Energieeffiziente Stadt: Klimaneutral im Reallabor

14.03.2018 – Im Rahmen des Leuchtturmprojekts EnStadt:Pfaff der Förderinitiative des Bundes „Solares Bauen / Energieeffiziente Stadt“ werden innovative Technologien für klimaneutrale Stadtquartiere erforscht und demonstriert. So wird auf dem 20 Hektar großen Gelände des früheren Nähmaschinenwerkes in Kaiserslautern in den nächsten Jahren ein klimaneutrales Wohn-, Gewerbe- und Technologiequartier entstehen. Neun Partner setzen Projekte zu lokal erzeugter erneuerbarer Energie, intelligenten Stromnetzen, innovativer Gebäudetechnik und Elektromobilität um, begleitet von sozialwissenschaftlichen Forschungen. Verbundkoordinator ist die Stadt Kaiserslautern, die wissenschaftliche Leitung des Projektes hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) aus Freiburg.

Das Projekt ist als Reallabor konzipiert, in dem neben technischen auch sozialwissenschaftliche Fragestellungen untersucht und gemeinsam mit den künftigen Investoren, Planungsbüros, Arbeitnehmern sowie Bewohnern neue Lösungen entwickelt und optimiert werden. Untersucht wird dabei auch, wie diese sich besser in die Prozesse der Bauleit- und Erschließungsplanung integrieren lassen.

Bausteine für die Smart City

Reallabore sind ein aktueller Trend in der Forschung. Unter Praxisbedingungen sollen im Quartier Lösungen erarbeitet werden, die sich später auch in größerem Maßstab anwenden lassen. In den Quartieren liegen große Potenziale für Energieeffizienz – hier können Anlagen besser gemeinsam genutzt werden. Neue Technologien in den Sektoren Energieversorgung, Gebäude, Elektromobilität und Digitalisierung sollen dabei optimiert werden.

Die Zusammenführung der Teilaufgaben sollte es besser es ermöglichen, integrierte und aufeinander abgestimmte Lösungen zu entwickeln, die durch das Reallabor-Konzept auch auf ihre Praxistauglichkeit hin geprüft werden. Die Digitalisierung spielt eine zentrale Rolle: In einer digitalen Quartiersplattform werden die Daten aus allen Sektoren zusammengeführt und u. a. für ein intelligentes Energiemanagement genutzt. Es werden neue digitale Dienstleistungen entwickelt und auf ihre Praxistauglichkeit und ihren Mehrwert für die verschiedenen Zielgruppen hin geprüft.

Energie gemeinsam nutzen und speichern

Die Energieversorgung des Pfaff-Quartiers erfolgt mit einem Smart Grid, in dem alle Erzeuger, Wandler, Speicher und Verbraucher mit Sensoren und Smart Metern ausgestattet werden. Die Daten werden zur intelligenten und effizienten Steuerung der Strom- und Wärmenetze genutzt. Durch die Installation eines zentralen oder ggf. dezentralen elektrischen Speichers werden der Stromeigenverbrauch im Quartier maximiert und Energiedienstleistungen für das Pfaff-Quartier und für andere Quartiere bereitgestellt.

In und an den Gebäuden werden unter anderem innovative Solarfassaden, elektrochrom schaltbare Fenster und neue Lüftungskonzepte erprobt und demonstriert und die Verknüpfung von Smart Home-Technologien mit dem Quartiers-Energiemanagementsystem untersucht. Eine optimale Integration von Elektrofahrzeugen und deren Ladeinfrastruktur in das Energiesystem ist ein wichtiges Projektziel, wobei insbesondere das bidirektionale Laden weiterentwickelt wird, bei der die Batterien der E-Fahrzeuge als zusätzliche Stromspeicher dem Stromnetz zur Verfügung gestellt werden.

Ziel ist die Integration Erneuerbarer Energien

Ziel ist es, im Pfaff-Quartier einen möglichst hohen Anteil an selbst erzeugter Erneuerbarer Energie zu erreichen, weshalb Konzepte zur optimalen Nutzung der vorhandenen Solarflächen auf den Gebäuden erarbeitet werden. Das Wärmenetz ist als Niedertemperaturnetz geplant, das einen Austausch von Energiemengen zwischen Netz und Gebäuden ermöglicht. Dies wird auch erreicht durch ein agentenbasiertes Energiemanagementsystem, das die Gebäude und deren Leittechnik in die Steuerung der Strom- und Wärmeversorgung im Quartier aktiv einbezieht. Durch den Einsatz von Blockchain-Technologien werden zusätzlich die Möglichkeiten des Energiehandels zwischen Gebäuden und Prosumern im Quartier untersucht. na/ISE