |