Die Digitalisierung ist ein Schlüsselinstrument für die Wärmewende

​Wie die Wärmewirtschaft mithilfe der Digitalisierung die Wärmewende meistern und ein neues Zeitalter der Energieversorgung einläuten kann.

Vor dem Hintergrund des kürzlich veröffentlichen Berichtes des UNO-Weltklimarates, ist besondere Eile geboten, die Wärmewende umzusetzen. Um die Herausforderungen zu meistern, die Wärmegewinnung auf erneuerbare Energien umzustellen und die Wärme mit den Sektoren Strom und Verkehr zu koppeln, muss die Branche revolutionäre Schritte einlenken. Digitalisierungsmaßnahmen sind auf dem Weg zur Fernwärme der 4. Generation unabdingbar.

Die größte Herausforderung der Wärmewirtschaft in den kommenden Jahren und Jahrzehnten besteht darin, ihren Beitrag zum Gelingen der Energiewende zu leisten.

Nicht nur durch Wegfallen der Klimaziele 2020 hat sich der Druck, die entsprechenden Ziele für 2030 und 2050 zu erreichen, erhöht; gerade der kürzlich veröffentlichte Bericht des UNO-Weltklimarates drängt zu „schnellen und weitreichenden Veränderungen”, um das 1,5-Grad-Ziel zu erreichen und die Erde vor irreversiblen Folgen des Klimawandels zu schützen.

Da der Wärmesektor über 50 Prozent des Endenergiebedarfs verantwortet, kann eine erfolgreiche Energiewende nur auf Basis einer erfolgreichen Wärmewende funktionieren: Fernwärme und -kälte spielen in den nachhaltigen Energiesystemen der Zukunft eine ganz entscheidende Rolle. Daher steht die Branche gerade jetzt an einem kritischen Scheidepunkt.

Um diese Rolle innerhalb der Energiewende auch meistern zu können, muss sich die Fernwärmeversorgung signifikant weiterentwickeln. Die Rede ist von der 4. Generation der Fernwärme, die im Gegensatz zu den vorangegangenen drei Generationen auch die Herausforderung der Versorgung energieeffizienter Gebäude meistern kann. Somit stellt die Fernwärme innerhalb der Sektorenkopplung einen fundamentalen Bestandteil integrierter, intelligenter Wärme-, Kälte-, Strom- und Gasnetzwerke dar. Die 4. Generation der Fernwärme zeichnet sich durch ein einheitliches technologisches und institutionelles Konzept aus, das durch intelligente Fernwärmenetze eine  Entwicklung nachhaltiger Energiesysteme unterstützt. Die Fernwärme der Zukunft wird Niedrigenergiehäuser mit wenig Netzverlusten versorgen und fundamentaler Bestandteil intelligenter Energiesysteme im Rahmen der Sektorenkopplung sein.

Die 4. Generation der Fernwärmeversorgung wird zunehmend komplexer und ist nur mit Hilfe der Digitalisierung zu meistern.

Digitalisierung definieren

Doch was genau ist in diesem Zusammenhang mit dem Begriff „Digitalisierung” gemeint? Für den Begriff „Digitalisierung” gibt es keine klare Definition. Grob wird darunter der Prozess verstanden, im Zuge dessen wir unser (gesellschaftliches) Leben rund um digitale Kommunikation und Medieninfrastrukturen revolutionieren. Für die Geschäftswelt bedeutet dies den Einsatz digitaler Technologien, um Geschäftsmodelle zu verändern und bestenfalls neue Erlös- und Wertschöpfungsmöglichkeiten zu nutzen. Im Zuge der Veränderung hin zu einem digitalen Unternehmen verschwimmen die Grenzen zwischen der physischen und der digitalen Welt.

In der Energiewirtschaft als Ganzes ist die Digitalisierung also ein zentraler Faktor für:

• Effizientere Arbeitsprozesse
• Die Entwicklung neuer Geschäftsfelder
• Verbesserte Kundenbeziehungen
• Die Aufrechterhaltung und Optimierung von Netzstabilität und Versorgung

Das klingt erstmal gut. Allerdings sind diese Definitionen immer noch sehr vage – was bedeutet dies also konkret für die Wärmewirtschaft?

Die Innovations- und Forschungsplattform DHC+ des europäischen Fernwärmeverbands Euroheat and Power veröffentlichte kürzlich die „Digital Roadmap for District Heating and Cooling”. Hierbei handelt es sich um einen digitalen Strategieplan für Fernwärme und -kälte, in dem sie die Potenziale und Hürden der Digitalisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Fernwärmebranche skizzieren: Erzeugung, Netz, Gebäude, Verbrauch, (Stadt-)Planung, und Sektorenkopplung und die Integration verschiedener Energiequellen.

Wir möchten Ihnen hier einen kurzen Einblick über die Erzeugungs-. Netz- und Verbrauchsaspekte verschaffen.

Erzeugung

In Bezug auf Erzeugung besteht die Hauptaufgaben/-ziele der 4. Generation Fernwärme darin, die Effizienz der Fernwärmeversorgung zu erhöhen und Wärme nachhaltig zu erzeugen. Dies kann entweder durch den Einsatz erneuerbarer Brennstoffe oder mithilfe von Abwärme erfolgen.

Mit Digitalisierungsmaßnahmen kann in der Wärmeerzeugung der Einsatz erneuerbarer Energiequellen maximiert werden. Die zukünftige Wärmeversorgung muss sich auf erneuerbare Energiequellen stützen; während grundlastfähige Erneuerbare wie Tiefengeothermie und Biomasse noch verstärkt zur Wärmeerzeugung genutzt werden müssen, können sie die Nachfrage aber nicht alleine stemmen. Dies macht die Integration der Energie von fluktuierenden erneuerbaren Energien wie Wind und Photovoltaik notwendig. Doch nur mit der intelligenten Führung von kontrollierbaren Wärmequellen wie KWK-Anlagen, Boiler, Wärmepumpen usw. können diese fluktuierenden erneuerbaren Energien optimal genutzt werden.

Netz

Konventionell wissen Fernwärmeversorger zwar, was sie ins Netz einspeisen und was bei den Verbrauchern abgenommen wird. Was aber dazwischen liegt, wird als „black box” behandelt, wie es DHC+ ausdrückt. Was also zwischen Heizwerk und Abnahmestellen geschieht, wissen die Versorger bislang nicht.

Mithilfe von Digitalisierungsmaßnahmen können Fernwärmenetze künftig wesentlich effizienter betrieben werden: Zum einen erlaubt eine umfassende Datenerhebung des Netzes tiefgründige Analysen des Netzbetriebs und bietet verbesserte Möglichkeiten für vorhersehbare Wartungen. Zum anderen erlaubt gezieltes Datenmanagement in Beziehung auf Temperatur und Druck die frühzeitige Identifikation von Versorgungsengpässen und überschüssigen Kapazitäten, wodurch das Netz effizienter gemacht werden kann. Auch Netzverluste können mit Hilfe verbesserter Messungen früher erkannt werden.

Verbrauch

Die Digitalisierung gibt Versorgern die Möglichkeit, Verbrauchern Einblick in ihren Energieverbrauch zu geben und Sparmaßnahmen vorzuschlagen, um den Energieverbrauch im gesamten Netz zu optimieren. Von entscheidender Bedeutung ist hier, dass Fernwärmeversorger Verbraucher darin bestärken, Verantwortung für ihren Wärmeverbrauch zu übernehmen anstatt Verbrauchsdaten lediglich zu visualisieren und darauf zu hoffen, dass der Endverbraucher sein Konsumverhalten verbessert.

Alternativ gibt eine digitalisierte Wärmeabnahme Versorgern die Möglichkeit, ihre Wärmeversorgung in ihrer Gänze zu betreiben. Dies bietet auch die Möglichkeit, über alternative Geschäftsmodelle nachzudenken.

 
Die Digitalisierung bietet ungeahnte Möglichkeiten, die Fernwärmeversorgung der Zukunft energieeffizient und nachhaltig zu machen. Sie ist das Schlüsselinstrument, mit der die Fernwärmebranche den Teil zur Energieversorgung beitragen, den zu leisten sie imstande ist.