skaFLEX

Getrieben durch die Dekarbonisierung des Wärmesektors zeichnen sich zwei wesentliche Entwicklungen in der Wärmeversorgung ab. Einerseits werden Wärmeversorgungssysteme zunehmend komplex: Durch die Kombination von verschiedenen effizienten Wärmequellen wie Wärmepumpen, KWK-Anlagen und Power-to-Heat Anlagen mit rein erneuerbaren Quellen wie Solarthermie und Biomasse entstehen komplexe Systeme, deren Steuerung und Regelung deutlich herausfordernder wird als beispielsweise die von konventionellen Gasboilern. Auf der anderen Seite werden durch die Verknüpfung dieser Technologien die Sektoren Wärme, Gas und Strom stärker aneinandergekoppelt. Im Zusammenspiel mit weiteren dezentralen Energieanlagen wie PV und Batteriespeichern und E-Mobilität ergeben sich dezentrale, komplexe und flexible Systeme, deren Betrieb intern aufeinander abgestimmt werden muss als auch mit externen Einflussgrößen wie den Spotmärkten für Strom und Gas in Einklang gebracht werden kann. Dadurch kommen Marktsignale bei dezentralen Anlagen an. Die Chance, die hierin aus Systemsicht besteht, ist eine gesteigerte Flexibilisierung der Energieversorgung und damit einhergehend eine effizientere Nutzung der verschiedenen Energiequellen.

Eine moderne Heizzentrale besteht neben einer Wärmepumpe und einem Speicher häufig noch aus einem BHKW, einer Power-to-Heat-Anlage, einer solarthermischen Anlage und ggf. noch einigen Erdgas-befeuerter Spitzenlastkesseln. Diese Mischung von Wärmeerzeugern gilt es optimal zu betreiben, wobei die Betriebskosten von unterschiedlichen äußeren Faktoren, wie Strompreisen, Witterungsverhältnissen, Gaspreisen, CO₂-Preisen und Anderen bestimmt wird.

Derartige Lösungen existieren bereits für größere Heizzentralen und werden unter anderem von dezera angeboten. Da die für eine Optimierung zu leistenden Aufwände unabhängig von der Größe der jeweiligen Aggregate sind, die Erlösmöglichkeiten sich jedoch mit sinkender Anlagengröße verringern, finden diese Optimierungslösungen derzeit keine Anwendung bei kleineren Heizzentralen im Leistungsbereich von 100kW bis 500kW.

In dem Vorgängerprojekt morFLEX wurden generische Lösungen für die Erschließung von Demand Side Management (DSM) Flexibilitätspotentialen in der Industrie entwickelt. Hierbei stand die Erforschung von generischen Modellierungsansätzen für die einfache Integration unterschiedlicher Flexibilitäten im Vordergrund. Aufbauend auf den Ergebnissen dieses Projektes sollen nun Lösungen weiterentwickelt werden, um den Automatisierungsgrad bei der Einrichtung und im Betrieb zu steigern und auf diese Weise die Flexibilisierung für ein enger gefasstes Segment (Wärmeversorgung) im kleinen Bereich zu ermöglichen.

Im Rahmen dieses Vorhabens skaFLEX sollen technische Lösungen entwickelt werden, die eine kosteneffiziente Möglichkeit bieten komplexe Anlagenkonzepte im kleinen bis mittleren Leistungsbereich marktoptimiert und CO₂-effizient zu betreiben.

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Das Projekt skaFLEX wird koordiniert, geleitet und durchgeführt durch den Kooperationspartner des CC4E in diesem Projekt, der dezera GmbH.

Die dezera GmbH ist eine Ausgründung von wissenschaftlichen Mitarbeitern der HAW Hamburg, welche durch mehrere vorangegangene Forschungsprojekte in den Bereichen Smart Grids und Demand Side Management (DSM) einen hohen Grad an energiewirtschaftlicher und -technischer Expertise erlangt haben. Das Unternehmensziel der dezera ist es, die Flexibilität des Energiesystems zu erhöhen, indem flexible elektrische Anlagen auf einfache Weise integriert und genutzt werden können.