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"Zufälle lassen sich berechnen"

(vom 21.07.2016)

Studenten des Karlsruher Instituts für Technologie stellen Ergebnisse zum optimierten Betrieb von Wärmenetzen vor – star.Energiewerke sind Seminarpartner

RASTATT. Es geht um energiewirtschaftliche Erkenntnisse, technische Intelligenz für die optimale Steuerung von Wärmenetzen und um wissenschaftliche Berechnung von Wahrscheinlichkeiten: Wer bei der Veranstaltung am Donnerstag (14. Juli) bei den star.Energiewerken nicht vom Fach war, verstand nur „Bahnhof". Die Rede ist von einer Seminarveranstaltung des Lehrstuhls von Professor Karl-Heinz Waldmann am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). In dessen Fokus steht die Auseinandersetzung mit Wahrscheinlichkeitstheorie, Statistik und mathematischer Optimierung. Dabei handelte es sich bei dem, was die fünf Studenten vorgestellt haben, um Antworten auf aktuelle Fragestellungen der Energiewirtschaft: die innovative Nutzung von Blockheizkraftwerken, die primär der Nahwärmeversorgung dienen. Gestellt haben die sehr konkreten Aufgaben die star.Energiewerke. Sie sind Partner des Studentenseminars von Professor Karl-Heinz Waldmann und Dr. André Lust, beide integrieren gerne Beispiele aus der Praxis in Lehre und Forschung.

In diesem Fall handelte es sich um die Herausforderung, Wärmenetze mit Blockheizkraftwerken technisch wie wirtschaftlich optimal zu steuern – und das vor dem Hintergrund der fortschreitenden Energiewende, der gesetzlichen Rahmenbedingungen und niedrigerer Gewinnspannen, wie Olaf Kaspryk, Geschäftsführer derstar.Energiewerke, erklärt. Er fügt an: „Das ist hochkomplex, weil dafür viele Parameter eine Rolle spielen, die im Voraus nicht exakt bekannt sind und dennoch annähernd bestimmt werden müssen." Das Fazit des KIT: „Zufälle lassen sich ziemlich genau berechnen". Und das zeigten ihre vorgestellten Ergebnisse dann auch. In Rastatt wächst der Nahwärmebedarf enorm. „Wir sind beeindruckt von der Qualität und Tiefe der Arbeiten sowie von den innovativen Ansätzen der Studenten", sagt Olaf Kaspryk.

Ausgleichsenergie als neues Geschäftsfeld

Zu den nicht genau planbaren Parametern zählen beispielsweise die Temperatur und das Wetter, aber auch die Einspeiseleistung von Wind- und Photovoltaikanlagen sowie das Verbraucherverhalten. „Bisher ziehen wir statistische Werte der Vorjahre für unsere Prognose heran, das reicht aber nicht mehr aus", erklärt der Geschäftsführer, „je mehr Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird, umso wichtiger sind Puffer und zuschaltbare Abnehmer, die Schwankungen zwischen Bedarf und Angebot im Netz ausgleichen. Für diesen Ausgleich braucht es Regelenergie. Wärmenetze sind ein wichtiges Modul für diese Stabilisierung." Hierzu wollen die star.Energiewerke durch Teilnahme am sogenannten Regelenergiemarkt beitragen. Sie haben bereits in erste Wärmenetze, die über Blockheizkraftwerke betrieben werden, Pufferspeicher integriert. Durch den Puffer können sie die Versorgung ihrer Kunden gewährleisten und bei Engpässen mit ihren Blockheizkraftwerken schnell einspringen und Strom liefern. Umgekehrt dient der Puffer auch als Zwischenspeicher, wenn zu viel Strom im Netz ist. „Regelenergie dient nicht nur der Netzstabilität, sondern ist ein Zusatzgeschäft für Energieversorger, das sie umso dringender brauchen, je schärfer der Wettbewerb und je kleiner die Gewinnspannen werden", informiert Olaf Kaspryk. Das bringe jedoch nur dann schwarze Zahlen, wenn das Gesamtsystem optimal betrieben wird. Und dafür brauche es möglichst passgenaue mathematische Modelle.

Junge Wissenschaftler mit frischen Ideen für die Praxis

„Die Berechnung für den optimalen Einsatz von Anlagen zum Betrieb von Wärmenetzen ist mathematisch hoch anspruchsvoll. Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung fließen hier in großem Maße ein", informiert Alexander Oberst vom Stab der Geschäftsführung der star.Energiewerke, der sich in seiner Bachelorarbeit auch schon mit diesem Thema befasste. Von daher waren die star.Energiewerke sehr gespannt auf die Ausarbeitungen der Studenten. „Es gibt für diese Aufgabenstellung kein Patentrezept", meint er, „die Ergebnisse der Seminararbeiten sind großartig." Und Olaf Kasprykergänzt: „Darunter sind hochspannende Lösungsansätze und sehr saubere Ausarbeitungen. Meine Hochachtung! Solche Leute brauchen wir dringend bei Energieversorgern." Die star.Energiewerke seien offen für neue Ideen. Auch hier hätten junge Leute wieder wertvolle Impulse geliefert, die zu oft neuen innovativen Herangehensweisen und Entwicklungen führen würden. „Neben einer soliden wissenschaftlichen Ausbildung ist eine praxisnahe Anwendung der erworbenen Kenntnisse von großer Bedeutung", betont Dr. André Lust vom KIT, der das Seminar leitete. „Von daher hat es unseren Studenten große Freude gemacht, sich diesen konkreten Aufgaben zu widmen". Es gab drei Seminarthemen: Die erste Gruppe beschäftigte sich mit der Entwicklung einer Wärmebedarfsprognose für ein BHKW-betriebenes Wärmenetz, die zweite um aktuelle Marktentwicklungen der Sekundär-und Minutenreserve im Regelenergiemarkt und die dritte mit bereits am Markt befindlichen Softwarelösungen zur Steuerung von Wärmenetzen. Die größte Herausforderung für die sechs Studenten – allesamt junge Männer – waren fehlende oder sehr schwer beschaffbare Daten aus der Energie-und IT-Branche.

Studenten des Karlsruher Instituts für Technologie stellten am Donnerstag bei den star.Energiewerken ihre Seminararbeiten vor - Antworten und Lösungsansätze für den optimierten Betrieb von Nahwärmenetzen (v. l.: Marco Tholen, Matthias Schmidt, Frederick Rees, Tomasz Gütschow, Professor Karl-Heinz Waldmann, Dr. André Lust, Olaf Kaspryk, Alexander Oberst, Rolf Nungesser
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