Wien Energie:
Reduzierung der Vorlauf-temperatur um 4 Grad

Seit zwei Jahren optimiert Wien Energie verschiedene Fernwärmenetze mithilfe des Digitalen Zwillings von Gradyent. Dadurch ließen sich Wärmeverluste und CO2-Emissionen verringern sowie Betriebskosten einsparen. Im April 2023 starteten Wien Energie und Gradyent das Projekt zur Wärmepumpenoptimierung, das die Senkung der Temperatur des Wärmenetzes in Oberlaa zum Ziel hat.

Herausforderung

Wien Energie will bei der Fernwärme bis 2040 klimaneutral sein. Die Energieversorgung soll dann zu einem wesentlichen Teil auf Wärmepumpen und geothermischen Energiequellen beruhen. Damit dies möglich ist, muss das gesamte Fernwärmenetz von Wien Energie in großem Umfang transformiert werden. Digitalisierung gilt als entscheidender Faktor. Daher verfolgt Wien Energie einen offenen Innovationsansatz, einschließlich der Umgestaltung und Erneuerung seiner Wärmesysteme.

Lösung

Im Jahr 2021 nahm Gradyent an der Innovation Challenge von Wien Energie teil. Gradyent entwickelte bei diesem Wettbewerb innerhalb von sechs Wochen einen Digitalen Zwilling für eines der fast 600 Sekundärnetze von Wien Energie, um die Optimierung des Temperaturwerts im Fernwärmenetz zu demonstrieren, und ging als Sieger aus der Veranstaltung hervor.

Mit dem Digitalen Zwilling erstellte Gradyent ein digitales Echtzeit-Abbild des gesamten Fernwärmesystems, das geografische, Wetter- und Sensordaten mit physikalischen Modellen und künstlicher Intelligenz kombiniert. Der Digitale Zwilling eröffnete den Einblick in das gesamte System – sogar dort, wo keine Daten oder intelligenten Zähler vorlagen. Nach diesem erfolgreichen Pilotprojekt haben Wien Energie und Gradyent ihre Zusammenarbeit ausgeweitet und für weitere Fernwärmesekundärnetze Digitale Zwillinge entwickelt, um noch mehr Einsparungen und Verbesserungen zu erzielen.

Das Resultat der Integration des Digitalen Zwillings überzeugte Wien Energie vom Potenzial dieses Ansatzes: Bei einer Implementierung in den 20 größten Sekundärnetzen könnte der Energieversorger bis zu 4.000 MWh an Wärme einsparen.

Ergebnisse

Reduzierung von Temperatur, Wärmeverlusten und Betriebskosten

Seit zwei Jahren verringert Wien Energie mithilfe des Digitalen Zwillings von Gradyent die Netztemperaturen in verschiedenen Fernwärmenetzen. Dadurch konnte der Energieversorger Wärmeverluste und CO2-Emissionen reduzieren sowie Betriebskosten einsparen. Beispielsweise ließen sich dank der Integration des Digitalen Zwillings die Temperaturen dynamisch um durchschnittlich 4 °C senken.

Darüber hinaus erhöhte sich die Versorgungssicherheit, und es ergaben sich wertvolle Erkenntnisse über das Potenzial des Fernwärmenetzes in Bezug auf Rücklauftemperaturen, Hydraulik und Pumpeneffizienz. Durch den Digitalen Zwilling erhielt Wien Energie unschätzbare Einblicke in das Verhalten seines Wärmenetzes. Die übersichtliche Darstellung von Anomalien, Warnmeldungen und Wartungsmaßnahmen sowie potenziellen Ersparnissen in den Wärmenetzen macht den Nutzen des Digitalen Zwillings für Wien Energie (be)greifbar.

Erweiterte Wärmepumpenoptimierung für mehr Effizienz und Wertschöpfung

Seit Februar 2023 haben Wien Energie und Gradyent ihre Zusammenarbeit vertieft, um das Fernwärmesystem von Wien Energie weiter zu verbessern: Derzeit wird der Wärmepumpenbetrieb in der Therme Wien optimiert. Durch Reduzierung der Vorlauftemperaturen im Fernwärmenetz funktionieren die Wärmepumpen in diesem Netz effizienter. Das Unternehmen rechnet damit, dass die Wärmepumpen infolge der niedrigeren Vorlauftemperaturen bis zu 10 % weniger Strom verbrauchen. Somit können mit der gleichen Strommenge etwa 10 % mehr Wärme erzeugt werden.

Das Projekt wird vom österreichischen Staat mit Forschungsmitteln gefördert. Die ersten Ergebnisse werden Mitte des Jahres 2023 erwartet.