Ausgabe 10/2018

Im DVGW-Forschungsvorhaben „Transformationspfade zur Treibhausgasneutralität der Gasnetze und Gasspeicher nach COP 21“ (DVGW-Fördernummer G 201624, vormals G 1/01/16) wurden der mögliche Beitrag als auch kostenoptimale Transformationspfade der Gasinfrastruktur auf dem Weg in eine treibhausgasneutrale Energieversorgung untersucht. Die erneuerbaren Gase aus Power-to-Gas können bis zum Jahr 2050 für etwa 45 Mrd. Euro Mehrkosten integriert werden. Im Vergleich der Technologiepfade wird mit Fokus auf die Gasinfrastruktur dabei vorwiegend Wasserstoff (EE-PtG-H2) genutzt. Die Nutzer der Gasinfrastruktur, Gasanwender in den Sektoren Wärme, Strom und Verkehr wie auch die Wasserstofferzeugung, wurden im Rahmen dieser Arbeit noch nicht mit einbezogen.

Gert Müller-Syring, Marco Henel, Marek Poltrum, Anja Wehling, Elias Dannenberg, Josephine Glandien, Prof. Dr.-Ing. Hartmut Krause (alle: DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH), Fabian Möhrke, Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek (beide: Bergische Universität Wuppertal) & Felix Ortloff (DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut)

Damit die Bundesrepublik Deutschland ihre Klimaschutzziele erreicht, muss sie den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung bis 2030 von heute 33 Prozent auf zukünftig 65 Prozent steigern. Dieses Szenario macht einen massiven Ausbau der installierten Kapazitäten von Solar- und Windstrom von je 10 Gigawatt (GW) jährlich notwendig. Dies bedeutet jedoch, dass das Energiesystem der Zukunft durch eine steigende Volatilität gekennzeichnet sein wird. In einem solchen Energiesystem mit einem hohen Anteil schwankender Ökostromerzeugung ist folglich der Ausbau von Speichern und Sektorenkopplung unumgänglich. Besonders vielversprechend ist dabei die Konvertierung von Strom aus erneuerbaren Quellen in Wasserstoff. Wie dieser Energieträger in einen kommunalen Kontext eingebettet werden kann, hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit Partnern im Projekt „Kommunaler Energieverbund Freiburg“ erprobt.

Christopher Voglstätter & Dr. David Fischer (beide: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE)

Die große Frage künftiger Energiesysteme ist: Wie müssen sie konzipiert sein, um trotz volatiler Stromerzeugung durch Wind und Sonne stabil zu bleiben? Ein wichtiger Aspekt bei der Lösung dieser Fragestellung sind Power-to-X-Technologien. Armin Schnettler, Leiter der Siemens-Konzernforschung zu Energie und Elektronik, sowie Gabriele Schmiedel, Leiterin von Hydrogen Solutions bei Siemens, sprechen im Interview mit der Redaktion der „DVGW energie | wasser-praxis“ über Funktionsweise, Chancen und Perspektiven der Technologie.

Power-to-Gas-Anwendungen gewinnen durch die Energiewende zunehmend an Bedeutung, stellen jedoch hohe Anforderungen an die technische Umsetzung. Die Entwicklung kostengünstiger und toxikologisch unbedenklicher Katalysatoren und eines robusten Verfahrens bieten Möglichkeiten, den bestehenden Herausforderungen zu begegnen und neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen, wie der Beitrag zeigt.

Michael Kühn, Dr.-Ing. Jörg Nitzsche, Prof. Dr.-Ing. Hartmut Krause (alle: DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH), Johann Kirchner & Prof. Dr. Sven Kureti (beide: TU Bergakademie Freiberg)

Wasserversorgungsunternehmen bietet sich durch die Digitalisierung die Chance, eigene Prozesse zu optimieren, die Betriebsführung weiter zu verbessern und gleichzeitig die Versorgungsqualität auf dem gewohnt hohen Niveau sicherzustellen. Dies setzt gleichwohl voraus, dass die Branchenakteure den eigenen digitalen Reifegrad kennen und daraus individuelle Handlungsoptionen ableiten. In einem F&E-Vorhaben entwickelt das IWW Zentrum Wasser vor diesen Hintergrund derzeit ein standardisiertes Reifegradmodell Wasserversorgung 4.0. Über die ersten Erkenntnisse hierbei berichtet der vorliegende Fachbeitrag.

Andreas Hein (IWW Zentrum Wasser)

Um einen wirtschaftlichen Betrieb von Erdgasspeichern sicherstellen zu können, setzen zahlreiche Speicherbetreiber heute verstärkt auf kurzfristige Bewirtschaftungsstrategien. Diese erhöhen gleichwohl die Anforderungen an das Nominierungs- und Fahrplanmanagement, mit dem die Gasspeicher betrieben werden. Der Beitrag stellt vor diesem Hintergrund Speichermanagementsysteme vor, die den Betreiber bei der Optimierung der energiewirtschaftlichen Prozesse unterstützen können.

Susanne Rothkamp, Frank Metzger (beide: Trianel Gasspeicher Epe GmbH & Co. KG) & Torsten Clausnitzer (PIXEL GmbH)

Die Digitalisierung hat innerhalb weniger Jahre Einfluss auf nahezu alle Lebensbereiche genommen. Von der geänderten Erwartungshaltung der Kunden sind mehr oder weniger alle Branchen betroffen. Um dem steigenden Kostendruck zu begegnen, sind die Unternehmen gezwungen, ihre internen Prozesse so optimal wie möglich zu gestalten. Eine moderne und leistungsfähige IT-Landschaft, verbunden mit qualitätsgesicherten Daten, ist eine der Voraussetzungen zum Bestehen der zukünftigen Anforderungen am Markt. Dieser Beitrag zeigt u. a., welchen Weg die VSE AG für ihre beiden Netzgesellschaften gewählt hat.

Markus Lermen (energis-Netzgesellschaft mbH)

Smart Water Networks, Smart Metering und Big-Data-Analysen machen auch die Wasserwirtschaft immer digitaler. In der Anlagensicherung überwiegen indes noch mechanische Schutzvorrichtungen. Dabei können intelligente Videosicherheitssysteme einen digitalen und aus der Ferne überwachbaren Schutzschild für neuralgische Punkte in der Trinkwasserversorgung schaffen, der terroristische Angriffe, Sabotage und Vandalismus bereits vor der Tat aufdeckt. Was machbar ist, wird auch irgendwann versucht – wissen Sicherheitsexperten und schließen mögliche Lücken im Krisen- und Risikomanagement bei Stadtwerken und Wasserversorgern.

Thomas Hermes & Timo Tertocha (beide: Securiton GmbH)

Die Zustandsbewertung von Rohrleitungen kann Wasserversorger in die Lage versetzen, die Planung von Erneuerungen und Instandsetzungen im Sinne eines ökonomisch tragfähigen Asset-Managements umzusetzen. Moderne Methoden zur In-Pipe-Fehlstellendiagnostik können im laufenden Betrieb zwar wichtige Informationen zur Beschaffenheit einer Rohrleitung liefern, sind aber in der Anwendung oft noch unwirtschaftlich und mitunter hygienisch bedenklich. Dieser Herausforderung stellten sich Anfang des Jahres Experten verschiedener deutscher und niederländischer Wasserversorger auf Einladung der Harzwasserwerke in Hildesheim, um im Rahmen einer „High-Tech-Initiative Trinkwasser“ gemeinsam mit internationalen Technologieanbietern die Praxistauglichkeit vorhandener Lösungen zu bewerten und Pilotanwendungen mit konkreten Fragestellungen vorzubereiten.

Dr. Bastian Piltz (Isle Utilities), Dr.-Ing. Wolf Merkel (IWW Zentrum Wasser) & Dr. Christoph Donner (Harzwasserwerke)

Schon seit Jahrhunderten macht sich der Mensch die Kraft des Wassers zu Nutze, um Energie zu erzeugen. Und so verwundert es nicht, dass die Wasserkraft global betrachtet auf Platz zwei der Energielieferanten aus regenerativen Ressourcen steht. Dass auch die Trinkwassernetze über ein nicht unerhebliches Potenzial für die Energieerzeugung verfügen, zeigt der folgende Beitrag.

Stephanie Kracht (Saint-Gobain PAM Deutschland GmbH)

Nicht nur das Wasserversorgungsunternehmen ist in der Pflicht, die Vorgaben zur Qualität einzuhalten. Was allgemein kaum bekannt ist: Jeder Hauseigentümer/Vermieter ist von der Schnittstelle der Übergabe bis zur Entnahme des Wassers als Betreiber der Trinkwasserinstallation verantwortlich – die letzten Meter entscheiden!

Alexander Freygang (SWP Stadtwerke Pforzheim GmbH & Co. KG)

Nordrhein-Westfalen braucht eine gut aufgestellte Wasserforschung, um den heutigen und künftigen Herausforderungen im Land sowie auf nationaler und internationaler Ebene gewachsen zu sein. Um einen Überblick über die entsprechende Forschungslandschaft in NRW zu erhalten, wurde im August 2017 ein Online-Fragebogen an Universitäten, Fachhochschulen, An-Institute und weitere Forschungseinrichtungen adressiert. Durch die Auswertung der Antworten ist es erstmals gelungen, einen detaillierten und disziplinenübergreifenden Überblick über Personalstruktur, Themenschwerpunkte, Vernetzung, Kooperation sowie Drittmittel der Wasserforschung in NRW zu erhalten. Der Beitrag stellt die wesentlichen Ergebnisse der Untersuchung vor.

Dr.-Ing. Viktoria Berger, Dr. Ulrike Düwel, Benoît Reuschel (alle: Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen), Dr.-Ing. Wolf Merkel (IWW Zentrum Wasser), Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf (RWTH Aachen) & Prof. Dr.-Ing. Mathias Uhl (FH Münster)

Mit der Roadmap Wasserforschung 2025 hat der DVGW-Forschungsbeirat Wasser eine strukturierte Forschungsstrategie verabschiedet, um Innovationen in der Wasserbranche entsprechend den Anforderungen der Praxis weiter voranzutreiben. Der DVGW und seine Mitgliedsunternehmen richten mit der Forschungsstrategie 2025 ihre Forschungsziele auf die bestehenden und künftigen Herausforderungen und Chancen für den Wassersektor mit adäquaten, zukunftsweisenden und robusten Lösungen und Entwicklungen aus. In diesem Beitrag werden Eckpunkte der Entstehung und Ergebnisse der neuen Roadmap Wasserforschung beschrieben.

Hier lesen: Beschreibung des Zukunftsbildes (Vision)

Dr. Josef Klinger, Dr. Uwe Müller (beide: TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser), Dr.-Ing. Wolf Merkel, Dr. David Schwesig (beide: IWW Zentrum Wasser) & Frank Gröschl (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V.)

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