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Integrierte Wärmeplanung am Beispiel Hamburg Süd
Publikationstyp
Conference Presentation
Date Issued
2025-09-10
Sprache
German
Citation
3. Konferenz der Norddeutschen Wärmeforschung 2025
Contribution to Conference
Publisher DOI
Die Wärmeversorgung in Deutschland muss in den nächsten Jahren dekarbonisiert werden. Dafür kommen verschiedene Technologien in Frage. Insbesondere Wärmenetze und Wärmepumpen werden immer wieder als Technologien genannt. Der Ausbau dieser Technologien ist jedoch mit erheblichen Investitionen verbunden. Das gleiche gilt für den Ausbau anderer Technologien wie Wasserstoff. Aus Sicht einer Kommune oder eines Energienetzbetreibers ist es daher sinnvoll, den Ausbau der verschiedenen Technologien zu koordinieren und gegeneinander abzuwägen.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Gebiet in Zonen einzuteilen und für jede Zone zu entscheiden, mit welcher Tech-nologie diese Zone optimal versorgt werden sollte. Die Zonen inklusive der aggregierten elektrischen Leis-tung aller Gebäude in der jeweiligen Zone sind in Abb. 1 dargestellt. Dabei wird auch untersucht, ob es sinn-voll sein kann, eine Zone mit mehreren Technologien zu versorgen. Durch eine Sensitivitätsanalyse wird auch der Einfluss externer Faktoren wie Investitions- und Brennstoffpreise auf das Ergebnis der Optimierung un-tersucht.
Als Fallbeispiel wurde aufgrund der guten Datenlage ein Gebiet im Süden Hamburgs mit mehr als 40.000 Gebäuden ausgewählt. Ein Wärmekataster liefert die notwendigen Daten für den Wärmebedarf. Da eine Netzplanung für bestehende Quartiere nur auf Basis der bestehenden Netze erfolgen kann, werden für das Gebiet automatisiert Wärme- und Stromnetze erstellt. Darauf aufbauend wird der Ausbau des Stromnetzes für ver-schiedene Wärmepumpenausbauszenarien mittels Simulationen ermittelt. Alle bestehenden und potenziell neu gebauten Netze werden dann für ein Jahr simuliert. Aus dieser Jahressimulation ergeben sich die notwendi-gen Investitionskosten und Brennstoffkosten. Anhand dieser Kosten ist es möglich, die optimale Technologie oder die optimalen Technologien für die jeweilige Zone zu bestimmen.
Das Ergebnis dieser Methode ist eine Karte, die für jede Zone die optimale Technologie einschließlich der erforderlichen Investitionskosten zeigt. Zusätzlich liefert die Sensitivitätsanalyse Grenzpreise, ab denen die Technologien wirtschaftlich sind.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Gebiet in Zonen einzuteilen und für jede Zone zu entscheiden, mit welcher Tech-nologie diese Zone optimal versorgt werden sollte. Die Zonen inklusive der aggregierten elektrischen Leis-tung aller Gebäude in der jeweiligen Zone sind in Abb. 1 dargestellt. Dabei wird auch untersucht, ob es sinn-voll sein kann, eine Zone mit mehreren Technologien zu versorgen. Durch eine Sensitivitätsanalyse wird auch der Einfluss externer Faktoren wie Investitions- und Brennstoffpreise auf das Ergebnis der Optimierung un-tersucht.
Als Fallbeispiel wurde aufgrund der guten Datenlage ein Gebiet im Süden Hamburgs mit mehr als 40.000 Gebäuden ausgewählt. Ein Wärmekataster liefert die notwendigen Daten für den Wärmebedarf. Da eine Netzplanung für bestehende Quartiere nur auf Basis der bestehenden Netze erfolgen kann, werden für das Gebiet automatisiert Wärme- und Stromnetze erstellt. Darauf aufbauend wird der Ausbau des Stromnetzes für ver-schiedene Wärmepumpenausbauszenarien mittels Simulationen ermittelt. Alle bestehenden und potenziell neu gebauten Netze werden dann für ein Jahr simuliert. Aus dieser Jahressimulation ergeben sich die notwendi-gen Investitionskosten und Brennstoffkosten. Anhand dieser Kosten ist es möglich, die optimale Technologie oder die optimalen Technologien für die jeweilige Zone zu bestimmen.
Das Ergebnis dieser Methode ist eine Karte, die für jede Zone die optimale Technologie einschließlich der erforderlichen Investitionskosten zeigt. Zusätzlich liefert die Sensitivitätsanalyse Grenzpreise, ab denen die Technologien wirtschaftlich sind.
Subjects
Wärmenetze
Wärmepumpen
automatisierte Netzgenerierung
Szenarioanalyse
Netzausbauplanung
DDC Class
333.7: Natural Resources, Energy and Environment