Instandhaltungsstrategien von Fernwärmenetzen: neue Forschungsergebnisse
An der AGFW-Forschungsmessstrecke in Chemnitz werden seit 2017 Belastungs- und Langzeitversuche an erdverlegten Kunststoffmantelrohren durchgeführt. Bild: AGFW
Im Zuge der politisch geforderten Wärmewende bauen viele Fernwärmeversorger ihre Wärmenetze aus. Damit neben der Erzeugung auch das Netz nachhaltiger sein kann, forscht der Energieeffizienzverband AGFW gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie daran, wie sich die Langlebigkeit der Rohre verbessern lässt. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Projekt „Sustainable Asset Management Fernwärme“ (SAM-FW) untersucht, wie sich verschiedene Faktoren auf den Betrieb der Netze auswirken und wie diese optimiert werden können. Nun wurden neue Studienergebnisse veröffentlicht.
„Mit unserem Projektkonsortium `SAM-FW´ erforschen wir, wie sich der Zustand von Fernwärmeleitungen besser analysieren, bewerten und voraussagen lässt“ erklärt AGFW-Projektleiter Stefan Hay. „Wir erhoffen uns Erkenntnisse darüber, wie wir Instandhaltungsstrategien verbessern, somit Risiken minimieren und die Versorgungsicherheit erhöhen können.“
Einen Schwerpunkt bildet die genaue Bestimmung der Restnutzungsdauer von Wärmenetzen, um Wartungs- und Reparaturarbeiten präziser planen zu können. Das Ziel ist es, die Nutzungsdauer der Leitungen zu verlängern und damit das Potenzial der materiellen Ressourcen voll auszuschöpfen. Dazu werden die Alterungsprozesse in der Praxis und in Laborproben untersucht. Zusätzlich wird erforscht, wie sich Transformations- und Digitalisierungsstrategien auswirken.
Wie Predictive Maintenance und Nachhaltigkeitskriterien im Asset Management von Wärmenetzen genutzt werden können, haben die Forschungspartner untersucht und die Ergebnisse nun veröffentlicht. „Für Fernwärmenetze bilden Predictive Maintenance und Nachhaltigkeitsbewertungen einen neuartigen Ansatz, der durch praktische Anwendungen die wissenschaftlich vermuteten Vorteile bestätigen muss.“, so Hay. In anderen Branchen, die Netze für Öl und Gas betreiben, ist die datenbasierte, vorausschauende Instandhaltung bereits weit verbreitet. Daher geht das Forschungsteam davon aus, dass auch die Fernwärme davon profitieren kann. Da die Transformation und Digitalisierung der Netze mit großem Aufwand verbunden sind, soll die Studie zeigen, welche einzelnen Bausteine einen Mehrwert bringen und welche Daten erhoben werden sollten.
Um eine einheitliche Darstellung zu ermöglichen, wurden im Projektverlauf zwölf Kennzahlen definiert, anhand derer sich ein Fernwärmenetz im Rahmen des Asset Managements bewerten lässt. Diese decken die Kategorien „Technisch“, „Ökonomisch“, „Ökologisch“ und „Soziales“ ab. Das Team will diese Kennzahlen für Fernwärmeleitungen anschließend in Asset Management Simulationsmodellen nutzen.
Nun soll sich in den nächsten Schritten zeigen, wie selbstlernende Algorithmen (KI) bei der Vorhersage helfen können und wie sich bei einer zukünftig veränderten Nutzung, etwa durch Temperaturabsenkung, die Daten und damit die Netze verändern. Im weiteren Projektverlauf wollen die Forschungspartner daran arbeiten, Praxisanwendungen für das Sustainable Asset Management in der Fernwärme zu schaffen.
An dem Projekt beteiligen sich mit dem AGFW das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden, die Applus+ IMA, die 3S Consult GmbH, die HafenCity Universität Hamburg, die inetz GmbH, der Lehrstuhl Technische Thermodynamik der TU Chemnitz, das Fraunhofer IEE, die Netz Leipzig GmbH sowie die Stadtwerke Karlsruhe.
Informationen zum Projekt gibt es hier.
