SW Check Logo
Strategische Bewertung und Dimensionierung von Wärmespeichern
Adressierte Fähigkeiten
  • Erzeugung und Verteilung grüner Wärme
  • Flexibler Betrieb eigener Erzeugungsanlagen
  • Sektorübergreifende Projektentwicklung
Voraussetzungen

Überblick über bestehende Wärmeversorgung und Erzeugungsanlagen inkl. Last- und Einspeiseprofilen; Kenntnisse über das bestehende Wärmenetz und mögliche Engpassstellen

Kurzbeschreibung

Ziel der Maßnahme ist die strategische Bewertung, Dimensionierung und Planung geeigneter Wärmespeicherkapazitäten, um die Flexibilität und Effizienz der kommunalen Wärmeversorgung zu erhöhen und einen konkreten Beitrag zur Dekarbonisierungsstrategie des Stadtwerks zu leisten. Wärmespeicher ermöglichen eine zeitliche Entkopplung von Wärmeerzeugung und Wärmenachfrage, wodurch KWK-Anlagen strommarktgeführt betrieben, Großwärmepumpen lastoptimiert eingesetzt und erneuerbare Wärmequellen wie Solarthermie, Abwärme oder Power-to-Heat-Anlagen effizient integriert werden können. Sie stellen zudem eine wichtige Infrastruktur dar, um Spitzenlasten im Netz zu reduzieren und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Die Maßnahme baut idealerweise auf den Ergebnissen einer kommunalen Wärmeplanung oder eines bestehenden Transformationsplans (z. B. BEW-Modul 1) auf und konkretisiert deren Umsetzung im Bereich der Speicherinfrastruktur. Sie umfasst die systematische Prüfung verschiedener Speichertechnologien (z. B. druckloser Warmwasserspeicher, Druckspeicher, Erdbeckenspeicher, saisonale Speicher) hinsichtlich ihrer Eignung für die spezifischen Anforderungen des Stadtwerks. Zu klären sind unter anderem die geeignete Leistung und Kapazität, der optimale Standort unter Berücksichtigung von Flächenverfügbarkeit und genehmigungsrechtlichen Rahmenbedingungen (Baurecht, ggf. Immissionsschutz) sowie die hydraulische Integration in das bestehende Wärmenetz (Vor- und Rücklauftemperaturen, Druckverhältnisse). Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung möglicher Erlösströme (Spitzenlastkesselvermeidung, strommarktgeführte KWK-Optimierung) bewertet. Auch Fördermöglichkeiten wie die Bundesförderung effiziente Wärmenetze (BEW) werden geprüft. Voraussetzung für die Durchführung sind belastbare Lastprofile und Erzeugungsdaten, grundlegende Kenntnisse der Netzhydraulik sowie idealerweise eine vorliegende Zielnetzplanung oder kommunale Wärmeplanung als strategischer Rahmen. Da die Speicherplanung eng mit der Erzeugungs- und Netzstrategie verknüpft ist, sollte sie nicht isoliert, sondern im Zusammenspiel mit der Erzeugungsplanung erfolgen. Ergebnis der Maßnahme ist ein Investitionsplan, bestehend aus einer technischen und wirtschaftlichen Bewertung des Speichers, einer Empfehlung zur Dimensionierung und Standortwahl sowie einer Betriebsstrategie (z. B. Peak-Shaving, KWK-Optimierung oder saisonale Speicherung). Dies schafft die Grundlage, einen Wärmespeicher gezielt in die kommunale Wärmeplanung und die langfristige Dekarbonisierungsstrategie einzubinden und Flexibilitätsgewinne auf Ebene der Erzeugungsanlagen zu realisieren.

Aufwand
Personeller Aufwand
mittel
Zeitlicher Rahmen
mittel
Komplexität
mittel
Ressourcen

Personelle Ressourcen:

  • Projektleitung zur Koordination
  • Technische Fachkräfte zur Bewertung der Speichertechnologien und Standortprüfung
  • Fachkräfte aus Controlling/Finanzen für die Wirtschaftlichkeitsberechnung und Fördermittelprüfung

Materielle Ressourcen:

  • Software zur Betriebssimulation
Möglicher Ablauf
  1. Zieldefinition und Datensammlung
  2. Vergleich geeigneter Speichertechnologien
  3. Wirtschaftlichkeitsanalyse
  4. Bewertung von Flächenverfügbarkeit, Tiefbaukosten und Anbindung an Wärmenetze
  5. Investitionsentscheidung
Risiken
  • Unzureichende oder lückenhafte Lastprofildaten führen zu einer fehlerhaften Dimensionierung des Speichers
  • Fehlende Flächenverfügbarkeit am optimalen Standort führt zu Kompromisslösungen mit höheren Netzanbindungskosten
  • Isolierte Speicherplanung ohne abgestimmte Erzeugungsstrategie führt zu einer suboptimalen Betriebsstrategie und ungenutztem Flexibilitätspotenzial
Erfahrungen aus der Praxis