DIALOGFORUM Urbane Energiesysteme der Zukunft. Nachhaltig. Intelligent. Effizient.
Wie kann der Ausstieg aus Kohle und Atomkraft durch den Einsatz von regenerativer Energie in Städten und Gemeinden gelingen? ENsource, ein Forschungsverbund aus Hochschulen, Universitäten und Forschungseinrichtungen in Baden-Württemberg, legt hierfür fünf Fallstudien vor:
Das Ziel von ENSource mit dem Schwerpunkt urbane Energiesysteme und Ressourceneffizienz ist:
Wir wollen gemeinsam Kommunen Impulse geben, wie sie Neubau- und Bestandsgebiete klimafreundlich weiterentwickeln und einen Beitrag zur Energiewende leisten können.
„2050 werden ca. 70 % der Weltbevölkerung in Städten leben – mit entsprechenden Auswirkungen auf Energiebedarf und CO2-Ausstoß. In Städten wird über das Gelingen der Klima- und Energiewende entschieden“, so der Informatiker Coors. Die größten Einsparpotenziale und somit auch das Potenzial, CO2 zu reduzieren, liegen in der Verringerung des Wärmeverbrauchs von Gebäuden. Die Ziele von ENsource lehnen sich an denen des Landes Baden-Württemberg im Bereich der Energiewende an: 50 % Energieeinsparung, 80 % erneuerbare Energien und 90 % weniger Treibhausgase. ENsource wird mit Mitteln des Landes (MWK) und EU (EFRE) gefördert.
Baukasten mit vielen Tools für ganzheitliche Konzepte
„Wir zeigen im Forschungsverbund Wege auf, wie etwa möglichst viel Strom und Wärme aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaik, Windkraft oder Bioenergie eingespeist werden kann,“ erläutert der Wissenschaftler. Die Forschenden bieten ganzheitliche Konzepte und Lösungen für Quartiere an, indem sie Szenarien entwickeln und berechnen. „Wir können über die Möglichkeiten und verschiedene Szenarien informieren, die Umsetzung liegt jedoch bei den Entscheidungsträgern in den Kommunen und Unternehmen“, betont Coors.
Die Forschenden des ENsource-Konsortiums arbeiten interdisziplinär zusammen und stammen unter anderem aus den Bereichen Ingenieurwesen, Informatik, Stadtplanung, Architektur und Forst- und Agrarwirtschaft. Diese breite Fachexpertise wird in ENsource genutzt, um die Lösungen für die Energiewende aus möglichst vielen Blickwinkeln zu betrachten. Dabei haben die Forschenden unter anderem einen Baukasten von Tools und wissenschaftlichen Methoden wie der computergestützten Modellierung, Simulation und Optimierung entwickelt. Damit wollen sie Kommunen und Unternehmen fundierte Entscheidungshilfen geben, welche modernen Energiesysteme sie verwenden können, die erneuerbare Energien optimal integrieren und die ressourceneffizient sowie wirtschaftlich sind.
Zukunftsszenarien für nachhaltige Energieversorgung
Vor allem die Sektorenkoppelung, die Umwandlung von überschüssigem Strom in Wärme und Kälte, spielt eine wichtige Rolle. Das heißt, wie Biomasse, Wasserstoff oder überschüssiger Strom aus Windkraft, Photovoltaik im Wärme- und Mobilitätsektor miteinander verknüpft und optimal genutzt werden können. Im Bereich Energiemanagement wird erforscht, wie etwa überschüssiger Solarstrom am Mittag optimal genutzt werden kann, indem der Energiebedarf darauf ausgerichtet wird. Geodaten wie 3D-Gebäudemodelle spielen als Datengrundlage eine wesentliche Rolle, erläutert der Geo-Informatiker Coors. Vor allem auch in Neubaugebieten, die noch erschlossen werden, brauchen Stadtplaner in einem frühen Stadium Anhaltspunkte, für welche Energiesysteme sie sich entscheiden können. Das trifft auch bei den Fallstudien zu für das ehemalige Kasernengelände in Mannheim und in Stuttgart Stöckach auf dem Gelände der EnBW. Auch die Gemeinde Rainau (Ostalbkreis), eine weitere ENsource-Fallstudie, hat sich vorgenommen, im Bereich Energieversorgung und Klimaschutz zum Leuchtturm zu werden, und das mit einem Mix aus Windkraft, Photovoltaik, Wasserstoff und Biomethan. Auf der Insel Mainau am Bodensee werden verschiedene Maßnahmen im Rahmen eines Energie- und Klimaschutzkonzeptes thematisiert. Beispielsweise werden Zukunftsszenarien für die Energieversorgung unter Berücksichtigung verschiedener Systemkomponenten (Photovoltaik, Solarthermie, Wärmepumpen, Biogas etc.) simuliert. Partner ist hier die Mainau GmbH. Am Standort von Bosch in Schwieberdingen sollen Methoden zur Betriebs- und Prozessoptimierung bei maximaler Ressourceneffizienz entwickelt und umgesetzt werden. Für den gesamten Standort soll ein langfristiges Versorgungsszenario mit hohem Anteil erneuerbarer Energiequellen und Kraft-Wärme-Kälte-Koppelungen (KWKK) erarbeitet werden. Die KWKK ist die gekoppelte Erzeugung von elektrischer Energie, Wärme und Kälte.
Die Vertreter von ENsource diskutieren die Ergebnisse der einzelnen Fallstudien im Zuge eines virtuellen Dialogforums im Juli mit rund 60 beteiligten Akteuren aus den Kommunen, Stadtplanung, Energiewirtschaft, Industrie und Wirtschaft. Die Veranstaltung findet an drei Workshop-Terminen im Juli statt (am 1./6./15. Juli 2020). Ursprünglich war ein eintägiges Dialogforum an der HFT Stuttgart geplant, dieses wurde wegen der Coronavirus-Pandemie virtuell konzipiert.
Hervorgegangen ist ENsource als hochschulübergreifender Forschungsverbund ZAFH (Zentren für angewandte Forschung an Hochschulen) aus der HAW (Hochschulen für angewandte Wissenschaften Baden-Württemberg). Im ZAFH „Urbane ENergiesysteme und Ressourceneffizienz – ENsource“ arbeiten neben der Hochschule für Technik Stuttgart sieben weitere forschungsstarke Hochschulen für Angewandte Wissenschaften zusammen: Aalen, Biberach, Heilbronn, Mannheim, Pforzheim, Reutlingen und Rottenburg mit zwei Universitäten (Stuttgart und Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) und dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) sowie dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). In der aktuellen Förderperiode (2014 – 2020) wird ENsource mit insgesamt 2, 5 Millionen Euro gefördert, davon stammen 1,25 Mio. Euro aus Mitteln des Landes Baden-Württemberg (Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst) und 1,25 Mio. Euro aus europäischen Mitteln (EFRE).
Details zu den Fallbeispielen und Tools und Services finden Sie auf der Website sowie weitere Informationen unter:
