In dieser Beitragsreihe stellen wir Ihnen das Projektkonsortium des Projekts WärmewendeNordwest etwas genauer vor: Welche fachliche Expertise bringen die einzelnen Partnerinnen und Partner mit? Was ist ihre Rolle im Projekt? Wie reflektieren sie die Bedeutung von WärmewendeNordwest für ihr Arbeitsgebiet und für die Region? Hier finden Sie Antworten und Ihre Ansprechpartner:innen.
Was sollten wir zum DLR wissen?
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Mit seinen rund 10.000 Mitarbeitenden betreibt das DLR Forschung und Entwicklung in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR ist im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zwei DLR-Projektträger betreuen Förderprogramme und unterstützen den Wissenstransfer. Durch Zusammenarbeit zwischen den jeweils spezialisierten Instituten werden Synergien zwischen unterschiedlichen Fachgebieten gehoben. So spielt Wasserstoff sowohl für die Energiespeicherung als auch für Raketenantriebe eine wichtige Rolle. Das am Projekt WärmewendeNordwest beteiligte, in Oldenburg ansässige, DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme legt einen Forschungsschwerpunkt auf die Sektorenkopplung zwischen Strom, Wärme und Verkehr. Es deckt dabei alle Ebenen der Energieversorgung von der Einzelanlage bis zu internationalem Energietransport ab.
Woran arbeitet ihr konkret im Projekt?
Unser Schwerpunkt liegt in der multikriteriellen Bewertung und Optimierung verschiedener Lösungen für die Wärmeversorgung von Wohngebäuden. Denn nach individuellen Gegebenheiten kann eine breite Palette an Wärmequellen von Abwärme bis zu Solarkollektoren genutzt werden. Dies geschieht in Forschungsfeld 5 exemplarisch für Bremen. Durch die Zusammenarbeit über die Forschungsfelder hinaus, stellen wir eine Übertragbarkeit der Methoden sicher. Als Datengrundlage dienen hierbei insbesondere Wärme- und Erneuerbare-Energien-Kataster. Diese bündeln wir in einem umfassenden Modell, das verschiedene Wärmeerzeuger und deren Kombination simulieren kann. Eine künstliche Intelligenz (KI) lernt nun durch selbstständiges Ausprobieren, welche Technologiekombinationen in der konkreten Situation welche Vor- und Nachteile haben, und erarbeitet entsprechende Versorgungskonzepte.
So erstellte Konzepte bieten eine Vorauswahl, sodass im zweiten Schritt durch Gewichtung der Kriterien eine qualitative Auswahl getroffen werden kann. Können durch eine geringe Mehrinvestition laufende Kosten und Umwelteffekte reduziert werden? Ist es den Aufwand wert, Vorbehalten in der Bevölkerung zu begegnen oder gibt es eine ähnlich gute, aber akzeptierte Lösung? Durch die KI-unterstützte Vor-Optimierung sollen sich Fragen dieser Art leicht beantworten lassen.
Des Weiteren untersuchen wir am Institut für Vernetzte Energiesysteme Strategien zur effizienten Nutzung von bestehenden Wärmenetzen mit erneuerbaren Energien. Fossil befeuerte Wärmenetze nutzen meist eine zentrale Wärmequelle mit hoher Temperatur, beispielsweise ein Blockheizkraftwerk oder ein Kohlekraftwerk. Erneuerbare Energie – wie Solarenergie – ist oft dezentral verfügbar, aber vor allem bei niedrigen Temperaturen effizient. Hier stellt sich die Frage, ob und in welcher Weise bestehende Wärmenetze dezentralisiert werden können oder sollten.
Welchen Beitrag leistet ihr durch eure Arbeit, um die Klimaziele erreichen zu können?
Wenn eine Vielzahl an Versorgungskonzepten aus idealerweise flächendeckend zur Verfügung stehenden Datenquellen vor-optimiert werden kann, zeigt dies den beteiligten Stakeholdern wie beispielsweise Wohnungseigentümern zunächst Handlungsoptionen auf. Bisher wird meist ein Ingenieurbüro beauftragt, dass mögliche Konzepte durchrechnet und miteinander vergleicht. Diese Dienstleistung ist qualitativ hochwertig und relativ aufwendig. Vorgeschlagene Konzepte lassen sich direkt anwenden. Für eine schnelle Wärmewende möchten wir diese Hürde durch einen leicht zugänglichen, vorgelagerten Schritt absenken. Faktisch wird die Wärmewende mit dem bisherigen Planungsansatz deutlich zu lange brauchen. Die weiterhin nötige Detailplanung kann so von einer Voranalyse profitieren, die auch abseits der Standardlösung sucht und lohnend erscheinende Konzepte heraushebt.
