Welche Energieversorgung ist nachhaltig?

Smart Green City-Projekt entwickelt Anwendung für die Energieplanung

Im Smart Green City-Projekt „Energieplanung im Quartier“ entsteht am Beispiel des Sanierungsgebiets Stadelhofen eine Software, mit der verschiedene Szenarien für die Energieversorgung des Quartiers visuell erkundet werden können. Im Zentrum stehen zwei Fragen: Wie werden Bestandsgebäude in Zukunft mit Energie versorgt? Welche Investitionen müssen dafür getätigt werden?

Die Anwendung kann als Grundlage für die weitere kommunale Energieplanung dienen und aufzeigen, wie private und öffentliche Finanzmittel in diesem Bereich effizient eingesetzt werden können. Der Szenarieneditor kann vielfältig genutzt werden. Beispielsweise können Energieversorger eine grobe Kostenabschätzung für unterschiedliche Versorgungsszenarien erstellen und diese gegenüber der Öffentlichkeit anschaulich und verständlich kommunizieren. Die Politik kann ihrerseits kostengünstige und effiziente Maßnahmen für ein Quartier identifizieren, z.B. im Rahmen energetischer Quartierskonzepte oder Sanierungsprogramme. Private Haushalte können sich zum einen über die Kosten verschiedener Versorgungsmodelle informieren. Zum anderen sollen sie mithilfe eines interaktiven Sanierungsrechners herausfinden können, welche Sanierungsmaßnahmen für ihr Gebäude sich am schnellsten auszahlen.
 
Wie funktioniert der Szenarieneditor?
Der Szenarieneditor wird auf Grundlage realer Daten des Sanierungsgebiets Stadelhofen entwickelt. Das Quartier wurde gewählt, weil dort unterschiedliche Gebäudetypen, Infrastrukturen und Nutzungen zusammenkommen.

Genutzt werden städtische Daten wie das 3D-Stadtmodell, der Energienutzungsplan und die kommunale Wärmeplanung der Stadt Konstanz sowie die Leitungsdaten der Stadtwerke Konstanz. Ergänzend kommen öffentlich zugängliche Datenquellen hinzu, wie OpenStreetMap für die Kartenanwendung und das Liegenschaftskataster des Landes Baden-Württemberg. Diese Daten liefern unter anderem Informationen über die Art der Gebäude, den Energieverbrauch, wo Solaranlagen sinnvoll wären und wie leistungsfähig die verlegten Leitungen sind. Sie dienen als Eingabeparameter für ein mathematisches Modell und geben die Rahmenbedingungen für die Berechnungen vor.

Das Modell beschreibt die Energieversorgung in einem Quartier und wird mit Optimierungsalgorithmen gelöst. Die Lösung soll zeigen, wie das Energienetz und die Gebäude unter Beachtung der Rahmenbedingungen so kostengünstig wie möglich umgebaut bzw. saniert werden können. Rahmenbedingungen sind anpassbar, z. B. bei steigenden Baukosten oder wenn die Anwendung auf ein anderes Quartier übertragen werden soll. Es kann festgelegt werden, ob alle Gebäude über Wärmepumpen oder alternativ über ein Wärmenetz versorgt werden. In beiden Fällen werden die Gesamtkosten für die öffentliche Hand und Privathaushalte ausgewiesen. So lassen sich Szenarien simulieren, in Karten darstellen und vergleichen.

Kooperation für Smart Green City

„Energieplanung im Quartier“ ist, wie viele der Smart Green City-Projekte, eine Kooperation der Stadt Konstanz mit lokalen PartnerInnen. Das mathematische Modell und der Szenarieneditor selbst werden von einem interdisziplinären Team der Universität Konstanz entwickelt. Eine zentrale Rolle übernehmen die Stadtwerke: Sie stellen Know-how rund um Energieversorgung und Infrastruktur zur Verfügung, sorgen für die technische Anbindung und bringen Erfahrung im Betrieb komplexer Energiesysteme ein. Die Daten liefern Stadtwerke und Stadtverwaltung. Dank der Förderung „Modellprojekte Smart Cities“ des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen kann die Stadtverwaltung die Entwicklung neuer Technologien und passgenauer Lösungen für Konstanz vorantreiben. 

Mehr Informationen zum Projekt Energieplanung im Quartier | Smart Green City Konstanz

Hintergrund: Klimaneutralität bis 2035
Mit der Klimaschutzstrategie hat der Gemeinderat ein ehrgeiziges Ziel beschlossen: Konstanz soll bis Ende 2035 weitgehend klimaneutral sein. Wärmepumpen, Wärmenetze und Solarenergie sind dafür wichtige Bausteine. Sie verändern jedoch die Anforderungen an die Energienetze. Damit die Versorgung auch künftig zuverlässig bleibt, müssen die Netze gezielt erweitert und ertüchtigt werden. Solche Maßnahmen sind insbesondere in Bestandsquartieren mit zum Teil denkmalgeschützten Gebäuden herausfordernd und erfordern präzise Planungen. Hier setzt der Szenarieneditor an. Er soll die Planung mit transparenten, datenbasierten Handlungsoptionen unterstützen.