Werkzeuge für eine nachhaltige Wärmeversorgung

Wärme ist die halbe Energiewende. Sowohl die Heizung in Wohngebäuden als auch die industrielle Prozesswärme gilt es nachhaltig aufzustellen. Auf der E-world in Essen zeigt das Fraunhofer IEG seine Entwicklungen für die klimaneutralen Energiesysteme der Zukunft. Etwa Planungs- und Simulationswerkzeuge als Basis einer Sektor-überschreitenden Energieversorgung in Quartieren mit denen Kommunen, Gesellschaften und Quartiersplanende leichter Technologien Maßschneidern können. Und Hochtemperatur-Wärmepumpen, die den Temperaturbereich bis 200 Grad Celsius für Industrieprozesse nachhaltig erschließen sollen. (Halle 5, Stand 426)

In der zweiten Phase der Energiewende kommt der engmaschigen Verknüpfung der verschiedenen Energiesektoren eine zunehmende Bedeutung zu – insbesondere vor Ort in Wohn- und Gewerbegebieten. Damit die Sektorkopplung in Gebäuden und Quartieren gelingt, braucht es umfassende Modelle und moderne Werkzeuge für die Planung und den Betrieb. Der ODH District Planner ist solch ein Werkzeug und erleichtert die integrierte Quartiersplanung. Es ist das zentrale Tool einer Toollandschaft für Stadtentwicklerinnen und Stadtplaner. Als digitales Planungsinstrument erleichtert es die projektübergreifende Wiederverwertbarkeit von Daten und Ergebnissen und hilft so, Informationen zwischen Teams und in Folgeprojekte zu transferieren.

Hands on am Messestand

Im ODH District Planner können Nutzer*innen eine deutschlandweit beliebige Gruppe von Bestandsgebäuden in Open Street Map auswählen. Die Strom- und Wärmebedarfe sowie das Photovoltaik-Potenzial im ausgewählten Areal berechnet das Tool daraufhin im Hintergrund. Im nächsten Schritt simuliert es verschiedene Versorgungsszenarien. Datenlücken schließen sich währenddessen über ein sogenanntes Enhancing (automatische Datenanreicherung). Mit wenigen Schritten erzeugen Nutzer*innen auf die beschriebene Weise die wichtigsten Planungsgrundlagen für ein beliebiges Quartier. Der ODH District Planner vereint somit die Aufbereitung öffentlich zugänglicher Daten mit der für die Quartierplanung notwendigen Bedarfs- und Potenzialentwicklung. Fraunhofer IEG und seine Partner haben den ODH District Planner im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts ODH@Jülich (Open District Hub @ Jülich) entwickelt. Die im Projekt entwickelte Software basiert auf existierenden Open Source Quellen und wird als Open Source Tool zur Verfügung gestellt.

Das Fraunhofer IEG bietet für interessierte Kommunen, kommunale Gesellschaften und Quartiersplanende die Nutzung des ODH District Planners an. Während der Messe kann er am Stand 426 in Halle 5 als Exponat von Besucher*innen unter Anleitung der Wissenschaftler*innen getestet werden. Die Exponate des Fraunhofer IEG und des am Fraunhofer IESE entwickelten ODH-Ökosystem werden an diesem Gemeinschaftsstand interaktiv und gemeinsam demonstriert.

Große Prüfstände für große Wärmepumpen

Fraunhofer IEG berät auch produzierende Gewerbe und den Fernwärmesektor bei der Transformation hin zu CO2-Neutralität und kooperiert mit der Industrie bei der Entwicklung der notwendigen Technologie. Die Forschenden entwickeln Hochtemperatur-Wärmepumpen und andere thermale Kreisläufe für die Industrie in Simulation und Experiment. Sie beantworten am Stand Fragen in den Bereichen Fluidmaschinen- und Anlagenbau, thermische Energietechnik, elektrische Energietechnik und Wasserstoff-Prozesstechnik. An den Standorten des Fraunhofer IEG stehen auch umfassende Infrastrukturen und Prüfstände bereit.

Den Bestand nachhaltig machen

Wärmenetze werden die Treiber der Wärmewende, denn Sie können viele Verbraucher auf einen Schlag nachhaltig versorgen. Fraunhofer IEG berät Fernwärmebetreiber bei Transformation und Dekarbonisierung ihrer Bestandswärmenetze. Im Neubaubereich kommen Versorgungsysteme auf der Grundlage »kalter« Fern- und Nahwärme- sowie bidirektionaler Netze zum Einsatz. Ein Augenmerk liegt auf der Integration und Kombination von regenerativen Wärme- und Kältequellen sowie von Kurz- und Langzeitspeichern und auf die optimale Einbindung thermodynamischer Wandler.

Wärme kommt von unten

Wärme fließt kontinuierlich aus dem Erdinnern. Die Erdwärme konsequent zu nutzen, würde Deutschlands aktuellen Wärmebedarf leicht decken. Oberflächennahe und Tiefe Geothermie, Grubenwasser und Wärmespeicher können Kompetenzen aus dem Bergbau für die Energiewende umnutzen. Fraunhofer IEG entwickelt innovative Lösungen für unter- und obertägige Gewinnungs- und Speichersysteme sowie deren Kopplung an lokale bis kommunale Versorgungsinfrastrukturen.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.