Elektromobilität: RLI legt Studie zum Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur in Brandenburg vor
27. Juli 2017
Neue Initiative zu SDG7 gegründet: Berkeley-Berlin Energy Access Group
4. August 2017oemof_heat
Sektorkopplung entscheidender Schlüssel für die Integration von Erneuerbaren Energien ins Energiesystem
Die Märkte für Strom und Wärme wachsen im Rahmen der Energiewende immer stärker zusammen. Sektorkopplung ist dabei ein entscheidender Schlüssel für die Integration von Erneuerbaren Energien ins Energiesystem – etwa, indem durch Power-to-Heat Stromüberschüsse aus Erneuerbaren Energien für die Wärmebereitstellung verwendet werden. Gerade für ökonomische Betrachtungen und nachhaltige Investitionsentscheidungen muss es daher möglich sein, in Simulationen und Optimierungsrechnungen die Sektoren gekoppelt zu betrachteten. Innerhalb des open energy modelling frameworks (oemof) wurden in verschiedenen Projekten bereits Komponenten zur Betrachtung der Wärmeversorgung im Energiesystem modelliert und Fragestellungen zur Wärmewende untersucht. Das Projekt oemof_heat hat dies fortgesetzt und die Integration des Wärmesektors ins Framework umfassend umgesetzt.
Neue Tools für die Modellierung von komplexen Wärmeversorgungsszenarien
Im Zentrum von oemof_heat stand die Modellierung von komplexen Wärmeversorgungsszenarien und Strom-Wärme-Sektorkopplung in Energiesystemanalysen. Die Möglichkeit, dies in das bestehende Open-Source-Werkzeug oemof als flexibles Tool zu integrieren, wurde geschaffen. Der Schwerpunkt bei der Entwicklung der Szenarien lag auf der Versorgung von Raumwärme und Brauchwasser, der Wärmeverteilung durch Wärmenetze und auf Prozesswärme und -kälteanwendungen. Die Modellierung erfolgte mit dem Ziel, die Abbildung einer großen Bandbreite von Wärmesystemen zu ermöglichen.
oemof_heat – offene Werkzeuge für Fragestellungen der Wärmewende
Die Arbeit des oemof_heat-Projektteams bestand darin, Systeme zu charakterisieren, bestehende Komponenten zu erweitern und neue modulare Berechnungsbausteine zu entwickeln. Im Sinne der Open-Science-Philosophie setzte es auf die konsequente Verwendung von Open Source, Open Data und entsprechender Lizensierung. Zusätzlich wurden Zwischenschritte und Ergebnisse auf der OpenEnergyPlatform veröffentlicht und mit der Open Energy Modelling (openmod) Community diskutiert. Am Ende ist ein validiertes, öffentlich zugängliches Berechnungswerkzeug entstanden, mit dem bereits im laufenden Projekt praxisrelevante Systeme optimiert, analysiert und veröffentlicht wurden.
Projektlaufzeit: Juli 2017 – September 2020
Die Märkte für Strom und Wärme wachsen im Rahmen der Energiewende immer stärker zusammen. Sektorkopplung ist dabei ein entscheidender Schlüssel für die Integration von Erneuerbaren Energien ins Energiesystem – etwa, indem durch Power-to-Heat Stromüberschüsse aus Erneuerbaren Energien für die Wärmebereitstellung verwendet werden. Gerade für ökonomische Betrachtungen und nachhaltige Investitionsentscheidungen muss es daher möglich sein, in Simulationen und Optimierungsrechnungen die Sektoren gekoppelt zu betrachteten. Innerhalb des open energy modelling frameworks (oemof) wurden in verschiedenen Projekten bereits Komponenten zur Betrachtung der Wärmeversorgung im Energiesystem modelliert und Fragestellungen zur Wärmewende untersucht. Das Projekt oemof_heat hat dies fortgesetzt und die Integration des Wärmesektors ins Framework umfassend umgesetzt.
Neue Tools für die Modellierung von komplexen Wärmeversorgungsszenarien
Im Zentrum von oemof_heat stand die Modellierung von komplexen Wärmeversorgungsszenarien und Strom-Wärme-Sektorkopplung in Energiesystemanalysen. Die Möglichkeit, dies in das bestehende Open-Source-Werkzeug oemof als flexibles Tool zu integrieren, wurde geschaffen. Der Schwerpunkt bei der Entwicklung der Szenarien lag auf der Versorgung von Raumwärme und Brauchwasser, der Wärmeverteilung durch Wärmenetze und auf Prozesswärme und -kälteanwendungen. Die Modellierung erfolgte mit dem Ziel, die Abbildung einer großen Bandbreite von Wärmesystemen zu ermöglichen.
oemof_heat – offene Werkzeuge für Fragestellungen der Wärmewende
Die Arbeit des oemof_heat-Projektteams bestand darin, Systeme zu charakterisieren, bestehende Komponenten zu erweitern und neue modulare Berechnungsbausteine zu entwickeln. Im Sinne der Open-Science-Philosophie setzte es auf die konsequente Verwendung von Open Source, Open Data und entsprechender Lizensierung. Zusätzlich wurden Zwischenschritte und Ergebnisse auf der OpenEnergyPlatform veröffentlicht und mit der Open Energy Modelling (openmod) Community diskutiert. Am Ende ist ein validiertes, öffentlich zugängliches Berechnungswerkzeug entstanden, mit dem bereits im laufenden Projekt praxisrelevante Systeme optimiert, analysiert und veröffentlicht wurden.
Projektlaufzeit: Juli 2017 – September 2020
Das RLI übernahm im Forschungsprojekt folgende Aufgaben:
- Definition praxisrelevanter Wärmeversorgungssysteme und -szenarien
- Umsetzung dieser Systeme und Szenarien in Modellkomponenten und Berechnungsfunktionen
- Besondere Betrachtung von Kraft-Wärme-Kopplung, Power-to-Heat (Wärmepumpen und Widerstandsheizern), Solarthermie, Wärmenetzen, Wärmespeichern
- Ausbau und Neuentwicklung von Ansätzen zur Modellierung von thermischen Energiespeichern und Netzen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Temperaturniveaus
- Simulation und Optimierung der definierten Systeme und Szenarien
- Veröffentlichung der Eingangsdaten, Szenarien und Ergebnisse auf der OpenEnergyPlatform
- Integration der oemof-Anwenderinnen und -Anwender durch Dokumentation, Online-Foren und Workshops.
Diese konkreten Systeme wurden modelliert und analysiert:
- Hochflexible Kraft-Wärme-Kopplung für die Versorgung von Fernwärmenetzen
- Wärmeversorgung eines Quartiers
- Großwärmepumpen in Wärmenetzen
- Solare Kühlung eines Campusgebäudes im Oman
- Solare Konzepte zur Meerwasserentsalzung
Diese oemof-Komponenten wurden entwickelt:
- Kompressionswärmepumpe/-kältemaschine
- Absorptionskältemaschine
- Schichtenspeicher
- Flachkollektor
- Parabolrinnen-Kollektor
- Wärmenetz
Alle Ergebnisse des oemof_heat Projekts im Detail stehen hier zur Verfügung:
- in verschiedenen Papern:
- zwei Bibliotheken in oemof:
- auf oemof_heat
Abschlussbericht oemof_heat
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms (Förderkennzeichen: 03ET4047A).
Kontakt
