Kalte Nahwärme und Quartiersplanung
Nahwärme Meitingen
Mit SiMon bereits in der Planung optimiertIndustrielle Abwärme, dezentrale Wärmepumpen und Photovoltaik versorgen ein Neubauquartier. SiMon berücksichtigt thermische und elektrische Abhängigkeiten von der Netzauslegung bis zum laufenden Betrieb.
Die Ausgangslage
Industrieabwärme für ein neues Wohnquartier nutzbar machen
In Meitingen sollte ein Neubaugebiet mit etwa 300 Wohneinheiten über ein kaltes Nahwärmenetz mit Abwärme aus benachbarter Großindustrie versorgt werden. Das in Hochtemperaturprozessen eingesetzte Kühlwasser erwärmt sich dabei auf etwa 30 °C. Dezentrale Wärmepumpen heben dieses Temperaturniveau in den Gebäuden bedarfsgerecht an; Photovoltaik unterstützt die elektrische Versorgung.
Die Herausforderung begann lange vor dem Betrieb: Wärmeangebot, Netzdimensionierung, gleichzeitige Lasten, Stromerzeugung und elektrische Grenzen mussten schon in der Planung gemeinsam betrachtet werden.
Der Systemumfang
Wärmequelle, Verteilnetz und elektrische Versorgung gekoppelt
Industriekühlwasser · ca. 30 °C
ca. 1,1 km kaltes Netz
Dezentrale Wärmepumpen
Gebäude
99 kWp Photovoltaik
SiMon verbindet thermische Verteilung und elektrische Versorgung in einem gemeinsamen Modell. Dadurch können Industriekühlwasser, Wärmepumpen, PV-Eigennutzung, Aggregate und Verbrauchsdaten als zusammenhängendes Quartierssystem geführt werden. Laut THI kann die Photovoltaikanlage mit 99 kWp etwa ein Drittel des Strombedarfs regenerativ decken.
Nach Angaben von ratiotherm werden rund 40 m³ Kühlwasser pro Stunde in das Nahwärmenetz eingespeist. Daraus können sich bis zu 1,5 Mio. kWh Energie pro Jahr ergeben. Nach der Wärmeentnahme fließt das abgekühlte Wasser zum Werk zurück und wird erneut zur Kühlung genutzt.
Die Umsetzung
Optimierung vor der Dimensionierung – Betriebswissen vor dem Bau
Energieflüsse gemeinsam modellieren
Thermische Bedarfe, elektrische Lasten, verfügbare Abwärme und PV-Erzeugung wurden bereits in der Konzeptphase zusammengeführt.
Gleichzeitigkeiten berücksichtigen
SiMon machte sichtbar, welche Leistungen tatsächlich gleichzeitig im Verteilnetz benötigt werden.
Netz technisch schlanker auslegen
Auf Basis der Optimierung konnten Rohrleitungsquerschnitte gegenüber einer rein statischen Auslegung deutlich reduziert werden.
Planungsmodell in den Betrieb überführen
Lastmanagement, Aggregatesteuerung, Verbrauchserfassung und Störmanagement nutzen dieselbe ganzheitliche Betrachtung weiter.
Die SiMon-Lösung
Thermische und elektrische Restriktionen gleichzeitig beherrschen
Lastmanagement
Grenzen früh erkennen und Lasten koordinieren
SiMon berücksichtigt thermische Kapazitäten und elektrische Grenzen gemeinsam, statt beide Infrastrukturen getrennt zu dimensionieren und zu betreiben.
Netzflexibilität
Wärmepumpen mit Pufferspeichern flexibel betreiben
Kleine Pufferspeicher entkoppeln Wärmeerzeugung und -bedarf zeitlich. SiMon kann den Betrieb der Wärmepumpen dadurch an elektrische Grenzen und die Verfügbarkeit regenerativen Stroms anpassen.
Betriebsführung
Aggregate, Verbräuche und Störungen zentral führen
Technische Zustände und Verbrauchsdaten stehen in einer gemeinsamen Plattform für Betrieb, Auswertung und Störmanagement zur Verfügung.
Ergebnisse und Kundennutzen
Eine wirtschaftlichere Planung mit belastbarer Basis für den Betrieb
Geringere Infrastrukturkosten
Die Berücksichtigung realer Gleichzeitigkeiten ermöglichte deutlich kleinere Rohrleitungsquerschnitte und damit eine technisch schlankere Netzplanung.
Abwärme sinnvoll verwertet
Das erwärmte Industriekühlwasser wird zur lokalen Wärmequelle für das Wohnquartier. Anschließend kehrt es abgekühlt in den industriellen Kühlkreislauf zurück.
Planung und Betrieb verbunden
Die in der Konzeptphase entwickelte Gesamtbetrachtung bildet zugleich die Grundlage für Lastmanagement und transparente Betriebsführung.
Meitingen zeigt, dass digitale Quartiersoptimierung den größten Hebel entfalten kann, wenn sie vor dem Bau beginnt und technische Entscheidungen früh belastbar macht.
Fachliche Einordnung
Als Pionierprojekt und KUMAS-Leitprojekt dokumentiert
Das Niedertemperaturnetz wurde von KUMAS als Leitprojekt beschrieben. Die Technische Hochschule Ingolstadt ordnete Meitingen fachlich in die fünfte Generation kalter Nahwärmenetze ein; Projektpartner dokumentieren die Nutzung industrieller Abwärme und das Versorgungskonzept.