FSP II_Energiewende im Quartier

Hintergrund des Projekts

Der Forschungsschwerpunkt wurde aus den Anforderungen der Energiewende entwickelt, die technische Anlagen, Infrastrukturen und Märkte in ein intelligentes Energiesystem überführen muss, das gewachsene Strukturen flexibilisiert und zu einem ganzheitlichen System weiterentwickelt.  Besondere Herausforderungen und Optimierungspotenziale bestehen in Interaktionen innerhalb des Systems, beispielsweise zwischen einzelnen Erzeugungsanlagen, Gebäuden und Quartieren bis hin zum nationalen und internationalen Energiesystem. 

Schritte zur Nutzung der Interaktionen wurden bereits in zukunftsweisenden Neubauquartieren durch lokale Vernetzung unternommen, indem gemeinsame Wärmenetze, saisonale Speicher und optimierte Verbrauchsstrukturen integral geplant wurden. Die Übertragung dieser Herangehensweisen auf den Gebäudebestand wird nun durch die kommunale Wärmeplanung vorbereitet, die Kommunen als Treiber der Wärmewende einsetzt. Das Quartier spielt dabei eine zentrale Rolle: Es ermöglicht den koordinierten Einsatz von Maßnahmen und treibt Austausch, Flexibilisierung sowie Skaleneffekte voran. Der Forschungsschwerpunkt Energiewende im Quartier untersucht gezielt Potenziale und Umsetzungswege zur Vernetzung von Quartieren und damit Hebel zur Erreichung der Energiewende auf Quartiersebene.

Projektziel

Ziel des Forschungsschwerpunkts ist es, grundlegende Methoden zur Umsetzung der integrierten Energiewende im Quartier zu entwickeln, um die Potenziale der vernetzten Nutzung von erneuerbaren Energien in Gebäudegruppen und Quartieren zu heben. Dabei gilt es, eine große Anzahl an Interaktionen und Abhängigkeiten in einem ganzheitlichen Modell abzubilden, das komplexe Analysen sowie die Entwicklung eines konzertiertes Vorgehens zur Umgestaltung der bestehenden Strukturen ermöglicht. 

Projektablauf

Die Projektmethodik gliedert sich in drei Arbeitsschwerpunkte. Im ersten Schwerpunkt werden Transformationspfade für eine optimierte erneuerbare Quartiersenergieversorgung entwickelt. Dazu erfolgen eine Systemanalyse zu thermischen und elektrischen Nachfrage- und Angebotsstrukturen in Quartieren, die Erarbeitung methodischer Grundlagen zur Quartiersmodellierung sowie die Entwicklung von charakteristischen Last- und Angebotsprofilen. Auf dieser Basis wird ein generisches, modulares Quartiersmodell aufgebaut, das langfristige Entwicklungspfade – etwa durch Effizienzmaßnahmen, Elektromobilität oder Energiegemeinschaften – iterativ abbildet und optimiert.

Der zweite Schwerpunkt widmet sich der energetischen Flexibilisierung. Modulare Betriebsmodelle werden analysiert und mittels mathematischer Methoden optimiert, um das Potenzial eines intelligenten Lasten-Nutzen-Ausgleichs und die Interaktion mit dem öffentlichen Netz zu bewerten. Der dritte Schwerpunkt umfasst den Aufbau einer Forschungsstruktur: Bestehende Aktivitäten werden analysiert, ein regionales Netzwerk und der Ausbau von Forschungsstrukturen initiiert und Forschungsergebnisse gezielt in die Praxis transferiert.

Innovation

Das Projekt Energiewende im Quartier erarbeitet über das Einzelgebäude hinausgehende Hebel zur Erreichung der Energiewende. Durch Modellierung, Analyse und Pfadentwicklung sollen Erkenntnisse zur konzertierten Vernetzung und Optimierung von Energienachfrage und -angebot in Quartieren entstehen, die zur nachhaltigen Ertüchtigung des Gebäudebestands beigetragen.