Um das Ziel der EU für den Ausstoß von Treibhausgasen bis 2050 zu erreichen, muss besonderes Augenmerk auf die langfristige Planung und Nachhaltigkeit unserer Wärme- und Kälteversorgung gelegt werden, die 51 % des gesamten Energieverbrauchs in Europa ausmacht. Eine intelligente Kopplung an das Strom- und Gasnetz und andere Infrastrukturen (Abwasser, Kläranlagen, Industrie) in Fernwärmesystemen ist entscheidend für den Aufbau effizienter erneuerbarer und nachhaltiger Energiesysteme. Diese Integrationen bieten ein hohes Maß an Flexibilität und Effizienz, aber durch die Anzahl der technischen Komponenten und potenziellen Wechselwirkungen steigt auch die Komplexität künftiger Fernwärmesysteme.
Moderne Werkzeuge und Methoden zur Simulation von Fernwärmenetzen sind derzeit auf mittelgroße Netze beschränkt. Diese Werkzeuge haben Effizienzprobleme, wenn sie mit großräumigen Modellen von verteilten Systemen konfrontiert werden. Dadurch ist ihre praktische Anwendung für den Entwurf und Betrieb zukünftiger Fernwärmenetze derzeit nur eingeschränkt möglich.
Das Dissertationsprojekt ComRed zielt darauf ab, einen Rahmen zu entwickeln, der die effiziente Modellierung und Simulation groß angelegter, flexibler Fernwärme- und Fernkältesysteme ermöglicht. Es gibt mehrere vielversprechende Methoden für reduzierte Modelle, die effektiv auf mehrere Simulationen eines Netzes angewendet werden können, wobei die Rechenzeit und die Ressourcen erheblich reduziert werden. Dabei handelt es sich um topologische Vereinfachung, Aggregationsmethoden, Reduzierung der Modellordnung und datengesteuerte Modelle. Im Rahmen von ComRed werden Lösungen für die volldynamische Simulation von komplexen Fernwärmenetzen sowie die Kombination und Integration dieser vielversprechenden Methoden und Ansätze in einer robusten, zeiteffizienten und modularen und damit skalierbaren Weise untersucht.
