Spätestens seit dem 1. Januar 2024 werden in Deutschland kommunale Wärmepläne erstellt.

1 Eine wichtige Anforderung gilt es dabei zu beachten: Ab dem 1. März 2025 müssen neue Wärmenetze zu einem Anteil von mindestens 65 Prozent der jährlichen Nettowärmeerzeugung mit Wärme aus erneuerbaren Energien, aus unvermeidbarer Abwärme oder einer Kombination hieraus gespeist werden. Dies stellt Verantwortliche von Bestands- und Neubauprojekten vor unterschiedliche Herausforderungen.

Bei einem Sanierungsprojekt in einem bestehenden Quartier müssen ältere Gebäude integriert werden. Dabei ist oftmals weder eine grundlegende Sanierung der Gebäudehülle vorgesehen noch eine Erneuerung des Heizsystems. Das bedeutet, dass ein Energiesystem hohe Vorlauftemperaturen bereitstellen muss. Die Konzeption von erneuerbaren Energiesystemen wird dadurch herausgefordert, insbesondere wenn auf konventionelle Erzeuger gänzlich verzichtet werden soll. Bei der Planung von Neubauprojekten besteht die größte Herausforderung dagegen häufig darin, dass Unsicherheiten über die spätere Nutzung bestehen und somit die Datenbasis über den zukünftigen Wärme-, Kälte- und Strombedarf nur grob bekannt ist.

Sowohl bei der Planung von Bestands- als auch von Neubauprojekten ist zu Projektbeginn auch unklar, welche Wärmequellen in welcher Form genutzt werden können. Je nach örtlichen Gegebenheiten hinsichtlich der Platzverhältnisse, Untergrund- und Umweltauflagen, beispielsweise im Wasserrecht, fällt die Antwort hinsichtlich der nutzbaren erneuerbaren Energiequellen unterschiedlich aus. In verdichteten Stadtgebieten scheiden etwa Luft/Wasser-Wärmepumpen aufgrund der Grenzwerte für zulässige Schallemissionen in vielen Fällen als Option aus. Auch bei Erdbohrungen sind zunehmend strengere bundesweite Vorgaben hinsichtlich der Bohrtiefe und der zulässigen Sondenabstände zu beachten.

Einsatz von Simulation bereits in einer frühen Projektphase sinnvoll

Sowohl bei der Planung von Bestands- wie Neubauprojekten gilt es, die Rahmenbedingungen frühzeitig abzustecken. Es stellen sich bereits in einer ersten Projektphase folgende zentrale Fragestellungen:

1. Welche Konzepte der kommunalen Energieversorgung kommen für einen bestimmten Standort in Frage?

2. Wie sicher decken die untersuchten Versorgungsoptionen den zukünftigen Bedarf ab und welche Option über-zeugt im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit?

3. Wie können verschiedene Erzeugungstechnologien optimal kombiniert werden, um einen hohen Anteil erneuerbarer Energieerzeugung sicherzustellen?

Zur Beantwortung jener Fragen ist es sehr hilfreich, Lösungen simulativ zu betrachten. Folgende Möglichkeiten bietet die softwaregestützte Simulation – im Neubau oder Bestand:

Energiekonzepte frühzeitig prüfen: Energiekonzepte können bereits in einer frühen Projektphase simulativ dargestellt und verglichen werden. So kann das vorhandene Potential an einem Standort bestmöglich ausgeschöpft werden. Mögliche Lösungen werden rasch eingegrenzt und unpassende „kostengünstig“ erkannt und aussortiert.

Machbarkeit innovativer Lösungen bewerten: Innovative Ansätze können simulativ schnell überprüft werden. Solche Ansätze bieten beispielsweise solare Wärmenetze, der Einsatz von Hybridkollektoren (Photovoltaik und Solarthermie, PVT) oder auch kalte Nahwärmenetze.

Transparente Entscheidungsgrundlagen erstellen: Mit Hilfe der Simulation lässt sich das Zusammenspiel der verschiedenen Energiesystemkomponenten im Jahresverlauf leicht erfassen. Beispielsweise ist deutlich erkennbar, in welcher Konstellation eine Wärmepumpe auch hohe Temperaturniveaus effizient bereitstellen kann, zum Beispiel durch kaskadierte Systeme, den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen oder das Zusammenspiel mit einem Spitzenlastkessel.

Energieversorgungssicherheit gewährleisten: Verschiedene Verbrauchsszenarien können in der Simulation hinterlegt werden, um damit eine zuverlässige Energieversorgung über mehrere Jahrzehnte und auch in einer konservativen Betrachtung sicherzustellen.

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