IEA DHC Annex Task Shared 6

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IEA DHC TS 6

Zustandsanalyse, Alterung, Nutzungsdauer Progrnose und Asset Management von Fernwärmeleitungen

Dezember 2023

Laufzeit: 01. April 2022 - 31. März 2026

Bisherige Ergebnisse, Ankündigungen zu Events und weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Webseite der IEA DHC.

Nicht nur in Deutschland ist für Fernwärmeversorger die Zustandsanalyse und Lebensdauerprognose der Rohrleitungen ihrer Wärmenetze ein wichtiges Instrument für verbesserte Asset Management Simulationen, gezielte Instandhaltungsstrategien und geeignete Investitionsentscheidungen in das Wärmenetz. Deshalb arbeiten internationale und nationalen Partner im Rahmen der  Kooperation „IEA DHC“ daran, die aktuellen Forschungsergebnisse und Praxiserfahrungen zu bündeln sowie vielversprechende Ansätze für die europäische Normung zu qualifizieren.

Hauptziele der Arbeitspakete (Subtasks):

  • Subtask A: Verlässliche Methoden zur Zustandserfassung und -bewertung als Grundlage für Abschätzungen der Nutzungsdauer..
  • Subtask B: Alterung und entscheidende Alterungsmechanismen speziell für jeden Werkstoff als Grundlage zur Zustandsbewertung und Lebensdauerprognose von Fernwärmerohren.
  • Subtask C:Die Vorhersage der Lebensdauer eines Fernwärmesystems ist eine Herausforderung, da es eine Vielzahl von Degradationsmechanismen in Materialien auf Polymerbasis, Metallen und Beton gibt (einschließlich thermischer, chemischer und mechanischer Degradation und auch kombinierter Effekte). Das übergeordnete Ziel von ST C ist die Ausarbeitung geeigneter mathematischer Modelle, die eine Extrapolation von Kurzzeitdaten zur Vorhersage der Nutzungsdauer von Fernwärmesystemen ermöglichen.
  • Subtask D: Schaffung eines Rahmens für das Asset Management (AM) für die anderen vier Arbeitspakete im TS 6, um kurz- und langfristig wirksame und nachhaltige AM-Entscheidungen zu ermöglichen.
  • Subtask E: Auswirkungen von Maßnahmen des Transformationsprouzesses bzw. zukünftigen Betriebswesien von Wärmenetzen auf die Niutzungsduaer der Fernwärmeleitungen imn bestehenden Netzen.

 

Ziel des Projektes ist die Verknüpfung laufender und zukünftiger nationaler Forschungsvorhaben zum Thema Lebensdauer und Alterung von Wärmenetzen. Der wissenschaftliche Austausch von Forschungsergebnissen soll einerseits dazu beitragen, das zielführende und vielversprechende Ansätze weiterentwickelt werden, um darauf aufbauend verbesserte Modelle zur Berechnung der Nutzungsdauer zu erarbeiten. Andererseits ist davon auszugehen, dass durch die internationale Zusammenarbeit eine breitere Akzeptanz seitens europäischer Normungsgremien für die Ergebnisse entsteht und somit die Migration der Ergebnisse in die europäische Normung beschleunigt wird. Die Inhalte und Ziele des Projektes werden in den verschiedenen Phasen bis zum Projektstart auf Grundlage der Expertise der Teilnehmenden präzisiert und in detaillierter Form ausgearbeitet.

Forschungsmessstrecke Chemnitz während der BAuphase und vor der Inbetriebnahme (2017), Quelle: AGFW

Infolge von betriebsbedingten Beanspruchungen stattfindende Alterungsprozesse und darauf aufbauende materialbasierte Nutzungsdauermodelle für verschiedene Rohrsysteme von Fernwärmenetzen sind elementarer Bestandteil des Asset Management von Fernwärmesystemen. Je näher die Betriebsdauer eines Trassenabschnittes der Nutzungsdauer gemäß der Dimensionierung des eingesetzten Rohrsystems kommt, desto größer wird das Bedürfnis des Versorgungsunternehmens die Restnutzungsdauer zu bestimmen und Instandsetzungs- sowie Rehabilitationsmaßnahmen in Verbindung mit betriebswirtschaftlichen Zielen zu optimieren.

Des Weiteren ist der Ist-Zustand des Wärmenetzes und die präziserer Kenntnisse zulässiger Belastungen für die Ausarbeitung von Transformationsstrategien für bestehende Fernwärmesysteme hin zu einem höheren Anteil an erneuerbaren Wärmeerzeugungsanlagen von Bedeutung.

Die Verbesserung von Methoden zur Zustandsbewertung, von ingenieurtechnischen Modellen zur Lebensdauerabschätzung verschiedener Rohrsysteme und die Weiterentwicklung bestehender Asset-Management-Tools für Fernwärmenetze sind deshalb Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Langfristiges Ziel ist es durch die Forschungsergebnisse zur Weiterentwicklung nationaler und europäischer Normen beizutragen.

Neben den klassischen, direkt von IEA DHC finanzierten Förderprojekten können über IEA DHC auch internationale Kooperationsplattformen gestartet werden. Solche Plattformen erhalten keine Fördermittel von IEA DHC, sondern verknüpfen unterschiedliche nationale Forschungsvorhaben mit dem Ziel gemeinsame Publikationen von internationaler Relevanz zu erstellen.

Grundidee des IEA DHC Task Shared Annexes ist der wissenschaftliche Austausch von Forschungsergebnissen zum einem definierten Thema. Dabei werden die Projektidee (Thematik), Ergebnisse verschiedener Bearbeitungsphasen und die abschließenden Projektergebnisse dem Executive Commitee des IEA DHC präsentiert und erhalten eine entsprechende Freigabe des Gremiums. Bis zum Start des Projektes werden eine „Definition Phase“ (ca. 6 Monate) und die „Preparation Phase“ (ca. 12 Monate) durchlaufen.