SektorSim³

Um im Gebäude- und Mobilitätsbereich klimaneutral zu werden, werden diese Sektoren vermehrt Strom für die Bereitstellung von Wärme und Kälte sowie für die Fortbewegung nutzen und im Falle von Gebäuden über Photovoltaikanlagen auch selbst erzeugen. Daraus ergeben sich einige Fragestellung, wie z.B.: Wie entwickelt sich der Strombedarf über das Jahr und in der Spitze? Welche positiven Wechselwirkungen gibt es zwischen Wärmepumpen, PV-Anlagen und E-Mobilen? Wie stark müssen die Stromverteilnetze ausgebaut werden?

Die Antworten werden je nach Quartier unterschiedlich ausfallen.

Im Forschungsprojekt SektorSim³ werden die zukünftige Entwicklung von Elektromobilität, Wärmepumpen und Aufdach-PV sowie die Wechselwirkungen zwischen den Sektoren Gebäudewärme, Mobilität und Stromerzeugung für verschiedenste Quartierstypen analysiert. Das zukünftige Mobilitätsverhalten mit einem wachsendem Anteil an E-Fahrzeugen stellt hierbei einen wichtigen Aspekt dar: Das Verhalten der Nutzer:innen, die verfügbaren Batteriekapazitäten und die Nutzung von Batterien im Kontext des bidirektionalen Ladens werden durch neue Modellansätze eruiert und mit bestehenden Modellen zur Simulation von Gebäudeenergiebedarfen und damit dem Strombedarf von Wärmepumpen sowie PV-Aufdachpotenzialen verbunden.

• Wie entwickeln sich Elektromobilität, Aufdach-Photovoltaik und Wärmepumpen bis 2045 in verschiedenen Quartiersarchetypen?
• Welche Netto- und Bruttostromlasten ergeben sich in den Quartiersarchetypen?
• Wie entwickelt sich das Stromnetz der Zukunft unter der Berücksichtigung der steigenden Last und Bedarfsnachfrage und welche Maßnahmen bedingt dies?
• Welche Geschäftsmodelle ergeben sich für Betreiber von Stromerzeugungsanlagen und Ladeinfrastrukturen?
• Wie gelingen der Transfer bzw. die Übertragbarkeit der gewonnen Projektergebnisse in der Fläche, insbesondere hin zu kommunalen Akteuren?

Zunächst werden ca. zehn repräsentative Quartiersarchetypen definiert und mit realen Quartieren in den Projektkommunen Stuttgart und Kornwestheim verknüpft. Sodann ist das Hauptziel, die Entwicklungen von Elektromobilität, Wärmepumpen und Aufdach-PV für jeden Quartierstyp bis 2045 zu prognostizieren und die Implikationen auf die Stromnachfrage in geographisch und zeitlich sehr hoher Auflösung zu modellieren. Als Grundlage für die Erarbeitung der Prognosen dienen bestehenden Modelle sowie Publikationen und bereits entwickelte Tools, wie etwa das an der HFT seit 2012 in kontinuierlicher Weiterentwicklung befindliche Tool SimStadt. Für den Bereich Mobilität wird zunächst das Mobilitätsverhaltens anhand des Modal Split untersucht sowie Fahrprofile erstellt, um diese für die Batterieverfügbarkeit in Quartieren zu verwenden.

Kernziel ist, für die wichtigsten Quartiersarchetypen Prognosen von Elektromobilität, Wärmepumpen und Aufdach-PV zu entwickeln und diese in ein Tool zu implementieren, welches deutschlandweit für ein beliebiges Quartiere anwendbar ist um somit planerische Grundlagen für die Umsetzung zu schaffen.