Kooperation Stadtwerke Kempen und Hochschule Düsseldorf bei Nahwärmeversorgung

St. Hubert: Baugebiet wird zum Forschungsobjekt

Im Baugebiet „Auf dem Zanger“ in St. Hubert betreten die Stadtwerke Kempen Neuland. Gemeinsam mit der Hochschule Düsseldorf soll hier ein Modellprojekt zur effizienteren Nahwärmeversorgung umgesetzt werden.

Die Vereinbarung ist in trockenen Tüchern. Die Projektpartner kennen sich bereits gut. Denn seit einigen Jahren arbeiten die Stadtwerke Kempen mit der Hochschule Düsseldorf bei der Quartiers-
entwicklung auf dem Wartsberg in Tönisberg zusammen. Auch dort geht es – neben der Weiterentwicklung des sozialen Umfeldes in der ehemaligen Zechensiedlung – um die effizientere Ausnutzung von Wärme und Energie. Ein neues Projekt starten die beiden Partner nun im Neubaugebiet „Auf dem Zanger/An der Mühle“ in St. Hubert. Hier laufen die Erschließungsarbeiten für das Wohngebiet derzeit auf vollen Touren. Über eine eigens angelegte Baustraße wickelt die Firma Theo Lücker aus Viersen die notwendigen Arbeiten ab. Die neuen Straßen sind schon gut zu erkennen, der Kanalbau läuft, das Gelände wird teilweise aufgefüllt, Stützmauern zur bestehenden Bebauung werden gesetzt.

Für die Stadt Kempen ist das Baugebiet mit rund 100 Wohneinheiten in Einfamilien- und Mehrfamilienhäusern das aktuell wichtigste Projekt zur Schaffung von neuem Wohnraum. Für die Stadtwerke wird das Gebiet zum Testfeld für eine neue Form der intelligenten und effizienten Nahwärmeversorgung. Dazu hat die Stadt-Tochter wieder die Hochschule Düsseldorf mit ins Boot genommen.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Mario Adam am Zentrum für Innovative Energiesysteme (ZIES) der Hochschule startet gemeinsam mit den Stadtwerken das Forschungsprojekt „BestHeatNet“. Das Vorhaben wird mit rund 1,2 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen eines Energieforschungsprogramms gefördert.

„Die Wärmeversorgung der Zukunft wird sich ebenso wie die Stromversorgung durch einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien auszeichnen. Aufgrund der Fluktuation erneuerbarer Energien wegen wechselnder Wetterverhältnisse ist eine hohe Flexibilität gefragt“, so Adam. Genau diese Flexibilität wollen die Düsseldorfer Wissenschaftler und die Vertreter der Stadtwerke Kempen nun bei dem Modellprojekt erproben.

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Die Wärmeversorgung für das geplante Wohnviertel „Auf dem Zanger“ wird hierfür für fünf Jahre zum Reallabor. Solarthermie, „PowerToHeat“ mit Wärmepumpe und Elektroheizstab, Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage (KWK), ein Spitzenlastkessel und eine Photovoltaik-Anlage mit Batterie produzieren künftig benötigte Wärme und Strom aus unterschiedlichen Energiequellen. Der Anteil erneuerbarer Energien aus lokaler Produktion soll rund 30 Prozent betragen und ließe sich durch Bezug von Biogas und Ökostrom weiter steigern, so die Projektpartner.

Das Forschungsziel besteht nach Angaben von Adam in der Entwicklung eines intelligenten Optimierungs- und Regelungsverfahrens. „Dieses schaltet, unter sich ständig ändernden Randbedingungen, zu jeder Zeit den passenden Wärmeerzeuger ein. Ändert sich das Wetter, der Strompreis oder der Wärmebedarf, muss das System geeignet reagieren.“ Dafür werden die Geräte untereinander vernetzt: Bei hohem Strompreis läuft zum Beispiel die KWK-Anlage und dessen Strom wird entweder ins Netz eingespeist oder zum Antrieb der Wärmepumpe verwendet. Bei niedrigen Strompreisen bezieht die Wärmepumpe Strom aus dem Netz und die KWK-Anlage steht still. Dies wirkt zudem stabilisierend auf das Stromnetz. „Der Clou ist die Nutzung neuronaler Netze, also künstlicher Intelligenz, in einem solchen System“, erklärt Adam. „Die Regelung ist selbstlernend und erkennt zum Beispiel Zeiten hohen und niedrigen Wärmeverbrauchs und sich änderndes Nutzerverhalten. Es greift unter anderem auf Wetterprognosen zu und kann dadurch die solare Wärmeproduktion stundengenau voraussagen.“ So kann jederzeit die kosten- oder energieeffizienteste Betriebsstrategie gefahren werden.

Das intelligente Nahwärmenetz „Auf dem Zanger“ hat übrigens auch Modellcharakter für bereits geplante größere Wärmenetze in Kempen.

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