Virtuelle Technologie im Dienst der Fernwärme Entre‑deux‑Lacs
Vor dem Bau ermöglicht numerische Simulation die virtuelle Erstellung eines Netzes, um Optionen zu vergleichen und dessen Funktionsweise zu simulieren. Simon Rime, Projektleiter‑Ingenieur bei Groupe E, erläutert, wie dieser Ansatz die Entscheidungen für die Fernwärme (FW) in der Region Entre‑deux‑Lacs beeinflusst hat.
Simon Rime, Projektleiter‑Ingenieur
Das FW‑Netz Entre‑deux‑Lacs nutzt eine lokale Ressource für die Gemeinden Cornaux, Cressier und Laténa: die Restwärme aus der VARO-Raffinierie (Wärme, die bei einem industriellen Prozess verloren geht und zurückgewonnen statt abgeleitet wird). Diese Wärme wird dann über unterirdische Wasserleitungen zu Wohngebieten, Geschäften und Gewerbestandorten transportiert. Ein Teil des Netzes ist bereits in Betrieb (Cornaux und Cressier), der andere wird ausgebaut (Laténa). Simon Rime begleitet diese Etappen, von der Studie bis zum Betrieb, und bringt dabei sein Fachwissen zu numerischen Simulationen für FW‑Netze ein.
Ein komplexes Netz
Aufgrund seiner Beschaffenheit stellt das FW‑Netz Entre‑deux‑Lacs hohe Anforderungen: Die Wärme muss von einem einzigen Ausgangspunkt (der VARO-Raffinerie) über grosse Entfernungen transportiert werden, wobei deutliche Höhendifferenzen zu überwinden sind. Es galt, ausreichenden Druck für höher gelegene Bereich sicherzustellen, ohne die zulässigen Druckgrenzen der Rohrleitungen, Ventile und Unterstationen an anderen Stellen des Netzes zu überschreiten. Anders gesagt: Einhaltung von Sicherheits- und Kostenstandards ohne den Einsatz überdimensionierter Bauelemente.
Mit der numerischen Simulation konnten Varianten verglichen, ihre Auswirkungen abgeschätzt und die bestmöglichen Entscheidungen getroffen werden. Diese Simulationen stützen sich auf reale geografische (Entfernungen, Höhenlagen, Standorte der zu beheizenden Gebäude usw.) und meteorologische Echtdaten (Aussentemperaturen), wodurch sich repräsentative Szenarien über das gesamte Jahr hinweg testen lassen. Auf dieser Grundlage hat das Team drei verschiedene Durchmesser für die Hauptleitung geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass das Wasser umso leichter fliesst, je grösser der Durchmesser ist. Die Pumpen verbrauchen dadurch weniger Strom, was die Betriebskosten senkt. Hingegen verursacht ein grösserer Durchmesser höhere Installationskosten. « Betrachtet man sowohl Bau- als auch Betriebskosten, so hat sich der kleinste der drei getesteten Durchmesser als der beste Kompromiss bei diesem Projekt erwiesen », erklärt Simon.
Ein weiterer Schlüsselaspekt: die Druckerhöhungsstation. Ihre Aufgabe besteht darin, den Leitungsdruck zu erhöhen, um die durch Distanz und Höhendifferenzen bedingten Verluste auszugleichen, damit das Warmwasser höher gelegene Bereiche zuverlässig erreicht. Die Simulation half, Standort sowie Anordnung der darin verbauten Pumpen (auf der Vorlaufleitung, der Rücklaufleitung oder auf beiden) festzulegen — für einen verlässlichen Umlauf, ohne die zulässigen Grenzwerte der Anlagen zu überschreiten und ohne unnötigen Strommehrverbrauch, auch bei Nachfragespitzen (z. B. an Wintermorgen oder bei grosser Kälte).
Die Simulationsergebnisse stützten zudem die langfristige techno‑ökonomische Analyse (vierzig Jahre): Abwägung zwischen CAPEX und OPEX, Staffelung der Investitionen sowie Planung skalierbarer Anlagen (z. B. Pumpen, die für die ersten zehn bis fünfzehn Jahre optimiert sind, mit einer später geplanten Modernisierung je nach Netzausbau).
Fundierte Entscheidungen
Über die Zahlen hinaus erleichtert die Simulation den Dialog zwischen Entscheidungsträgern: Karten, Variantenvergleiche, klar nachvollziehbare Auswirkungen. Für öffentliche Bauherrschaften, Verwaltungen, Bauträger, Industrie oder KMU führt das zu sichereren Beschlüssen: Sie beseitigt Zweifel und beschleunigt die Entscheidungsfindung für eine zuverlässige, effiziente und zukunftsfähige Fernwärmeversorgung.
