Projekt "SmartBioGrid"

Optionen zum Einsatz von fester Biomasse in dekarbonisierten Wärmenetzen

Projektleitung und -koordination:	Dr. rer. nat. Peter Stange
Finanzierung:	BMWK (FKZ 03KB159B)
Verbundprojekt-Partner: .	DBFZ – Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH BIT - Biomasse Institut, Hochschule Ansbach
Laufzeit:	09/2019 - 12/2022
Kontakt:

Neue Software: Optimierungsframework flixOpt

Schlussbericht

Kurzbeschreibung

Ausgangspunkt
Zum Erreichen der Klimaschutzziele bis 2030/ 2050 wird auch der Sektor der Wärmeversorgung einen Wandel von fossilen hin zu regenerativen Energieträgern vollziehen müssen. Neben dezentralen Versorgungsanlagen für einzelne Wohneinheiten und Gebäude betrifft das auch Nah- und Fernwärmenetze. Laut AGFW (Schmitz K; Müller U (2017): AGFW Hauptbericht 2016. Energiewirtschaft und Politik.) sind mehr als 83 % des in Heizwerken und Heizkraftwerken eingesetzten Brennstoffs fossilen Ursprungs und verantwortlich für etwa 28 Mio. t CO₂-Emissionen pro Jahr. Das bedeutet für bestehende Netze, dass die derzeit eingesetzten fossilen Wärmeerzeuger mittelfristig nicht mehr zur Verfügung stehen. Für die Dekarbonisierung der Wärmeerzeugung gibt es eine Vielzahl von technischen Lösungen, die sich in verschiedenen Leistungen und Konfigurationen kombinieren lassen und darüber hinaus durch die Anforderungen der Abnehmer und des vorhandenen Wärmenetzes beeinflusst werden.

Gesamtziel
Ziel der zu erarbeitenden Studie ist es, die Transformation von fossil betriebenen hin zu mit erneuerbarer Energie versorgten Wärmenetzen zu untersuchen und dabei speziell die Rolle der Bioenergie in zukünftigen Wärmeversorgungsstrukturen herauszuarbeiten. Die Entwicklung eines kostenfreien Optimierungstools für die Unterstützung bei der Bewertung und der Auswahl geeigneter Transformationsstrategien ist ein zentraler Aspekt des Vorhabens. Das Programm soll auf Basis von Nutzervorgaben selbstständig die optimale Erzeugerstruktur und Betriebsstrategie ermitteln. Die zentrale Entwicklung der Software wird durch eine umfassende Analyse des erforderlichen Pre- und Post-Processings flankiert. Dadurch sollen dem Anwender detaillierte Hilfestellungen sowohl für die vorbereitenden Analysen der möglichen technischen und rechtlichen Anpassungen als auch für die abschließende Bewertung der Ergebnisse gegeben werden. Die hierfür entwickelten Hilfsmittel und Programme werden allen Anwendern nach Projektabschluss kostenfrei zur Verfügung gestellt. Grundlegende Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen an die Politik werden abgeleitet und erläutert.

Veröffentlichungen

Schlussbericht

Felix Panitz, Peter Stange
Investment optimization for district heating supply systems
Poster und Conference Paper, ISES and IEA SHC International Conference on Solar Energy for Buildings and Industry, Eurosun 2022, Kassel, Oktober 2022

Peter Stange
FlixOpt: Optimierungsframework zur Einsatzplanung und Dimensionierung von Erzeugerparks
AGFW: Software & Tools für Fernwärmeanwendungen, https://www.fernwaerme-digital.de/software-tools, März 2023

Poster zum 32. Symposium Solarthermie und innovative Wärmesysteme 2022 im Kloster Banz

Optimierungsframework: flixOpt

Zur Projektübersicht