Die Netzintegration fluktuierender erneuerbarer Energien erfordert hochflexible thermische Kraftwerke zur Netzstabilisierung und bedarfsgerechten Abdeckung der verbleibenden Lasten. Im Projekt KWK-Flex entwickelt die Hochschule Kempten mit den Fernwärmeversorgern Fernwärme Ulm GmbH (FUG) und ZAK Energie GmbH (ZAK) innovative technische und wirtschaftliche Flexibilisierungskonzepte für klimafreundliche Kraft-Wärme-Kopplungs-(KWK)-Anlagen. Die Arbeiten werden vom Dachverband der deutschen Fernwärmebetreiber, AGFW e.V., begleitet.

Eine Erhöhung der Flexibilität kommunaler Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) soll durch unterschiedliche Maßnahmen erreicht werden:

• Optimierte Anlagendynamik
• Einbindung von Wärmespeicherung
• Nutzung von „Power-to-Heat“
• Einbindung von Strommärkten.

Wesentliche Forschungsarbeiten im Projekt KWK-Flex umfassen:

• die instationäre Prozesssimulation der KWK-Anlagen und Wärmespeicher,
• die Entwicklung eines Fernwärme-Lastprognosetools und
• die nicht-lineare numerische Optimierung der Anlageeinsatzplanung.

Schwerpunkt der Tätigkeiten war die Modellierung und Prozesssimulation der relevanten Dampfkraftwerke (Müllheizkraftwerk, Biomasseheizkraftwerk), des Wärmespeichers und von Power-to-Heat-Anlagen (z.B. Wärmepumpen). Die Modelle wurden mit Daten des Projektpartners FUG validiert. Auf Basis der Simulationsmodelle und einer numerischen Anlageneinsatzplanungsoptimierung wurde die Einbindung von „Power-to-Heat“-Technologien technisch und wirtschaftlich bewertet. Ein weiterer Schwerpunkt der Tätigkeiten war die Weiterentwicklung von Fernwärmelastprognosetools, die für einen optimierten Anlageneinsatz erforderlich sind.

Im Forschungsprojekt wurden diverse Master-, Bachelor- und Projektarbeiten von Maschinenbau- und Informatik- sowie Austauschstudierenden von Partnerhochschulen betreut.

Die Projektergebnisse wurden auf verschiedenen Fachforen wie dem 5. KWK NRW-Forum „Perspektiven für die KWK in NRW“, dem Kraftwerkstechnischen Kolloquium oder auf der International Renewable Energy Storage Conference (IRES) sowie in unterschiedlichen Gremien des Dachverbandes der Fernwärmebetreiber vorgestellt. Die Fachveröffentlichungen stehen auf Anfrage gerne zur Verfügung. Die Arbeiten des Projektes werden im BMWi-Nachfolgeprojekt deepDHC weitergeführt.

Quelle

Projektwebsite

AGFW F&E Heft 52