Reallabor: IW3 - Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg; Teilverbundvorhaben: IWm - Integrierter Wärmemarkt; Teilvorhaben: Wärmemarktplatz

Abstract

Durch die Transformation des Fernwärmesektors ändert sich auch die Struktur der Wärmeerzeugung von einer zentralisierten, fossilen Erzeugung hin zu einer erneuerbaren, dezentralisierten Erzeugung. Dadurch ergeben sich neben neuen technischen auch geänderte betriebliche und wirtschaftliche Anforderungen an die Wärmenetzversorgung. Ziel des Teilvorhabens IWm – Wärmemarktplatz des Reallabors Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg (IW3) war deshalb die Konzeptionierung und testweise Umsetzung eines Wärmemarkts als neuartigen marktbasierten Rahmen für den Betrieb und die Erzeugereinsatzplanung in Wärmenetzen. Dabei sollte insbesondere der Einfluss von physikalischen Parametern wie Temperatur und Druck auf die Wärmekosten untersucht und bei der Preisbildung am Wärmemarkt berücksichtigt werden (sogenannter Smart Market). Für die Entwicklung eines geeigneten Marktmodells wurden verschiedene Organisationsmodelle für Wärmenetze analysiert und bewertet. Zudem wurde ein bestehendes Wärmemarkdesign bestehend aus drei Marktplätzen (Kapazitätsmarktplatz, Day-ahead-Marktplatz und Intraday-Marktplatz) weiterentwickelt und prototypisch implementiert. Zudem wurde der Wärmemarkt mit Simulationen und einer Hardware-in-the-loop-Testumgebung getestet und verifiziert. Das Projekt konnte zeigen, dass ein marktbasierter Ansatz automatisiert umgesetzt werden kann und dass dieser eine kosteneffiziente Integration von erneuerbaren Wärmeerzeugern unterstützen kann. The transformation of the district heating sector is also changing the structure of heat generation from centralized, fossil-based generation to renewable, decentralized generation. In addition to new technical requirements, this also results in changed operational and economic requirements for the district heating supply. The aim of the IWm - Heat Marketplace sub-project of the Living Lab Integrated Heat Transition Wilhelmsburg (IW3) was therefore to design and test the implementation of a heat market as a new type of market-based framework for the operation and dispatch planning of heat networks. In particular, the influence of physical parameters such as temperature and pressure on heating costs was to be investigated and taken into account in pricing on the heating market (so-called smart market). In order to develop a suitable market model, various organizational models for heating networks were analysed and evaluated. In addition, an existing heating market design consisting of three marketplaces (capacity marketplace, day-ahead marketplace and intraday marketplace) was further developed and implemented as a prototype. The heat market was also tested and verified using simulations and a hardware-in-the-loop test environment. The project was able to show that a market-based approach can be implemented automatically and that it can support the cost-efficient integration of renewable heat generators.