Hintergrundmaterial

Der Bedarf an Fernwärme wird von diversen Variablen bestimmt, insbesondere aber vom Wetter. Die Wärmenachfrage ist bei geringen Temperaturen höher, da Gebäudewärme im kühlen Umfeld schneller abgeben wird. Darüber hinaus wird der Wärmeverlust größer je höher die Windgeschwindigkeiten, je höher die Niederschläge und je weniger Sonneneinstrahlung Gebäude aufwärmt.

Um genaue kurzfristige Prognosen (Day-ahead oder Week-ahead) zu erstellen, ist ein komplexer Ansatz mit einer Vielzahl von Variablen notwendig. Die Modellierung für den NEP 2025 ist jedoch eine langfristige Simulation. Vor allem vor dem Hintergrund des unsicheren Einflusses von weiteren Faktoren wie der Entwicklung der Energieeffizienz und des Konsumentenverhaltens ist es sinnvoll den Wärmebedarf hier vereinfachend als Funktion der Temperatur zu modellieren.

Der tägliche Raumwärmebedarf wird bis zu einer Schwellentemperatur als lineare Funktion täglicher Temperaturen modelliert. Nach Überschreiten der Schwellentemperatur ist der Raumwärmebedarf konstant. Dies entspricht der Annahme, dass sich der gesamte Raumwärmebedarf in eine temperaturunabhängige Grundlast und eine temperaturabhängige Komponente, welche nur ab einem gewissen Schwellenwert nachgefragt wird, unterteilen lässt. Dieser Ansatz ist adäquat um saisonale Schwankungen und Heizgewohnheiten im Sommer und im Winter zu berücksichtigen.

Bei dieser Analyse werden effektive Temperaturen verwendet. Diese Variable wird zu einem Anteil aus der Temperatur eines gegebenen Tages und zu einem Anteil aus der Temperatur des vorherigen Tages zusammengesetzt. Diese Vorgehensweise reflektiert die thermische Trägheit von Gebäuden, d. h. der heutige Wärmebedarf wird auch von der Temperatur des vorherigen Tages beeinflusst.

Die Berücksichtigung einer Schwellentemperatur resultiert daraus, dass Heizsysteme bei Erreichen einer bestimmten Temperatur ausgeschaltet werden und der zusätzliche Bedarf für Raumwärme somit auf null fällt. Nichtsdestoweniger besteht weiterhin ein minimaler Wärmebedarf, welcher unabhängig von der Auβentemperatur in Fernwärmesystemen aufgrund der Warmwassernachfrage vorhanden ist.

Die genannten Parameter werden für den NEP 2025 folgendermaβen definiert:

  • Schwellentemperatur: Die Schwellentemperatur wird bei 16o C festgesetzt. Diese wird mit Hilfe von täglichen Wärmedaten zentraleuropäischer Märkte berechnet.
  • Grundlastwärme: Die temperaturunabhängige Grundlast entspricht 9 % des gesamten Raumwärmebedarfs.
  • Effektive Temperaturgewichtung: Basierend auf der Analyse zentraleuropäischer Märkte wird die Temperatur des vorherigen Tages mit einer Gewichtung von 30 % berücksichtigt.

Für die Modellierung werden die historischen effektiven Tagestemperaturen des Jahres 2011 an einem repräsentativen Standort in dem jeweiligen Fernwärmenetz und die jährliche gesamte Wärmenachfrage der Fernwärmenetze verwendet. Die Anwendung der linearen Raumwärmebedarf/Temperatur-Funktion ermöglicht somit die Bestimmung des täglichen Wärmebedarfs in jedem Fernwärmenetz für das Wetterjahr 2011. Die folgende Abbildung veranschaulicht diese Beziehung zwischen effektiven Tagestemperaturen und täglichem Wärmebedarf.

Aus dem täglichen Wärmebedarf wird anschlieβend ein stündliches Profil entwickelt, dass die tageszeitlich unterschiedliche Erzeugung geeignet berücksichtigt. Es liegt nun ein stündlicher von der Außentemperatur abhängiger Wärmebedarf für jedes Fernwärmenetz vor.