Wir haben uns mit Joseph Jebamalai zusammengesetzt, um über seine Erfahrungen bei der Untersuchung von Fernwärmenetzen zu sprechen und zu erfahren, welche Erkenntnisse er mit der Branche teilen kann.
Nach meinem Studium in Indien, meinem Geburtsland, sowie in Schweden und Deutschland kam ich für meine Doktorarbeit über Fernwärmesysteme nach Belgien. Ich beschloss, die Planung von Fernwärme- und Fernkältenetzen der vierten Generation zu untersuchen.
Die vierte Generation bedeutet niedrigere Temperaturen im Netz, etwa 50 Grad im Gegensatz zu 70 bis 100 Grad Celsius bei älteren Generationen. Sie führt auch eine Kombination von Heizung und Kühlung ein und ermöglicht die Nutzung verschiedener dezentraler Wärmequellen in einem Netz. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein Ringnetz einzubinden, d. h. ein Gebäude kann ein anderes mit Wärme versorgen und innerhalb desselben Netzes gekühlt werden.
So bin ich auf Folgendes gestoßen Comsof HeatDie entwickelte Software automatisiert und beschleunigt die Planung von Heizungsnetzen. Sie ist für mich von großem Nutzen, da ich Variablen wie Rohrdimensionierung, Speicher und mögliche Kombinationen optimieren möchte. Dies erfordert normalerweise viel Zeit und Mühe, wenn man es manuell macht.
Das erste Kapitel erklärt also, wie die Comsof Heat Software funktioniert. Wie man den Energieverbrauch im Netz nutzt, um zum Beispiel den Spitzenbedarf zu berechnen. Wie die Software die Netzplanung automatisiert und welchen Mehrwert sie im Vergleich zu manuellen Zeichnungen und Berechnungen bietet.
Das zweite Kapitel ist eine Fallstudie über die niederländische Stadt Nijmegen. Ich habe Entwürfe für etwa 2300 Gebäude erstellt. Wir analysierten mehrere Parameter, wie Druckpegel, Größe der Umspannwerke und verschiedene Nachfrageszenarien.
Letzteres ist eine wichtige Variable, da davon ausgegangen wird, dass der Wärmebedarf bis 2050 aufgrund einer effizienteren Isolierung um die Hälfte sinken wird. Das bedeutet, dass der Bedarf einiger kleinerer Gebäude drastisch sinken wird. Ihr Anschluss an dieses Netz wäre nicht mehr wirtschaftlich, so dass wir sie mitsamt allen Anschlusskosten aus dem Netz ausschließen können. Als Alternative kann eine Wärmepumpe oder ein zusätzlicher Heizkessel installiert werden.
Eine der größten Herausforderungen beim Aufbau eines Fernwärmenetzes besteht darin, dass der Wärmebedarf in den kommenden Jahren deutlich sinken wird. Die Kosten für die Errichtung werden jedoch nicht sinken. Deshalb müssen Unternehmen und Gemeinden bei der Erstellung ihres Business Case wachsam sein.
Die Baukosten, wie z. B. das Ausheben von Gräben, belasten das Budget bei weitem am meisten. Wenn diese Kosten also vermieden oder minimiert werden können, verbessert sich der Business Case. Netzautomatisierungssoftware ist ein guter Anfang. Und wenn man die Arbeiten mit anderen Versorgungsunternehmen wie Gas und Abwasser kombiniert, kann man zusätzlich sparen. Darüber hinaus sind dichte städtische Gebiete am interessantesten, da die Nachfrage hoch und die Grabenabstände gering sind.
Mein nächster Beitrag wird sich mit der Energiespeicherung im Netz befassen. Wie groß ist der Kostenunterschied zwischen zentraler und dezentraler Speicherung? Ich vergleiche z. B. einen großen zentralen Wassertank mit kleineren lokalen Wassertanks in der Nähe von Privathäusern. Oder was ist der Unterschied zwischen einer Speicherung innerhalb oder außerhalb des Netzes. Und haben diese Variablen einen Einfluss auf die Dimensionierung der Rohre? Im Moment arbeite ich an mehreren Szenarien.
Ich plane auch einen Artikel über die Implementierung mehrerer Wärmequellen in einem Netz. Und ich werde an einer Veröffentlichung arbeiten, in der die Kombination von Heizung und Kühlung in einem Netz erörtert wird.
Die Einführung all dieser Technologien schreitet rasch voran. Es gibt viele Pilotprojekte in ganz Europa. Auch die Fernwärmenetze der fünften Generation rücken näher, wenn die Temperaturen auf 30 Grad Celsius sinken.
Es ist anregend, Kollegen mit unterschiedlichem Hintergrund zu haben, z. B. Ingenieure, Mathematiker und eher kaufmännische Profile. Daraus ergeben sich viele interessante Diskussionen über die Softwareentwicklung. Wir haben auch viele Kontakte zu Industriepartnern, die uns wertvolle Einblicke aus ihrer Perspektive geben. Dies führt zu einer sehr dynamischen Atmosphäre, die im Vergleich zu den Universitäten, an denen ich studiert habe, viel dynamischer ist.
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Ein automatisiertes GIS-gestütztes Planungs- und Auslegungsinstrument für Fernwärme: Szenarien für eine niederländische Stadt.
Siehe die Studie auf ScienceDirect >>>
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