Mit dem Förderaufruf „Urban Arena Seasonal Heat Storage“ im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) starten neue Forschungsaktivitäten zur Transformation der Wärmeversorgung. Ziel von Urban Arena ist, Wärmeversorger, Kommunen und Wissenschaft enger zu vernetzen und innovative Lösungen für die Integration saisonaler Wärmespeicher in bestehende und zukünftige Wärmenetze zu entwickeln.
HIR Hamburg Institut Research, das Forschungsunternehmen von HIC Consulting, ist im Rahmen dieser Initiative an zwei sogenannten Mikroprojekten beteiligt. Sie sind Teil des Förderschwerpunkts „Wärme- und Kältenetze, Wärme- und Kältespeicher“ und adressieren zentrale Fragestellungen rund um die Implementierung großskaliger Wärmespeicher in kommunale Versorgungssysteme.
Bad Oldesloe: Wirtschaftlichkeit und Flächeneffizienz von Großwärmespeichern
Im Mikroprojekt HOPE-DH (Holistic Optimization of PTES for Evolving District Heating) mit den Stadtwerken Bad Oldesloe liegt der Fokus auf einer wirtschaftlich fundierten und übertragbaren Bewertung von Großwärmespeichern (PTES) im Rahmen der Wärmewende. Untersucht werden insbesondere drei Schwerpunkte: die ganzheitliche Transformationsplanung, die Erlösstruktur von Erdbeckenspeichern sowie die Minimierung von Flächenversiegelung.
Konkret geht es etwa um die Frage, wie Kommunen belastbare Investitionsentscheidungen für oder gegen einen Speicher treffen können, welche Effizienz- und Ertragsgewinne durch saisonale Verschiebung und flexible Betriebsweisen entstehen und wie sich technische Wirkzusammenhänge – etwa Mindestzyklenzahlen – quantifizieren und monetarisieren lassen. Parallel wird analysiert, wie sich die Flächeninanspruchnahme solcher Anlagen reduzieren lässt. „Unser Ziel ist, belastbare Entscheidungsgrundlagen zu schaffen und daraus möglichst allgemeingültige Zusammenhänge für den Einsatz von PTES abzuleiten“, sagt Projektleiter Dr. Nikolai Strodel.
Bad Salzuflen: Systemintegration von Wärmespeichern zwischen Technik, Kosten und Akzeptanz
Parallel dazu analysieren wir im Mikroprojekt FAIR-HEAT (Future Affordable Integrated Renewable Heat Storage) gemeinsam mit den Stadtwerken Bad Salzuflen die Integration eines Erdbeckenspeichers in ein wachsendes Fernwärmenetz. Im Mittelpunkt stehen die technische Machbarkeit und Systemintegration – untersucht in diesen vier Forschungsschwerpunkten: die preisdämpfende Wirkung von PTES, technische Zwänge (insbesondere hydraulische Limitationen), Flächenkonkurrenz zwischen verschiedenen Erzeugungstechnologien sowie Fragen der Sozialverträglichkeit.
Betrachtet wird unter anderem, ob sich trotz hoher Anfangsinvestitionen langfristig stabile und bezahlbare Wärmepreise erzielen lassen, wie Standortwahl und Dimensionierung des Speichers unter Berücksichtigung hydraulischer Randbedingungen optimiert werden können und wie begrenzte Flächen zwischen Technologien wie Solarthermie, Photovoltaik, Wärmepumpen oder KWK sinnvoll priorisiert werden. Mithilfe von Energiesystem- und Netzsimulationen wird zudem die optimale Kombination aus Speicher und Erzeugern im zukünftigen Fernwärmenetzverbund ermittelt. „Wir betrachten den PTES im Gesamtsystem und wollen zeigen, wie sich technische Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und sozialverträgliche Wärmepreise zusammenbringen lassen“, so Projektleiterin Kristina Schumacher.
Mit der Beteiligung an beiden Projekten bringt HIR Hamburg Institut Research gGmbH seine Expertise in der strategischen und techno-ökonomischen Bewertung von Wärmenetzen und Speicherlösungen ein und unterstützt Kommunen und Versorger auf dem Weg zu einer nachhaltigen Wärmeversorgung.
