Die Veränderung des Energiesystems bedingt durch Klimaveränderung, Geopolitik und wirtschaftliche und soziale Randbedingungen verlangt schnelle Entscheidungen, die alle Ebenen des Systems betreffen. Auf der Ebene der Heizungssysteme und Verteilnetze sind es dabei eher kleinteilige Veränderungen, die immer wieder detaillierte Kenntnisse der lokalen Gegebenheiten im Zusammenspiel mit dem Gesamtsystem erfordern.
Im Forschungsverbund STROM standen neue Methoden und Werkzeuge zur schnellen Entscheidungsfindung im Zentrum des Projektes. Mit diesen Werkzeugen kann schnell die optimale Heizungstechnik bzw. der optimale Netzausbau für eine Region bestimmt werden. Neben dem Ausbau der Strom- und Wärmenetze wurde auch der mögliche Umbau des Gasnetzes zu einem Wasserstoffnetz diskutiert.
rechts: Am Beispiel der Stadt Forchheim wurden unterschiedliche Optionen für die zukünftige Heizstruktur sowie den Ausbau und Betrieb der Energie- und Netzinfrastruktur analysiert. Die geschaffene Datenbasis ermöglicht eine aussagekräftige Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Kommunen. (Quelle: Technische Universität München, Institute of Integrated Materials, Energy and Process Engineering (MEP))
In verschiedenen stark vernetzten Arbeitspaketen haben die Projektpartner die Fragen nach dem notwendigen Ausbau des Stromnetzes, dem optimalen Einsatz von Wärmepumpen, der möglichen Alternative von Fernwärmenetzen und der Gebäudesanierung behandelt. Dabei wurde speziell der Einsatz ganz neuer Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) untersucht. Die besondere Stärke des Projektes bestand in der engen Zusammenarbeit mit Kommunen, die alle notwendigen Daten und Erfahrungen in das Projekt einbrachten. Damit konnten die verschiedenen Ansätze wie zum Beispiel der Ausbau des Stromnetzes im Vergleich zum Ausbau eines Fernwärmenetzes bzw. der Sanierung von Gebäuden untersucht werden.
Am Ende des Projekts stehen neue Verfahren zur Verfügung, die jetzt in der Praxis eingesetzt werden können. Für die Entwicklung der bayerischen Wärmenachfrage im Wohnbereich liegt eine detaillierte Analyse vor. Diese Werkzeuge und die genannte Analyse sind insbesondere für die kommunale Wärmeplanung eine wichtige Voraussetzung. Bei der Entwicklung von Smart-Grid-Konzepten wurde ein zielführender Ansatz gefunden, der jetzt auch in weiteren Projekten in der Praxis umgesetzt wird, um den Netzausbau so weit wie möglich zu reduzieren. Für den Einsatz von KI-Werkzeugen insbesondere im Bereich der Energiemanagementsysteme liegt eine vielversprechende Programmierumgebung bereit.
Diese fünf Bereiche werden ganzheitlich und übergreifend betrachtet, um die optimale Strategie für die Weiterentwicklung des Energiesystems zu identifizieren. Darüber hinaus wird das Projekt zur Entwicklung neuer Technologien beitragen, die als entscheidend für eine breite Akzeptanz des sektorgekoppelten Microgrid-Konzepts angesehen werden. Dazu zählen zum Beispiel innovative thermische Speicher, Wärmepumpen und Gebäudemanagementsysteme.
