Funktionsweise

QuaSiMo zeigt als Planungstool für Wärmeversorgungskonzepte und Quartierslösungen seine Stärke in einer kurzen Berechnungsdauer. In wenigen Minuten lassen sich die Auswirkungen veränderter Eingangsparameter auf die Ergebnisse darstellen. Anhand verschiedener wirtschaftlicher, technischer und energetischer Kennzahlen lässt sich der Einfluss der einzelnen Erzeugungsanlagen und Speicher, Energieträgerkosten und Investitionsbedarfe sowie Nutzungsgrade und Verfügbarkeitsprofile nachweisen und begründen.

Anhand dieses Zusammenspiels werden die Eingangsparameter iterativ für das optimale Versorgungskonzept ausgesteuert. Dabei ist es den Anwender:innen selbst überlassen in welcher Detailtiefe die Eingangswerte eingegeben werden – QuaSiMo deckt von der ersten Grob- bis zur finalen Feinplanung alle Anforderungen ab.

Mit Hilfe von QuaSiMo können Standard- bzw. Bestandslösungen gleichzeitig mit verschiedenen innovativen Technologiekomponenten, bestehend aus regelbaren (bspw. BHKWs, Kessel, Wärmepumpen) und nicht-regelbaren Anlagen (bspw. Solarthermie, Windkraftanlagen, Abwärmenutzungen), Strom- und Wärmespeichern, unter Berücksichtigung von Low-Ex-Netzen oder auch von Fernwärmenetzen als Backbone, kombiniert werden. In einem ersten Schritt werden mehrere Versorgungskonzepte gegeneinander ins Rennen geschickt, um dasjenige mit der besten Performance zu identifizieren. In einem weiteren Schritt werden das oder auch die präferierten Konzepte in technischer Hinsicht feinjustiert, entweder, um die technische Passgenauigkeit zu verbessern, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen oder bessere Nachhaltigkeitswerte zu erreichen. Über eine Nutzwertanalyse kann die Einhaltung von technischen oder ökologischen Nebenbedingungen verfolgt und gemonitort werden.

Über verschiedene Cockpits stellt QuaSiMo die Einsatzplanung der Erzeugung, die Energiebilanzen, PE- und CO2-Emissionsfaktoren sowie GuV, Bilanz, Cash-Flow-Rechnungen jahresscharf über den gesamten betrachteten Zeitraum (bis zu 40 Jahre) dar. Zusätzlich erlaubt es die flexible Betrachtung von Szenarien, z. B. bei sich ändernder Nachfragesituation oder unterschiedlicher Preisentwicklung. Über die Eingabe einer erwarteten Rendite können resultierende Mischpreise generiert werden. Renditebetrachtungen können auf unterschiedlicher Ebene berücksichtigt werden (Jahresüberschuss, kostenbasiert, DCF). Die Nachfrageseite wird durch den Import von Lastgangkurven mit über 800 Lastpunkten (über gleichartige Zeiträume aggregierter 3h-Lastgang für Strom sowie für Wärme und Kälte in verschiedenen Temperaturniveaus) abgebildet. Der Import standardisierter stündlicher Lastkurven erfolgt über einen mitgelieferten Lastgangextraktor.

Detailansicht eines konkreten Versorgungskonzeptes

Zusammenfassung wichtiger Kennzahlen der Wärmeversorgung

QuaSiMo ist das optimale Werkzeug, um passgenaue und wettbewerbsfähige Angebote zu erstellen und diese gemeinsam mit den Kunden nach deren individuellen Bedürfnissen zu optimieren. In der Wettbewerbssituation ermöglicht QuaSiMo die Abbildung von alternativen Lösungsmöglichkeiten potenzieller Mitbewerber und deren Bewertung. Die Nutzwertanalyse erlaubt einen Vergleich der Versorgungskonzepte untereinander. Konkurrierende Ziele (Preiswürdigkeit vs. Nachhaltigkeit vs. Versorgungssicherheit) können über Nutzwerte gewichtet werden. Alle Ergebnisse können in Form von Reports und Angeboten als Excel-Dateien ausgelesen werden.

Wirtschaftlichkeit

Nachhaltigkeitskriterien

Nutzwertanalyse

Aggregierter und dennoch transparenter Vergleich aller Versorgungskonzepte auf einen Blick zur Auswahl für die Angebotslegung!

Im Zuge der Transformation von bestehenden Fernwärmenetzen sowie der Machbarkeitsprüfung von neuen Wärmenetzen bietet QuaSiMo die optimalen Voraussetzungen den unterschiedlichen Anforderungen und Rahmenbedingungen sowie der technischen Erschließung von neuen Wärmequellen gerecht zu werden – Dank der flexiblen Parametrierungsmöglichkeiten und dem Anlegen von bis zu 60 Erzeugungsanlagen die in bis zu zehn Versorgungskonzepten zusammengesetzt werden können, werden externe Bedingungen bewertet und die Nutzungschancen und -restriktionen frühzeitig erkannt. Das Nachhalten der Anforderungen der BEW für die Einbindung von Erneuerbaren Energien und/oder Abwärme, bei Bestandsnetzen mit bis zu 30 % in 2030, 80 % in 2040 und 100 % in 2045, ist auf einen Blick im Einzelcockpit möglich und kann zwischen den verschiedenen Konzepten verglichen werden. Das Aufzeigen des dazugehörigen Investitionsbedarfs von Maßnahmenpaketen sowie die Ermittlung und Begründung von zukünftigen Wärmepreisen für das Finanzierungskonzept, unter Berücksichtigung unternehmerischer Renditevorgaben, runden die Ergebnisse eines förderfähigen Transformationsplans ab.

Systemvoraussetzungen:

• Betriebssystem: Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 und höher
• Excel 2010 und höher, Makros müssen aktiviert werden können

Größe: ca. 23 MB

wesentliche Features in Version 3.0 (alle Features aus vorherigen Versionen sind weiterhin enthalten):

• Dynamische Berechnung der COP von Wärmepumpen in Abhängigkeit des Gütegrads und des Temperaturniveaus von Wärmequelle und des Wärmenetzvorlaufs je Berechnungsperiode (QuaSiMo unterteilt zur Berechnung ein Jahr in 3h Perioden). Die Wärmepumpen sind dafür als nicht-regelbare Anlage zu definieren
• Begrenzung der maximalen Netzeinspeisetemperatur je Wärmeerzeuger, um die anteilige, bspw. unterjährige Erzeugung einzelner Anlagen realitätsnah abzubilden
• Optimierung der Wärmespeicherbetrachtung durch die gleichzeitige Berücksichtigung von Kurz- und Langzeit- bzw. Puffer- und Saisonalspeichern mit jeweils zwei Ausbaustufen. Beide Speicherarten werden mit einem Verfügbarkeitsprofil, gleich dem der Erzeugungsanlagen, versehen. Für die Langzeitspeicher kann zudem ein Ausspeicherprofil eingestellt werden, um bspw. hohe Wärmeüberschüsse im Sommer in der Heizperiode zu nutzen. Somit kann die Anlageneffizienz von typischen saisonalen Erzeugern, wie einer Solarthermieanlage, netzdienlich gesteigert werden
• Darstellung der Netztemperaturabsenkung durch Interpolation zwischen dem Temperaturniveau vor und nach der Absenkung für zwei verschiedene Wärmeanwendungen sowie Vor- und Rücklauf. Vereinfachte Parametrierung der Absenkung durch Definition von Startzeitpunkt und Dauer in Jahren

Systemvoraussetzungen:

• Betriebssystem: Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 und höher
• Excel 2010 und höher, Makros müssen aktiviert werden können

Größe: ca. 23 MB

wesentliche Features in Version 2.2 (alle Features aus vorherigen Versionen sind weiterhin enthalten):

• Die Datenbank für die Parametrierung der Erzeugungstechnologien wurde auf 60 Plätze erweitert. Somit kann auf noch mehr Variationen in der Anlagendimensionierung zurückgegriffen werden
• Erweiterung der unterjährigen Preisstrukturen für Strom und zwei weitere Brennstoffe (für jeweils drei Stützjahre sowie Interpolation der übrigen Jahre)
• Dezidierte Berücksichtigung des CO2-Preises als eigener Kostenbestandteil. Dabei ist eine Differenzierung und gleichzeitige Anwendung von EU-ETS und BEHG möglich
• Verbesserter Wärmespeichereinsatz durch die Einspeicherung überschüssiger Wärme aus drei der sogenannten regelbaren Anlagen (z. B. Gaskessel, BHKW etc.) und allen nicht-regelbaren Anlagen (z. B. Solarthermie)
• Wirtschaftliche Anlageneinsatzoptimierung durch Berücksichtigung von vermiedenen Netzentgelten sowie KWKG- und EEG-Vergütung nach den aktuell geltenden Vorgaben, u. a. Begrenzung der Förderdauer (pro Jahr und für die maximale Vergütungsdauer)
• Weiterentwicklung der Kälteanlagen durch den Parallelbetrieb von Neu- und Bestandsanlagen jeweils für Absorptions- und Kompressionskälteanlagen sowie freie Kühlung
• Abbildung von Mieterstrommodellen als Option für eine ganzheitliche Quartiersbetrachtung nach der aktuellen Gesetzeslage hinsichtlich Mieterstromzuschlag, EEG-Umlage vermiedener NNE und Marktprämie bzw. Einspeisevergütung

Systemvoraussetzungen:

• Betriebssystem: Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 und höher
• Excel 2010 und höher, Makros müssen aktiviert werden können

Größe: ca. 20 MB

Wesentliche neue Features in Version 2.1 (alle Features aus Version 2.0 sind weiterhin enthalten):

• Festlegung von unterjährigen Preisstrukturen für Strom und für einen weiteren Brennstoff möglich (für jeweils drei Stützjahre sowie Interpolation der übrigen Jahre)
• Ergänzung einer Berechnung von variablen, unterjährigen Deckungsbeiträgen als Entscheidungsgrundlage für den Anlageneinsatz regelbarer Anlagen (weiterhin kann der Anlageneinsatz auch gemäß der vom Bearbeiter vorgegebenen Einsatzreihenfolge erfolgen und auch Mischformen sind möglich)
• Realistischerer Anlageneinsatz bei zukünftig zunehmend volatileren Strompreisen insb. für KWK- und PtH-Anlagen
• Konzeptspezifische Finanzierungen als Ergänzung zu den bisherigen anlagenspezifischen Finanzierungen
• Begrenzung der Förderdauer nach KWKG auf 3.500 VBH pro Jahr

Systemvoraussetzungen:

• Betriebssystem: Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 und höher
• Excel 2010 und höher, Makros müssen aktiviert werden können

Größe: ca. 20 MB

wesentliche Features:

• Modellierung von 3 Energiearten (Strom, Wärme und Kälte), davon bis zu 2 Stromarten (zentral und dezentral), 2 Wärmearten (Hoch- und Niedertemperaturwärme) und 2 Kältearten
• 3 Abnahmebereiche (u. a. Haushalte EFH, Haushalte MFH, Gewerbe, Industrie, E-Mobilität usw.)
• 10 Brennstoffe, davon 2 als Brennstoffmix
• Betrachtung von 832 Lastpunkten pro Jahr: 52 Kalenderwochen, 2 Tagesarten (wochentags und Wochenende), 8 Tagesabschnitte (00:00 Uhr bis 02:59 Uhr, 03:00 Uhr bis 05:59 Uhr ... 21:00 Uhr bis 23:59 Uhr)
• Vergleich von bis zu 10 unterschiedlichen Versorgungskonzepten in 6 verschiedenen Szenarien
• Definition von bis zu 30 Anlagen
• Pro Konzept können bis zu 16 Anlagen modelliert werden (8 regelbare und 8 nicht-regelbare Anlagen), eine dezentrale Wärmeerzeugungsanlage sowie ein Wärmespeicher und zwei Stromspeicher (zentral und dezentral)
• Jedes Konzept wird auf Wirtschaftlichkeit (GuV, Cash-Flow, Bilanz, IRR, mittlere Mischpreise Wärme, Strom und Kälte, Kostenanalyse) und Nachhaltigkeit (Primärenergie- sowie CO2-Emissionsfaktor, KWK-Anteil, Anteil EE-Wärme) geprüft. Optional kann auch eine Nutzwertanalyse mit bis zu 8 Kriterien durchgeführt werden
• Graphische Darstellung der produzierten Energiemengen auf Wochenbasis
• Berechnungsmethodik der Nachhaltigkeitskriterien: Stromgutschrift Methode (FW_309-1_A_2014-05 für PEF und AGFW ISBN 3-89999-066-8 2017-02 für CO2), Carnot bzw. Arbeitswert Methode (E_FW_309-1_A_2017_02 für PEF und FW_309_6_A_2016-06 für CO2) und Finnische Methode (AGFW ISBN 3-89999-066-8 2017-02)
• Sonstige Features: KWKG- sowie EEG-Erlöse, Energiesteuerrückerstattung, CO2-Bepreisung, Einspeisung von Wärme in ein vorgelagertes Fernwärmenetz, n-1 Kriterium, Import und Export Funktion