Wärmeverbund planen und auslegen, in einem einzigen Modell.
Die Optimierungs-Engine von Sympheny dimensioniert das Netz, wählt den Erzeugungsmix und staffelt den Ausbau im selben Lauf. So vergleichen Ihre Ingenieure Kosten gegen CO₂ auf echten Stundenlastgängen und übergeben Stakeholdern ein finanzierbares Konzept.
Jedes optimierte Netzszenario in einer Grafik: Lebenszykluskosten gegen CO₂, aus einem einzigen Projekt.
Warum Entscheidungen zum Wärmeverbund schwer richtig zu treffen sind.
Die günstige und die saubere Lösung sind selten dieselbe
Dekarbonisierungsziele drängen zu erneuerbarer Erzeugung, das Budget in die andere Richtung. Wenn ein Wärmepumpennetz, Abwärme und eine gasgestützte Variante nacheinander verglichen werden, prüfen die meisten Teams eine Handvoll Kombinationen, obwohl der Entscheidungsraum in die Dutzende geht.
Das Netz wird festgelegt, bevor es verstanden ist
Temperaturniveau, Trassenführung und Anschlussreihenfolge werden oft früh und aus dem Bauch heraus gewählt, weil eine saubere Modellierung von Hochtemperatur-, Niedertemperatur- und Anergievarianten unter Termindruck zu lange dauert. Diese frühe Wahl bindet die Kosten über die gesamte Lebensdauer.
Eine Tabellenkalkulation überzeugt niemanden mehr
Fördergeber, Gemeinden und Planungsverfahren wollen die Belege hinter den Zahlen. Ein Modell, das niemand ausserhalb des Teams nachvollziehen kann, gewinnt weder den Auftrag noch die Förderung wie früher.
Bewährt vom einzelnen Ausbau bis zur ganzen Stadt.
Fernwärmeausbau über 74 Gebäude, fünf Kandidaten-Netzabschnitte und drei Anlagen. Drei von vier Szenarien waren profitabel bei über 80% erneuerbarer Versorgung, mit gestaffelter Baureihenfolge.
Fallstudie lesenEin Niedertemperatur-Thermonetz auf Fluss- und Grundwasser, über sechs Hubs modelliert und gegen mehr als 30 Preis- und Bedarfsszenarien getestet.
Fallstudie lesenEine stadtweite Versorgungsstrategie über eine Energiebezugsfläche von 3,2 Mio. m², die eine CO₂-freie Versorgung bis 2035 zu Lebenszykluskosten vergleichbar mit 2018 bestätigt.
Fallstudie lesenEin Netto-Null-Gewerbepark-Konzept mit rund 75% weniger CO₂ bei rund 20% niedrigeren Lebenszykluskosten als die konventionelle Referenzplanung.
Fallstudie lesenEin Multi-Energie-Hub-Modell, von der Wärmequelle bis zur Anschlussreihenfolge.
Netzabschnitte, Anlagenbetrieb, Technologiemix und Anschlusszeitpunkt liegen in derselben gemischt-ganzzahligen Optimierung, gelöst in stündlicher Auflösung über ein volles Referenzjahr. Nichts wird über getrennte Studien hinweg verglichen, die auf unterschiedlichen Annahmen beruhen.
Das Netz ist eine Entscheidungsvariable, kein fester Input.
Zeichnen Sie Hubs und Kandidatenabschnitte auf einer echten GIS-Karte. Länge und Trassierungskosten werden aus der Karte gemessen und fliessen direkt in die Optimierung. Die Engine entscheidet, welche Abschnitte gebaut werden, in welcher Reihenfolge und welche bidirektional betrieben werden, statt dass Sie ein Layout skizzieren und von Hand kalkulieren.
- Kandidatenabschnitte und Hubs auf einer GIS-Grundkarte, CAPEX aus gemessener Länge
- Baureihenfolge und Etappierung von der Optimierung geliefert, nicht angenommen
- Bidirektionaler Betrieb und Anschluss an ein bestehendes Netz explizit modelliert
Jede Wärmequelle und Anlage, im selben Lauf mitoptimiert.
Wärmepumpen, Abwärmenutzung, Biomasse, Gas-Spitzenlast, Speicher und bestehende Anlagen gehen als Kandidaten ein. Saisonale Leistungszahl-Profile (COP) und stündliche Verfügbarkeit sind enthalten, sodass die Engine den echten Winterbetrieb abbildet statt einer einzelnen Jahreseffizienz.
- Wärmepumpen, Abwärme, Biomasse, Gas-Spitzenlast, Speicher und Bestandsanlagen als Kandidaten
- Saisonale COP und stündliche Ressourcengrenzen berücksichtigt, inkl. Fluss- und Grundwasser
- Gebäudesanierung als Entscheidungsvariable, abgewogen gegen die Netzdimensionierung
Temperaturniveau und Zukunftsszenarien, im Stresstest.
Definieren Sie Hochtemperatur-, Niedertemperatur- und Anergievarianten zwischen denselben Hubs und lassen Sie die Optimierung wählen. Prüfen Sie das empfohlene System dann gegen Dutzende Preis- und Bedarfszukünfte, damit das Konzept trägt, wenn sich Brennstoffkosten oder Anschlussquoten verschieben.
- Hochtemperatur, Niedertemperatur und Anergienetz in einem Projekt verglichen
- Sensitivität über viele Preis- und Bedarfsszenarien im selben Modell
- Ressourcen- und Erneuerbaren-Anteilsgrenzen Stunde für Stunde eingehalten
Pareto-Vergleiche Kosten gegen CO₂, die Stakeholder lesen können.
Jede Kombination, die die Engine prüft, landet auf einer Pareto-Front aus Lebenszykluskosten gegen CO₂. Die günstigste Variante, die CO₂-ärmste und die Kompromisse dazwischen stammen aus einem Projekt, mit Sankey-Flüssen, Jahresdauerlinien und den Rohdaten als Excel-Export.
- Pareto-Front über alle optimierten Szenarien, Kosten gegen CO₂
- Stündliche Auflösung über ein volles Referenzjahr
- Zugrunde liegende Daten als Excel-Export für die Kundenpräsentation
Für den wirtschaftlichen Entscheider heisst das eine belastbare Antwort auf die Fragen, die eine Geschäftsleitung zuerst stellt: Ist der Ausbau profitabel, was kostet er über seine Lebensdauer gegenüber dem Referenzfall, und in welcher Reihenfolge sollte gebaut werden.
Sympheny deckt Machbarkeit und Konzeptphase ab, also die Stufe, auf der Technologiemix, Netzarchitektur und Business Case entschieden werden. Die detaillierte hydraulische Auslegung, Rohrdimensionierung, Druck- und Strömungsberechnung, ist ein eigener Schritt in dafür gebauten Werkzeugen. Die meisten Entscheidungen darüber, ob ein Wärmenetz finanziert wird, fallen vor dieser Stufe.
Gebaut für die Entscheidung von der Machbarkeit zum Konzept, nicht für die Tabelle oder den Data Lake.
Viele Werkzeuge berühren Teile der Wärmeverbund-Planung. Sympheny ist für die konkrete Entscheidung gebaut, die ein Planungsteam verantworten muss: welche Variante gebaut wird und warum.
Kein Einzeltechnologie-Rechner
Werkzeuge zur Wärmepumpen-Auslegung oder zum Solarertrag beantworten eine Frage gut. Sympheny optimiert den gesamten Erzeugungsmix und das Netz gemeinsam, sodass der Vergleich konsistent ist statt aus getrennten Modellen zusammengesetzt.
Kein langfristiges Marktmodell
Markt- und Dispatch-Plattformen modellieren nationale Systeme über Jahrzehnte. Sympheny arbeitet auf der Quartiers- und Stadtebene, auf der ein Wärmeverbund tatsächlich geplant wird, mit Netzabschnitten und Hubs als expliziten Entscheidungen.
Um die Optimierung herum gebaut, im Browser nutzbar
Im Kern arbeitet eine MILP-Engine, läuft aber in einer Cloud-Plattform, die ein Ingenieur direkt bedient, mit präsentationsreifen Ergebnissen. Die Strenge ist da, ohne ein eigenes Modellierungsprojekt zur Einrichtung.
Fragen, die Planer und Stakeholder stellen.
Was ist ein Wärmeverbund?
Ein Wärmeverbund, auch Wärmenetz oder Fernwärme genannt, ist ein System gedämmter Leitungen, das Wärme von einer oder mehreren zentralen Quellen an viele Gebäude verteilt, statt dass jedes Gebäude einen eigenen Kessel betreibt. Die Quelle kann eine Wärmepumpe, Abwärme, Holz, ein Wärme-Kraft-Kopplungswerk oder ein Mix sein. Sympheny modelliert Quellen, Leitungsnetz und Bedarf gemeinsam, sodass das ganze System als eines dimensioniert und kalkuliert wird.
Wie funktioniert ein Wärmeverbund?
Zentrale Anlagen erwärmen Wasser, das durch erdverlegte, gedämmte Leitungen zu einer Übergabestation in jedem angeschlossenen Gebäude zirkuliert, wo ein Wärmetauscher die Wärme an den Heizkreis des Gebäudes überträgt, bevor das abgekühlte Wasser zur Wiedererwärmung zurückläuft. Wie heiss das Netz betrieben wird, das Temperaturniveau, bestimmt Effizienz und mögliche Quellen. Genau dieses Niveau löst die Optimierungs-Engine von Sympheny auf, statt es vorab festzulegen.
Was kostet ein Wärmeverbund?
Die Kosten hängen von der Wärmedichte des Gebiets, der Trassenlänge, dem Temperaturniveau und dem Erzeugungsmix ab. Eine belastbare Zahl kommt deshalb aus der Modellierung des konkreten Projekts, nicht aus einer Faustregel. Sympheny misst die Netzlänge aus der GIS-Karte, berechnet daraus die Investitionskosten und liefert die Lebenszykluskosten je Szenario, sodass Varianten auf derselben Basis verglichen werden.
Wie plant man einen Wärmeverbund?
Die Planung führt vom Wärmebedarf und der Dichte über mögliche Quellen und Trassen zu einem kalkulierten Konzept und einer Baureihenfolge. Schwierig ist, dass diese Entscheidungen zusammenhängen, sodass sie einzeln getroffen meist eine suboptimale Auslegung festschreiben. Sympheny optimiert Netzabschnitte, Erzeugungstechnologien, Anschlusszeitpunkt und Sanierung in einem Lauf in stündlicher Auflösung und testet das Ergebnis dann über viele Zukünfte.
Welche Vor- und Nachteile hat ein Wärmeverbund?
Vorteile sind eine gemeinsame Wärmeversorgung, die Abwärme und erneuerbare Quellen nutzbar macht, der Wegfall einzelner Heizkessel und geringere Emissionen, wenn die Quelle sauber ist. Nachteile sind die hohe Investition in das Leitungsnetz, dass sich ein Verbund erst ab ausreichender Wärmedichte rechnet, und die Abhängigkeit von einem Versorger. Ob ein Wärmeverbund die richtige Wahl ist, hängt vom Gebiet ab, und genau dafür vergleicht Sympheny Verbund und dezentrale Alternativen in einem Modell gegen Kosten und CO₂.
Wie unterstützt Sympheny die Wärmeverbund-Planung?
Sympheny ist eine cloudbasierte Multi-Energie-Optimierungsplattform, die Wärmequellen, Netzarchitekturen und Kosten eines Wärmeverbunds in einem Machbarkeitsmodell vergleicht. Sie liefert eine Pareto-Front aus Kosten gegen CO₂, dimensionierte Technologien, die zu bauenden Netzabschnitte und eine gestaffelte Reihenfolge, mit den Rohdaten als Export für die Kundenpräsentation. Ingenieurbüros, Energieversorger und Gemeinden kommen damit in Tagen statt Wochen von der Aufgabenstellung zum belastbaren Konzept.
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