Sektorenkopplung im Wärmenetz

Sektorenkopplung beschreibt die intelligente Verknüpfung der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität, um Energie effizient und möglichst lokal zu nutzen. Sektorenkopplung im Wärmenetz schafft die Voraussetzung für vernetzte, wirtschaftliche und flexible Energielösungen. Energiefluss-Simulationen helfen, komplexe Systeme bedarfsgerecht zu planen.

Illustration zeigt die verschiedenen Schnittstellen der Sektorenkopplung zwischen den Sektoren Wärme, Verkehr und Strom als Beispiel für Sektorenkopplung im Wärmenetz
© AIB, (KI-gestützte Visualisierung)

Sektorenkopplung macht Wärmenetze wirtschaftlich und effizient

Steigende Preise und eine zunehmend volatile erneuerbare Stromproduktion stellen insbesondere Wärmenetzbetreiber vor neue Aufgaben. Wie lassen sich Versorgungssicherheit, wirtschaftliche Effizienz und Klimaschutzziele sinnvoll miteinander verbinden?

Die Antwort darauf liefert die Sektorenkopplung, denn besonders in Wärmenetzen eröffnen sich attraktive Potenziale durch Windenergieanlagen (WEA), PV-Anlagen und Wärmepumpen. Energieflüsse können so bedarfsgerecht und flexibel gesteuert, Verluste reduziert und Kosten gesenkt werden.

Übrigens: Auch außerhalb der reinen Wärmenetz-Optimierung lassen sich die verschiedenen Sektoren verknüpfen und Effizienzvorteile im Energiesystem erzielen.

Das tun wir für Sie

Wir dimensionieren Ihr neues Wärmenetz oder optimieren Ihre bestehenden Wärmenetze, indem wir die verschiedenen Sektoren intelligent miteinander koppeln, die Komponenten aufeinander abstimmen und das System mit externen Faktoren wie z.B. Strompreis oder Wetterprognosen in Einklang bringen. Jedes Projekt erhält die maßgeschneiderte Lösung, die genau zu seinen Randbedingungen passt – für maximale Effizienz, Flexibilität und Klimaschutzwirkung.

Energiesimulationen helfen uns, Ihr Projekt ganzheitlich und systemisch zu optimieren – vom ersten Konzept bis zur konkreten Umsetzung. Mit präzisen Energiefluss-Simulationen im 15-Minuten-Takt und unter Berücksichtigung unterschiedlicher Strom- und Brennstoffpreise entwickeln wir Lösungen, die Ihren Zielen entsprechen: technisch und ökonomisch.

Systemverhalten ganzheitlich betrachten. Mit Energieflusssimulationen.

Energiefluss-Simulationen berücksichtigen verschiedene tagesaktuelle, individuelle sowie standardisierte Parameter, um systemische Zusammenhänge abzubilden. Sie bilden die Grundlage für eine optimale Dimensionierung und Einsatz- sowie Kostenoptimierung eines ganzheitlichen Energiesystems.

Wussten sie schon?

Für Ihr Konzept vereinen wir Wissen aus allen relevanten Fachrichtungen: Heizungstechnik, Elektrotechnik, Batteriespeicher, Solartechnik, Wärmenetze sowie rechtliche Rahmenbedingungen. So entsteht ein interdisziplinärer Ansatz, der Potenziale aufdeckt, Kosten optimiert und zugleich nachhaltige, zukunftssichere Konzepte liefert.

Unsere Leistungen im Bereich Sektorenkopplung

  • Speicheroptimierung und Fahrweise von Großwärmepumpen
    Strommarktorientierte und kosteneffiziente Nutzung Ihrer Anlagen durch Optimierung von Speichersystemen und Entwicklung von passenden Betriebsstrategien für Großwärmepumpen.
  • Integration von PtH-Modulen (Power-to-Heat-Modulen)
    Einbindung von strommarkorientierten Power-to-Heat-Modulen, um überschüssige Energie effektiv zu nutzen. Auch als Aufbau für Redundanzysteme einsetzbar.
  • Einbindung von Windstrom in Wärmenetze
    Unsere Konzepte ermöglichen die direkte Nutzung von Windstrom in Wärmenetzen. Mit intelligenter Steuerung und Sektorkopplung erhöhen Sie die Nachhaltigkeit und Stabilität Ihrer Energieversorgung
  • Auslegung von iKWK-Systemen (innovative Kraft-Wärme-Kopplung-Systeme)
    Planung und Dimensionierung innovativer Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme (iKWK), abgestimmt auf Ihre individuellen Anforderungen und Marktbedingungen. Wirtschaftlich und effizient.
  • Individuelle Fragestellungen
    Sie haben spezielle Herausforderungen oder komplexe Themen? Unsere Expert:innen entwickeln individuelle Lösungen – praxisnah, zukunftssicher und effizient.
© Agentur für Erneuerbare Energien

Mit mehr Strom aus erneuerbaren Energien braucht unser Energiesystem mehr Flexibilität. Diesea nimmt Überangebote aus Sonnen- oder Windenergie auf und speist sie zu anderen Zeiten zurück ins Netz. Dieser Film der Agentur für Erneuerbare Energie aus dem Jahr 2008 ist weiterhin erstaunlich aktuell. Hier erklären Stromnetz- und Wärmenetzbetreiber:innen, warum Strom- und Wärmenetze flexibilisiert werden müssen und geben Ideen, wie dies funktionieren kann.

Die wichtigsten Fragen zum Thema Sektorenkopplung und Energieflusssimulation

Was ist Sektorenkopplung und warum ist sie wichtig für unser Wärmenetz?

Sektorenkopplung (oder auch Sektorkopplung) beschreibt die intelligente Verknüpfung von Strom, Wärme und Mobilität, um Energie effizient zu nutzen und die Versorgungssicherheit zu erhöhen. Für Wärmenetze bedeutet das, dass erneuerbarer Strom aus Wind- oder PV-Anlagen gezielt in Heizsysteme, Wärmespeicher oder Power-to-Heat-Anlagen eingespeist und bei Bedarf oder zum idealen Zeitpunkt abgerufen werden kann. So lassen sich Betriebskosten senken, Energieflüsse optimieren und Klimaziele vor Ort erreichen.

Wie helfen Energiefluss-Simulationen bei der Planung von Sektorenkopplung?

Energiefluss-Simulationen ermöglichen es, Strom- und Wärmeflüsse im 15-Minuten-Takt abzubilden und verschiedene Betriebsstrategien simulativ zu testen. Für Stadtwerke oder Gemeinden mit Wärmenetzen sind sie entscheidend, um die optimale Nutzung von PV-Anlagen, Wärmepumpen, Batteriespeichern und Ladeinfrastruktur zu planen. So lassen sich die verschiedenen Varianten, die die Sektorkopplung bietet, aufzeigen. Einsparpotenziale, Lastspitzen oder Engpässe werden frühzeitig erkannt, die Energieversorgung kann effizient gesteuert werden.

Wie kann Sektorenkopplung die Kosten senken?

Durch die intelligente Kopplung von Strom, Wärme und Speichertechnik lassen sich Lastspitzen vermeiden und überschüssiger Strom aus Wind- oder PV-Anlagen gezielt nutzen. Energiefluss-Simulationen zeigen, wann es sinnvoll ist, Wärmespeicher oder Power-to-Heat-Anlagen zu betreiben. Eine Verknüpfung mit Preisprognosen oder tatsächlichen Preise aus dem Strommarkt bringen neben dem technischen auch den wirtschaftlichen Aspekt für die Sektorkopplung ein, indem Stromflüsse auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten gesteuert werden. Für Stadtwerke und Gemeinden führt das zu optimierten Energieflüssen, geringeren Betriebskosten und einer höheren Versorgungssicherheit.

Unsere Projekte aus dem Bereich Sektorenkopplung für Wärmenetze

Sektorenkopplung Wärmenetz

Elektrodenkessel im Fernwärmenetz: Wirtschaftliche Analyse für den strommarktdienlichen Betrieb

Im Rahmen der Dekarbonisierung der Fernwärmeerzeugung auf Sylt untersuchte Averdung den strommarktdienlichen Einsatz eines 5-MW-Elektrokessels im Fernwärmenetz der Energieversorgung Sylt. Im Fokus standen die wirtschaftliche Integration über EPEX-Spotmarkt und Regelenergie sowie die Nutzung von Photovoltaik und §13k EnWG zur Optimierung des Anlagenbetriebs.

Unsere Experten Sektorenkopplung und Simulationen

Portrait Lena Mareike Mierendorff
nachhaltige Quartiersentwicklung
Portrait Joachim Kohrt
Wärmenetze und Energieinfrastruktur