Klimaneutralität durch Vernetzung in Quartieren

Hintergrund des Projekts

Noch immer stockt die Transformation zum klimaneutralen Gebäudebestand, auch trotz der weitgehend erforschten Techniken. Aus der aktuellen Forschung zu den Potenziale zur Klimaneutralität in Quartieren lassen sich Hemmnisse aus zwei Missständen ableiten:

1. Die Entscheidungswege, in denen zahlreiche Einflüsse und Gegebenheiten mit den Zielen der Ressourcenschonung verbunden und optimiert werden müssen, sind komplex und

2. Die Potenziale zur quartierswesen Optimierung werden nur selten ausgeschöpft.

Das Projekt KlimaNetz greift diese beiden Missstände auf und schlägt die Entwicklung eines Werkzeugs zur Transformation und Optimierung von Quartieren vor. 

Projektziel

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Werkzeugs, das statt der seriellen Analyse und Konzeptentwicklung für einzelne Gebäude die Synergien durch Vernetzung der Gebäude vorstellt und Wege zur Umsetzung vorschlägt.

Es soll die Potenziale lokaler Niedertemperatur-Wärmenetze für Quartiere aufzeigen, um im Gebäudeverbund die Einbindung von Umweltenergien zur Wärmeversorgung zu steigern und um gleichzeitig die Effizienzsteigerung durch Gebäudesanierung kosteneffizient und möglichst nutzungsfreundlich in Abstimmung auf die Konfiguration des Netzes einzubinden. 

Projektablauf

Das Projekt gliedert sich in die Schritte Analyse, Modellierung und Simulation, Szenarienentwicklung und Optimierung sowie die anschließende Parameterstudie mit Werkzeugentwicklung. 

Nach Recherche und Auswahl von bestehenden Quartieren, werden in der Modellierung verschiedene Gebäudetypen und Charakteristiken abgebildet, um in Simulationen zeitlich hoch aufgelöste Lastprofile zu erarbeiten. Darauf aufbauend werden verschiedene Konfigurationen zur Energiebedarfsdeckung aus lokal verfügbaren, erneuerbaren Energiequellen und Speichertechnologien erarbeitet und in Szenarien für die Transformation zu einem klimaneutralen Quartier abgebildet.

Aus der Interaktion von Gebäudesanierung und Energieversorgung und -verteilung werden optimale Lösungen identifiziert und ein Fahrplan für die Transformation zu einem klimaneutralen Quartier erstellt. Es werden Auswirkungen von Parametern auf die Energiesystems-Effizienz und die CO2-Reduzierung systematisch untersucht und Grundlagendaten für den Einsatz eines neuronalen Netzes gewonnen, um die Zusammenhänge zwischen den Eingangsparametern und der Konfiguration des Energiesystems des Quartiers abzuleiten.

Dies bildet die Grundlage zur Entwicklung eines Werkzeugs, mit dessen Hilfe Anwender ein Quartier spezifizieren können, um durch das Werkzeug eine optimierte Lösung und einen Fahrplan für die Transformation des Quartiers zu erhalten.

Innovation

Innerhalb des Projekts wird ein benutzerfreundliches Tool entwickelt, mit dem Immobilieneigentümer oder Betreiber von Nahwärmenetzen die optimalen Lösungen für die Umwandlung eines klimaneutralen Quartiers unter Berücksichtigung der spezifischen Konfigurationen und Randbedingungen des jeweiligen Quartiers bewerten können.

Neben der schrittweisen Umstellung des Gebäudebestands soll durch das Netz außerdem die Möglichkeit geschaffen werden, den für das Jahr 2025 im Koalitionsvertrag angekündigten Mindestanteil von 65 % erneuerbaren Energien an der Wärmeversorgung neuer Heizungsanlagen zu erreichen.