Webrelaunch 2020

Mathematische Methoden für die Optimierung von Nahwärmenetzen und Erdwärmespeichern (MONES)

Allgemeine Informationen

Projekt im BMBF-Förderschwerpunkt "Mathematik für Innovationen"
Laufzeit: 2022 bis 2025

Verbundpartner

  • Prof. Dr. Nicole Bäuerle
  • Prof. Dr. Ralf Wunderlich (Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Verbundkoordinator)
  • Prof. Dr. Gerd Wachsmuth (Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg)

Projektbeschreibung

Eine vollständige Projektbeschreibung finden Sie hier (Webseite unseres Verbundpartners BTU).

Ein Erdwärmespeicher unter einem Wohngebäude
Ein Erdwärmespeicher unter einem Wohngebäude

Teilprojekt: Markovsche Entscheidungsprozesse für die optimale Steuerung eines Nahwärmenetzes

Die Produktion von Wärme erfolgt derzeit noch zu einem großen Teil durch Verbrennung fossiler Energieträger (Öl, Gas, Kohle) und führt sowohl zu einem erheblichen CO₂-Ausstoß als auch zu einer Energieabhängigkeit von anderen Staaten. Die Energiewende und Dekarbonisierung sowie die Gestaltung nachhaltiger Energiesysteme kann nur gelingen, wenn nicht nur die Stromproduktion, sondern auch die Wärmeversorgung umgebaut wird. Im Teilprojekt des KIT steht die makroskopische Sichtweise auf Nahwärmenetze im Vordergrund. Es sollen Ausgleichsmöglichkeiten durch dezentrale Pufferspeicher bewertet, Skalenvorteile durch die Netzgröße analysiert und Vorschläge zur Preisgestaltung des Wärmemengenbezugs- bzw.\ der -generierung gemacht werden, die eine Netzsteuerung nach sich ziehen, die möglichst wenig CO₂-Emissionen erzeugt. Um fundierte Antworten auf die aufgeworfenen Fragen zu geben, sollen im Projekt die mathematische Modellierung und die Entwicklung von digitalen Zwillingen der genannten Energiesysteme erfolgen und die stochastischen Steuerprobleme mit Methoden der Markovschen Entscheidungsprozesse und des Reinforcement learnings gelöst werden.

Ein kaltes Nahwärmenetz mit Erdwärmespeicher
Ein kaltes Nahwärmenetz mit Erdwärmespeicher