Verbundprojekt SpeicherCity: Modelle zur Systemintegration von Aquiferspeichern in Städten - AP5 (TUD): Netzmodellierung

Abstract

In dem Forschungsprojekt SpeicherCity werden innovative Modelle zur Systemintegration von Aquiferspeichern (ATES - Aquifer Thermal Energy Storage) entwickelt, gekoppelt und auf unterschiedliche Standorte in Deutschland angewendet Das Gesamtziel dieses Verbundprojekts ist die Integration von Aquiferspeichern in die heutigen sowie zukünftigen Energiesysteme, um nachhaltige Wärme und Kälte zur Verfügung zu stellen. Die Technische Universität Dresden (TUD) ordnet sich in AP5: Netzmodellierung und der Integration der Speicher in städtische Energiesysteme ein. Damit einher geht eine enge Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Technische Universität München (TUM) mit AP4: Synthetische Modelle zur Kopplung von Speicher- und Netzmodellen, sowie dem Helmholtz Zentrum für Geoforschung Potsdam (GFZ) mit AP2: Standort- und Systemcharakterisierung. Weltweit gibt es mehr als 2.800 ATES. Bei über 99% handelt es sich um sogenannte Niedrigtemperatur-Aquiferwärmespeicher (Low Temperature-ATES = LT-ATES), die mit Speichertemperaturen von <25°C agieren. Hochtemperatur-Aquiferspeicher (High Temperature-ATES = HT-ATES) mit Speichertemperaturen >50°C sind nur wenige in Betrieb. 85% aller ATES-Systeme befinden sich in den Niederlanden und weitere 10% in Schweden, Dänemark und Belgien. Die aktuelle BMBF-Bekanntmachung zum Thema "Möglichkeiten und Grenzen thermischer Energiespeicherung in Aquiferen" (Bundesanzeiger vom 19.07.2021) ist daher ein wichtiger Baustein für den kommerziellen Erfolg von ATES-Systemen in Deutschland. Das Verbundvorhaben SpeicherCity betrachtet einige dieser Aspekte explizit. Im "AP5: Netzmodellierung" wird spezifisch die Integration solcher ATES-Systeme, insb. HT-ATES in Bestandsfernwärmenetze untersucht. Der Fokus auf HT-ATES ergibt sich unmittelbar aus dem Temperaturniveau der betrachteten Systeme sowie dem damit verbundenen energetischen und leistungsseitigen Potential. In Deutschland werden 70% der Fernwärmenetze (FWN) mit Vorlauftemperaturen von über 90 °C und insgesamt 94% mit Vorlauftemperaturen von über 60 °C betrieben. Angesichts dieser Betriebstemperaturen erweist sich die Integration von HT-ATES als technisch sinnvoll.