Netzbetrieb

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Netzbetrieb

Ziele

  • Sicherheit
  • Störungsfreiheit
  • Wirtschaftlichkeit
  • Effizienz

Zur Erreichung der Ziele bedarf es aktueller Informationen zu dem Bestand und Zustand der Anlagen innerhalb eines Fernwärmeverteilnetzes. Wichtige Grundlagen sind hierzu die Dokumentation sowie die Planung von Betrieb und Instandhaltung der Anlagen.

Versorgungs- und Systemsicherheit erfordern Betriebsleistung mit geringstmöglichen Störungen und Ausfallzeiten. Längerfristig kommt der Sanierung und Rehabilitation eines Fernwärmeverteilnetzes besondere Bedeutung zu - andernfalls sorgen Netzausfälle für Ineffektivität sowie Image- und Vertrauensschäden. 

Um einen wirtschaftlichen sowie effizienten Betrieb zu ermöglichen, müssen u.a. die Wasser- und Wärmeverluste eines Fernwärmeverteilsystems so gering wie möglich gehalten werden. Diese werden wesentlich durch wirksame Wärmedämmung sowie kontinuierliche Kontrolle und Steuerung der Anlagen beeinflusst.

Wärmeleitwarte (Quelle:Vattenfall Wärme Berlin GmbH)

Themenschwerpunkte:

Kontinuierliche Überwachung, Kontrolle und insbesondere Sicherheit sind wichtige Punkte beim Betrieb eines Fernwärmeverteilnetzes.

Wärmeversorgungsunternehmen tragen vielfältig Verantwortung als Eigentümer, Betreiber, Auftraggeber, Bauherr und Betriebsführer von Fernwärmeverteilnetzen. Werden die Pflichten als Bauherr und Betreiber an Dienstleister übertragen, so müssen diese eindeutig und umfassend geregelt sein. Neben dem Unternehmen, verantworten die handelnden Personen u. a. die Prozesse Neubau, Übernahme und Betriebsführung, Instandsetzung sowie Stilllegung der Wärmeverteilungsanlagen – wie der Haupt-, Verteil-, Hausanschlussleitungen, Unter- und Übergabestationen nach DIN 4747-1. Bedeutsames Hilfsmittel für Betrieb und Instandsetzung ist eine aussagefähige sowie aktuelle Bestandsdokumentation (AGFW FW 430).

Sicherheitsrelevante Anforderungen sind in den Berufsgenossenschaftlichen Regeln, z. B. DGUV Regel 113-004 und DGUV Regel 103-002, dargelegt. Hierbei sind Arbeitsschritte im Detail den betrieblichen Gegebenheiten anzupassen und in Betriebsrichtlinien und -anweisungen konkret festzulegen.

Die stetige Weiterentwicklung des Energiemarktes wirkt kontinuierlich auch auf die Aufbau- und Ablauforganisation von Wärmeversorgungsunternehmen. In den zuständigen Verantwortungsbereichen erfordert dies eine regelmäßige Überprüfung.

Stand: 16.03.2021-FGa

 

 
Beispielbild Verteilnetz (Quelle: SachsenEnergie | DREWAG)

Fernwärmeverteilnetze sind gemessen an anderen Infrastrukturen relativ „junge“ Systeme. Viele dieser Netze sind erst in den 1960 - 1970iger Jahren entstanden. Der Erhalt der Verteilnetze beschränkte sich zunächst im Wesentlichen auf Wartungen und punktuelle Reparaturen.

Eine zukunftsorientierte, zuverlässige und sichere Wärmeversorgung bedingt eine strukturierte Instandhaltung. Hierzu zählen alle planmäßigen und außerplanmäßigen Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit der Anlagen in einem Fernwärmeverteilnetz. Bedeutsam sind hierbei die Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes sowie der Erhalt, die Wiederherstellung und mögliche Verbesserung des Soll-Zustandes von Verteilnetzanlagen (siehe Bild).

Für einen nachhaltigen Betrieb von Fernwärmeverteilnetzen sind vom Netzbetreiber weitreichende technische und wirtschaftliche Kenntnisse sowie strategische Überlegungen anzustellen, um an bestimmten Zeitpunkten Maßnahmen zur Rehabilitation zu ergreifen. Dazu bedarf es detaillierter Instandhaltungsstrategien der Wärmeversorgungsunternehmen (AGFW FW 114).

Stand : 16.03.2021-FGa
Einteilung der Instandhaltungsmaßnahmen

Die Ermittlung und Bewertung energetischer Bilanzen von Fernwärmeverteilsystemen erfordern eine ganzheitliche Betrachtung und systematische Abgrenzung des gesamten Fernwärmesystems in Bilanzierungsbereiche (siehe Bild).

In einem Fernwärmeverteilnetz wird zunächst die thermischen Energie von der Wärmeerzeugung übernommen, folgend diese über das Fernwärmeverteilsystem weitertransportiert und schließlich an den Wärmekunden übergeben. Bei diesem kontinuierlichen Prozess können auch Übertragungsverluste an thermischer Energie sowie weiteren Hilfsenergien und –medien (z.B. Strom, Wasser) entstehen.

Energieverluste resultieren aus den jeweils „vor Ort“ bestehenden  Rahmenbedingungen, die möglichst genau, d. h. quantitativ und qualitativ, erfasst werden. Beispielsweise haben Größe und Struktur eines Fernwärmeverteilsystem sowie Betriebsweise und Anlagenalter wesentlichen Verlusteinfluss. In einer energetischen Bilanz werden auch sonstige Verluste, beispielsweise Datenerfassungs- sowie -verarbeitungsfehler, zur Bilanzvollständigkeit berücksichtigt.

Stand : 15.02.2021-FGa
 
Systemgrenzen der drei Hauptsysteme eines Fernwärmesystems

Um Fernwärmeverteilnetze kostenoptimal, effizient zu betreiben und zugleich langfristig instand zu halten, ist es bedeutsam, eine Rehabilitationsstrategie zu entwickeln. Dazu ist die Erfassung von Beständen und Schäden sehr wichtig, um daraus beispielweise mögliche Nutzungsdauern von Verlegesystemen beschreiben zu können. Gegenwärtig werden Nutzungsdauern überwiegend geschätzt, umfassende statistische Untersuchungen wurden noch nicht durchgeführt.

Der AGFW hat zur aussagekräftigeren Erfassung und Auswertung von Bestands- und Schadensdaten WEB-basiert eine Bestands- und Schadensdatenbank unter www.agfw-bestand.online seit 2020 in Betrieb. Durch die Beteiligung der AGFW-Mitgliedsunternehmen mit Fernwärmeverteilnetzen an der Datenerfassung wird nach und nach der weitere „Wissensaufbau“ ermöglicht (siehe Beispielbild).

Stand: 16.03.2021-FGa
 
Beispielbild Bestandsauswertung nach Verlegesystemen
Stand:  16.03.2021-FGa