Eine umweltfreundliche Abwasser-Wärmepumpe wird durch eine neuartige Automatisierung so gesteuert, dass jährlich etwa 3.200 Tonnen Kohlendioxid eingespart werden. So die Idee hinter dem Klimaschutzprojekt „InSekt“ der Universität Duisburg Essen (UDE), der Bergischen Universität Wuppertal sowie der Stadtwerke Lemgo.

Softwareagenten steuern/regeln Anlagen automatisch

Aus Abwasser lässt sich sehr gut Wärme gewinnen – genau das möchten die Stadtwerke Lemgo tun: Sie beginnen demnächst mit dem Aufbau einer großen Wärmepumpe an ihrer zentralen Kläranlage. Dort soll mithilfe von Wind- und Solarenergie Wärme aus dem Abwasser gewonnen und ins örtliche Netz eingespeist werden. Etwa 1.600 Haushalte und Betriebe ließen sich dadurch beheizen und mit warmem Wasser versorgen. Zwar haben Fernwärmenetze einen hohen Wirkungsgrad, es geht aber auch immer Energie verloren, sei es bei der Einspeisung oder dem Transport durchs Leitungssystem. Um die Verluste möglichst gering zu halten, entwickeln die Wissenschaftler beider Universitäten eine neue Betriebsstrategie. So genannte Softwareagenten steuern und regeln die Anlagen automatisch. Diese eigenständig arbeitenden Computerprogramme kennt man etwa aus der industriellen Fertigung – sie in Wärmeversorgungsystemen zu installieren, ist hingegen neu.

Intelligente Kopplung von Strom und Wärme

Die Energietechniker der UDE sorgen im Projekt dafür, dass Messwerte und Faktoren – etwa Netztemperaturen – korrekt berücksichtigt werden und die Anlagen stabil Wärme liefern. Die Wirtschaftsinformatiker der UDE entwickeln die Software weiter und integrieren beispielsweise Netzdaten der Stadtwerke oder aktuelle Wettervorhersagen in das Programm. Die Wuppertaler Fachleute für Elektrische Energieversorgungstechnik bringen ihr Wissen zu den Stromnetzen ein. Da die Wärmepumpe mit einer hohen Leistung (etwa 1,1 Megawatt) versorgt werden muss, wirkt sich das auf die Stabilität des Lemgoer Stromnetzes aus. Dies muss bei der Regelung der Wärmepumpe berücksichtigt werden.  Die drei Projektpartner sind überzeugt, dass sich mit dieser intelligenten Kopplung von Strom und Wärme jährlich um die 3.200 Tonnen Kohlendioxid einsparen lassen. Spätestens im Frühjahr 2021 werden sie wissen, ob sie damit richtigliegen. Anschließend möchten sie die Steuerung mittels Softwareagenten auf andere Anlagen, beispielsweise Solaranlagen, übertragen. So ließe sich künftig überschüssige Solarenergie in das Wärmenetz einspeisen. (fei)