In vielen Städten werden Gebäude bereits über dezentrale Fernwärmenetze mit Heizenergie versorgt. Der Ausbau der Fernwärme gilt als zentraler Baustein einer nachhaltigen Energie- und Wärmewende und zur Erreichung der Klimaschutzziele. Dabei wird Abwärme – zum Beispiel aus Heizkraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen – genutzt, um Wasser zu erhitzen, das anschließend über unterirdische, isolierte Leitungen zu den Verbrauchern transportiert wird.
Viele dieser Netze sind jedoch in die Jahre gekommen: Leckagen mindern den Wirkungsgrad erheblich und können langfristig zu größeren Schäden oder sogar zur Stilllegung von Netzabschnitten führen. Für die Betreiber von Fernwärmenetzen ist es daher entscheidend, Leckagen möglichst frühzeitig und effizient zu erkennen, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können.
Dieser Herausforderung sind wir mit Methoden der Fernerkundung begegnet. Die Firma Aerowest hat uns dazu aktuelle Thermaldaten in 20 cm räumlicher Auflösug aus Befliegungen über Iserlohn zur Verfügung gestellt. Diese Daten zeigen die Oberflächentemperatur, so dass Temperaturanomalien im Bereich von Fernwärmeleitungen erkannt werden können. Tritt beispielsweise heißes Wasser aus einem Leck aus, erwärmt es die unmittelbare Umgebung einschließlich der Oberfläche, was sich in den Thermaldaten abbildet.
Auf Basis dieser Daten haben wir ein Verfahren entwickelt, das in einem ersten Schritt mit Hilfe statistischer Analysen automatisch Temperaturanomalien detektiert. In einem zweiten Schritt werden diese Anomalien hinsichtlich ihrer möglichen Ursache, z.B. einer Leckage im Fernwärmenetz, bewertet.
Die von uns entwickelte Methode liefert damit nicht nur eine schnelle und zuverlässige Möglichkeit zur Identifikation möglicher Leckagen – sie schafft auch eine wertvolle Grundlage für vorausschauende Wartung und gezielte Instandsetzung.
Durch den Einsatz moderner Fernerkundungstechnologien können Stadtwerke und Netzbetreiber ihre Fernwärmeinfrastruktur effizienter überwachen, unnötige Energieverluste vermeiden und langfristig die Versorgungssicherheit erhöhen – ein wichtiger Schritt in Richtung klimafreundlicher Wärmewende.
So wird aus einem unsichtbaren Problem ein sichtbarer Fortschritt.
Die Abbildungen zeigen Beispiele für durch unsere Methode detektierte Temperaturanomalien in Thermaldaten von Aerowest. Helle Graustufen entsprechen dabei höheren gemessenen Temperaturen. Auffällige Anomalien, die auf mögliche Leckagen hinweisen, sind rot umkreist. Der Verlauf des Fernwärmenetzes ist in Lila dargestellt.