Der Waran liebt es warm. Insofern ist die Echse ein passender Pate für das WARAN-Forschungsprojekt, für das sich sieben Partner zusammengetan haben. (Bild: shreyanshsingh10 / Pixabay)
WARAN: Transparenz für Nah- und Fernwärmenetze auf iMSys-Basis
Während die Digitalisierung im Stromsektor bereits an Fahrt aufgenommen hat, fährt die Wärmewelt noch auf Sicht. Es fehlt an Transparenz in Nah- und Fernwärmenetzen, Steuerungsmöglichkeiten zur Flexibilisierung sowie der integrierten Gesamtsicht auf Strom und Wärme. Im Rahmen des Forschungsprojekts WARAN streben EWE NETZ, BTC, wesernetz Bremen, swb Erzeugung, be.storaged, SWR AG, die FfE und PPC an, diese Themen der kommunalen Wärmeversorgung bei der Sektorkopplung und Digitalisierung durch eine einheitliche und standardisierte iMSys-Infrastruktur voranzutreiben.
Der Rollout intelligenter Messsysteme hat endlich Fahrt aufgenommen. Die Technik hat sich bewährt, neue Prozesse haben sich etabliert, Hürden wurden identifiziert und abgebaut. Allerdings profitiert von dieser Entwicklung im Infrastrukturausbau aktuell fast ausschließlich der Stromsektor. Für die kommunale Wärmeplanung und deren Umsetzung sind die Sektorenkopplung und eine flexible Energienutzung bei der Nah-/Fernwärme jedoch von herausragender Bedeutung. Dieser Bereich gilt aktuell als weitgehend nicht digitalisiert, obwohl die Wärmeerzeugung in Deutschland über 50% des Endenergieverbrauchs ausmacht. Dabei bietet die integrierte Optimierung von Wärmenetzen und Gebäuden herausragende Potentiale für Flexibilitäten und Effizienz, die entsprechenden Steuerungsmöglichkeiten vorausgesetzt. Der Bedarf ist hoch. Mit dem Rückgang der Kohle-KWK werden neue Erzeugungsstruktur wie z.B. Groß-Wärmepumpen für die Fernwärme benötigt, die einen erheblich größeren Flexibilisierungsbedarf aufweisen und mehr Steuerung auf Kundenebene erfordern.
Digitalisierung der Wärmewelt nachziehen
Ein Umstand, dem sich das nun gestartete Projekt WARAN im Zuge des DigENet II-Förderaufrufs widmen will und wird. Der Name gibt das Ziel bereits schon aus – “Wärme anbinden und netzdienlich nutzen”. Die versammelten Partner BTC, FfE, EWE NETZ, be.storaged, swb Erzeugung, wesernetz Bremen und PPC aus den Bereichen Messstellenbetrieb, Wärmenetzbetrieb, Erzeugung, Aggregation, Forschung sowie Hardwarehersteller und Systemdienstleister verfolgen dazu das Ziel, die gesamte iMSys-Infrastruktur zur Integration von Strom-zu-Wärme-Anlagen und für die Steuerung von Hausstationen im Bereich Fern-/Nahwärmenetze zu entwickeln und in Feldtests zu erproben. Damit wird nicht nur die Grundlage gelegt, um die notwendige . Sondern durch Sektorkopplung sowie die integrierte Optimierung der Wärmebereitstellung und Nutzung den Weg zum klimaneutralen Heizen und damit zu einem wirksamen Hebel zum Erreichen der Klimaziele zu ebnen.
Wie der Stromsektor wird die Wärmewelt transparent und steuerbar
Die grundsätzliche Notwendigkeit zur Digitalisierung des Wärmesektors hat sich zuletzt bereits in regulatorischen Anpassungen widergespiegelt, ob im GNDEW, der FFVAV oder den Eckpunkten des gerade verabschiedeten §14a EnWG der BNetzA. Darüber hinaus stellt das Gebäudeenergiegesetz (GEG) in Kombination mit dem Gesetz zur Wärmeplanung die Weichen für eine klimaneutrale Wärmeversorgung. Damit soll erreicht werden, dass im Wärmesektor konsequent auf erneuerbare Energien gesetzt wird und somit die ambitionierten Ziele bei der Dekarbonisierung erreicht werden können. Wärmepumpen und die Transformation von Wärmenetzen sowie deren Ausbau übernehmen hierfür eine tragende Rolle. WARAN greift damit die dynamischen Entwicklungen in der Regulatorik auf, um Weiterentwicklungen bei Systemen und Prozessen zu strukturieren. Äquivalent zum Stromsektor wird auch die Wärmewelt transparent und steuerbar. Netz- und Messstellenbetreiber sowie Wärmenetzbetreiber können gezielter beobachten, schalten, flexibilisieren und optimieren.
Weg führt über den CLS-Kanal des Smart Meter Gateways
Konkretes Ziel ist einerseits die Anbindung und Steuerung von Strom-zu-Wärme-Anlagen, wie beispielsweise Wärmepumpen an die sich gerade im Aufbau befindliche iMSys-Infrastruktur für netz-, markt- und systemdienliche Zwecke und anderseits die optimierte Anbindung von Wärmenetzen mittels Übergabestationen an Gebäude zur Erschließung von Flexibilitätspotentialen. Dabei führt der Weg über den CLS-Kommunikationskanal des Smart Meter Gateways. Es müssen die (Heim)Energiemanagementsysteme (HEMS) und Gatewayadministration (GWA) sowie externe Marktteilnehmer (EMT), virtuelle Kraftwerke und Messstellenbetreiber in ihren Prozessen an- und eingebunden werden. Die Ergebnisse werden nach einer Laborphase in einem anschließenden Reallabor erprobt. Abschließend werden die Weiterentwicklungen über die einheitliche iMSys-Infrastruktur in Kombination mit Strom-zu-Wärmeanlagen und Wärmenetze zusammengeführt und als gesamtheitliche Sektorkopplung betrachtet.
Darüber hinaus bildet die Nutzung der Flexibilität von Wärmenetzen und Strom-zu-Wärmeanlagen den Ausgangspunkt für die Entwicklung zukünftiger Mehrwertdienste auf der iMSys-Infrastruktur. Das Konsortium wird dafür regulatorische und kommerzielle Fragestellungen identifizieren und Lösungsoptionen in Zusammenarbeit mit Gremien- und Standardisierungspartnern aus Wirtschaft und Forschung erarbeiten, um diese in zukünftigen Roadmaps direkt mit einzuplanen. Die Konzeptionen und Feldversuche WARANs fließen damit unmittelbar zurück in die Weiterentwicklung des technischen und regulatorischen Rahmens.
Komplexe Ketten erfordern kompetente Partner
Um ein so umfangreiches Projekt in der Wärmewirtschaft erfolgreich umzusetzen, ist es unerlässlich, engagierte und erfahrene Partnerunternehmen für alle wesentlichen Aspekte einzubeziehen. EWE NETZ bringt ihre Expertise als Messstellen- und Netzbetreiber ein und stellt zudem die Feldtestumgebung für die Integration von Strom-zu-Wärmeanlagen in die Niederspannungsnetze. wesernetz und swb Erzeugung stellen mit ihren Fernwärmenetzen und dem Hybridregelkraftwerk (HyRek) nicht nur eine Feldtestumgebung. Sie bringen darüber hinaus das nötige Know-How zu Sektorenkopplung zwischen Strom und Wärme und zum Betrieb von Wärmenetzen in das Projekt ein, welches zur Anbindung an die iMSys-Infrastruktur mitentscheidend ist. Die Oldenburger be.storaged zeigt sich für die Mehrwertdienstentwicklung sowie die lokale Optimierung durch das HEMS verantwortlich. Die SWR AG bringt als assoziierter Partner ihr technisches Knowhow aus Netz- und Messstellenbetrieb für Labor- und Feldtests ein. Die BTC wird als Bereitsteller des Virtuellen Kraftwerks (VPP) und als Systemanbieter für GWA-, sowie EMT-System für Labor und Feldtest eng mit dem Konsortialführer PPC zusammenarbeiten. Fokus wird hier die Weiterentwicklung der CLS-Systemeinheiten unter den speziellen Anforderungen des Wärmesektors sein. Die FfE wird die wissenschaftliche Begleitung über das Projekt hinweg übernehmen und die zu erprobenden Anwendungsfälle federführend mit erarbeiten.
Über wesernetz Bremen GmbH
Die wesernetz Bremen GmbH ist ein Verteilnetzbetreiber im Nordwesten Deutschlands. In den Regionen Bremen und Bremerhaven sorgen wir rund um die Uhr für eine sichere Energieversorgung von Städten, Gemeinden, Industrie, Gewerbe und Haushalten. Zu unseren Kernaufgaben gehören der Transport und die Verteilung von Strom, Gas, Fernwärme und Trinkwasser. Neben der Betriebsführung, Instandhaltung, Wartung und Ausbau der Fernwärmenetze sorgen wir auch für den Messstellenbetrieb von über 60.000 abrechnungsrelevanten Zählern in der Fernwärme.
www.wesernetz.de
Über be.storaged
be.storaged, ein 2017 gegründetes Tochterunternehmen der EWE AG, stellt für Kunden und Partner innovative und effiziente Energiespeicher- bzw. Energiemanagementlösungen zur Verfügung. Diese bieten sowohl technisch als auch ökonomisch nachhaltige Lösungen zur intelligenten Energienutzung. Mit inzwischen über 80 Mitarbeitenden in den Bereichen Projektierung, Realisierung, Softwareentwicklung, Betrieb und Stromhandel kombiniert be.storaged Energietechnik mit Energiewirtschaft und kann so optimal abgestimmte Angebote aus Technik, Software, Betrieb und Vermarktung anbieten. Das alles hat ein Ziel: Eine vollständig regenerative, effiziente und resiliente Energieversorgung auf Basis dezentraler Energiemanagementlösungen und Batteriespeicher für die Zukunft.
www.be-storaged.de
Über die FfE
Die FfE besteht aus einer seit über 70 Jahren bundesweit anerkannten Forschungsstelle sowie einer Forschungsgesellschaft mbH. Ein Team erfahrener und praxisorientierter Mitarbeiter: innen beschäftigt sich mit aktuellen Fragestellungen der Energietechnik und Energiewirtschaft. Ein erklärtes satzungsgemäßes Ziel der FfE ist die Aus- und Weiterbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Daher ist ein junges und interdisziplinäres Team der Fachrichtungen Maschinenbau, Elektrotechnik, Physik, Geographie, Umwelttechnik, Wirtschaftswissenschaften, Politikwissenschaften und Bauingenieurwesen unter erfahrener Anleitung mit der Projektbearbeitung betraut. Durch eine enge Zusammenarbeit mit unserem Netzwerk aus der Praxis und unserer über 70-jährigen Forschungserfahrung können wir daher wissenschaftsbasierte Beratungsleistungen und Gutachten auf höchstem Niveau anbieten. Wir zeigen auf, welche Chancen sich aus der notwendigen Transformation für Gesellschaft und Unternehmen ergeben und erstellen dafür unabhängige, wissenschaftsbasierte Entscheidungsgrundlagen.
www.ffe.de
Über die Stadtwerke Rostock
Die Stadtwerke Rostock AG bietet eine umweltschonende, sichere und zukunftsfähige Erzeugung und Versorgung mit Energie. Sie ist Treiber der Energiewende vor Ort und ein moderner sowie kompetenter Dienstleister für Rostock und die Küstenregion mit etwa 700 Mitarbeitenden. Zusammen mit der Stadtwerke Rostock Netzgesellschaft betreibt sie Strom-, Gas- und Fernwärmenetze in der Region Rostock. Außerdem bieten die Stadtwerke regionale, zukunftssichere Kommunikationslösungen auf Basis von Glasfaserinfrastruktur in Rostock und der Küstenregion an. Die Stadtwerke schaffen innovative Lösungen zur Realisierung von Smart City-Projekten, nachhaltigen Mobilitätskonzepten und sind kompetenter Partner für smarte Technologien sowie Dienstleistungen im urbanen Raum. Erfolgreiches Wirtschaften und die nachhaltige Entwicklung der Umwelt stehen dabei in einem engen Zusammenhang. So ist das Energiesystem der Zukunft der Stadtwerke Rostock klimaschonend, effizient und sicher.
www.swrag.de
Über EWE Netz
EWE NETZ betreibt ein umfangreiches Strom- und Erdgasnetz im Ems-Weser-Elbe-Gebiet und Erdgasnetze in Brandenburg, Rügen und Nordvorpommern. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Oldenburg ist auch Eigentümer dieser Netze. Zu seinen Aufgaben zählen die Betriebsführung, Instandhaltung, Wartung und Ausbau der Netzinfrastruktur sowie der Messstellenbetrieb von über einer Million abrechnungsrelevanten Zählern. Darüber hinaus wird ein weit verzweigtes Kommunikationsnetz zur Steuerung und Überwachung der Energienetze betrieben. Unsere Infrastruktur zeichnet sich durch hohe technische Qualität, Versorgungssicherheit und wirtschaftlich effizienten Betrieb aus.
www.ewe-netz.de
Über swb Erzeugung AG & Co. KG
Die swb Erzeugung AG & Co. KG ist in der swb-Gruppe für die Strom- und Wärmeerzeugung verantwortlich. Dazu betreibt sie in Bremen an den Standorten Hafen, Hastedt und Mittelsbüren Kraftwerke auf der Basis von Steinkohle, Erd- und Gichtgas. Darüber hinaus betreibt die swb regenerative Energieerzeugung aus Wind, Biomasse, Wasserkraft und Sonnenenergie. Seit 2019 betreibt die swb Erzeugung auch das hier vorgestellte Hybridregelkraftwerk (HyRek). Die swb AG erzielte 2014 mit insgesamt 2.349 Mitarbeitern einen Umsatz von 1.458,4 Millionen Euro und machte dabei einen Gewinn von 6,5 Millionen Euro.
www.swb.de
Über BTC Business Technology Consulting AG (BTC)
BTC ist eines der führenden IT-Beratungsunternehmen für energiewirtschaftliche Unternehmen in Deutschland und darüber hinaus. Wir versorgen über 150 Kunden aus den Marktrollen der Netzbetreiber, Energieversorger/-lieferanten, Messstellenbetreiber, Ferngas- und Übertragungsnetzbetreiber, Plattformen (wie z.B. PRISMA, Trading Hub Europe) und wachsende Akteure im Umfeld der regenerativen Energien.
www.btc-ag.com
Über PPC
Die Power Plus Communications AG (PPC) ist führender Anbieter von zertifizierten Smart Meter Gateways und Kommunikationstechnik für die Digitalisierung der Energiewende. Das Smart Meter Gateway bietet höchsten Datenschutz und -sicherheit im Smart Metering und Smart Grid. Als Pionier der BPL-Technologie und Vorreiter bei M2M-Mobilfunklösungen verfügt PPC über herausragende Erfahrung und Kompetenz im Energie- und Telekommunikationsbereich. Das Technologieunternehmen mit Sitz in Mannheim wurde bereits vielfach für seine Innovationskraft ausgezeichnet und ist führender Partner vieler Energieversorger und Kommunikationsnetzbetreiber. Im Einzelnen bietet PPC:
– Zertifizierte Smart Meter Gateways mit integrierten WAN-Technologien (LTE, LTE450, Breitband-Powerline, Ethernet)
– Breitband-Powerline-Systeme für die Datenübertragung in Niederspannungsnetzen
– Lösungen für Mehrwertdienste basierend auf CLS
– Leistungsfähige Netzwerk-Management-Systeme
– Langjährige Erfahrung im Aufbau und Betrieb von Informations- und Kommunikationsnetzen sowie
– Schulungen und Support rund um das intelligente Messsystem
www.ppc-ag.de
