Im November vergangenen Jahres ist die Großwärmepumpe in Mertingen in Betrieb gegangen. Sie versorgt seitdem das Wärmenetz der bayerischen Gemeinde mit erneuerbarer Wärme. Das Besondere: Ein angrenzender Photovoltaik-Park liefert direkt den „grünen“ Strom zum Betrieb der Anlage (siehe auch eot 48/2023, Seite 6). Jetzt ein weiterer Meilenstein: Eine intelligente Wärmenetzsteuerung unter Einsatz einer Künstlichen Intelligenz (KI) wurde hinzugeschaltet. So kann das Wärmenetz ökonomischer betrieben und das Stromnetz entlastet werden. Beim Tag der offenen Tür für Kommunen präsentierten die GP JOULE GmbH, Reußenköge, und die ProTherm Mertingen GmbH die neue Technik.
Die Künstliche Intelligenz prognostiziert den Wärmebedarf sowie den Stromertrag aus dem angrenzenden Photovoltaik-Park und gibt den Fahrplan für die Wärmepumpe sowie die Betriebsweise des Wärmenetzes vor. Wie viel Wärme wird gerade produziert und direkt ins Wärmenetz gespeist? Wie viel Wärme wird gespeichert? Welcher Bedarf muss in den kommenden Stunden und Tagen gedeckt werden? Die Künstliche Intelligenz soll die Antworten finden und so den Energieverbrauch, das Speichern und Abgeben von Wärme optimieren. So wird nie zu viel, aber auch nie zu wenig Energie genutzt, gespeichert oder ins Nahwärmenetz eingespeist.
Die Technik, die dahintersteckt, besteht aus einem „Digital Twin“, einem digitalen Zwilling, der das reale Wärmenetz nahezu identisch digital spiegelt, einem „Machine Learning“-Algorithmus, der aus den Daten lernt und damit die Prognoseergebnisse stetig verbessert, und einem „Optimierer“, der alle künftig möglichen Szenarien berechnet und davon das wirtschaftlichste und gleichzeitig nachhaltigste auswählt.
Ende April 2024 wurde die KI hinzugeschaltet. In dieser Zeit hat sie schon sehr viel gelernt. Dr. Matthias Stark, der als Leiter Anlagentechnik, Betriebsführung und Service der GP JOULE zusammen mit seinem Team die KI entwickelt hat, ist sehr zufrieden – Prognose und der wirklich eigetretene Ist-Zustand nähern sich immer weiter an.
Stromspeicherung wird mit dem Ausbau der Erneuerbaren immer wichtiger
Mit dieser Technik leistet das Unternehmen laut Heinrich Gärtner, GP JOULE-Mitgründer und Chief Technology Officer, einen großen Beitrag zur Entlastung des Stromnetzes. Die wetterabhängige Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, mit Spitzen an sonnigen und windigen Tagen, bringt das Netz mitunter an seine Grenzen. Die Folge: Erneuerbare-Energien-Anlagen werden abgeschaltet. Intelligente Stromabnehmer wie die Großwärmepumpe in Mertingen können genau das verhindern: indem sie dann Strom abnehmen, wenn besonders viel zur Verfügung steht. Daher wird es mit zunehmendem Ausbau der Erneuerbaren immer wichtiger, Energie zu speichern, erklärt H. Gärtner. In Mertingen passiert das in Form von Wärme. Das ist eine effektive Methode, um kostengünstig große Energiemengen für eine spätere Nutzung einzuspeichern. Zwei große Pufferspeicher mit einem Fassungsvermögen von jeweils 84.000 Litern Wasser übernehmen das.
Beim Tag der offenen Tür für Kommunen machten sich viele Gäste vor Ort ein Bild von der Innovation. Das Interesse war groß, denn das neue Wärmeplanungsgesetz nimmt vor allem Kommunen in die Pflicht. Sie müssen eine kommunale Wärmeplanung aufstellen und strategisch planen, wie sie künftig ihren Ort klimaneutral mit Wärme versorgen wollen. Diese Erfolgsgeschichte in Mertingen kann aus Sicht von Jörg Baumgärtner, der als Geschäftsführer der Wärmenetz-Betreibergesellschaft ProTherm Mertingen und als Kämmerer der Gemeinde seit der Planung des ersten Wärmenetzes in Mertingen dabei ist, als Blaupause dienen.
