Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Für die Bereitstellung von Wärme entfällt in Deutschland nahezu die Hälfte des nationalen Endenergieverbrauchs. Damit ist dieser Sektor ein wesentlicher Faktor für die Betrachtung und Transformation unseres Energiesystems.
Mit Blick auf die Wärme-, Kälte- und Stromversorgung von Gebäuden und Quartieren können neuartige Konzepte technische Lösungen schaffen, die nutzerseitig flexibel auf das zeitlich fluktuierende Angebot erneuerbarer Energien reagieren. Durch die Sektorenkopplung in der Wärme- und Kälteversorgung lässt sich eine erhöhte Flexibilität erreichen. Durch das Zusammenfassen größerer Gebäudekomplexe oder Quartiere ergeben sich Synergien hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit, aber auch eine gesteigerte Komplexität der technischen Anlagen. Vielversprechend in diesem Kontext sind sogenannte Niedrig-Exergie (LowEx)-Gesamtkonzepte für eine erneuerbare, leitungsgebundene oder dezentrale Wärme- und Kälteversorgung.
Die Kernthemen des Forschungsschwerpunkts sind die Entwicklung von innovativen Systemansätzen für die thermische Energieversorgung von Gebäuden, Quartieren und Städten, Planungs- und Simulationswerkzeugen für umfassende Energie- und Wärmeversorgungskonzepte für Städte und Kommunen, techno-ökonomische Bewertung verschiedener Versorgungsoptionen, die Entwicklung von Betriebsführungsstrategien für den optimierten und (Strom- oder Wärme-) netzdienlichen Einsatz von Wärmeerzeugern und im Gesamtsystem. Darüber hinaus stehen die Entwicklung von integralen KI-basierten Energiemanagementverfahren und der Einsatz einer digitalen Prozesserfassung und -steuerung in der gesamten Versorgungskette (Erzeugung bis Nutzung) für die Betriebsoptimierung von Wärmeversorgungsaufgaben im urbanen Raum im Fokus.