Ausgangssituation

Städte sind aufgrund geringer verfügbarer Flächen Verbraucher für die Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien im Energiesystem Deutschlands. Hierbei bestehen Städte aus vielen einzelnen Quartierstypen, welche sich durch ihre Nutzung für industrielle, gewerbliche oder für wohnliche Zwecke unterscheiden bzw. Mischformen darstellen. Die Quartierstypen unterscheiden sich hinsichtlich der Energieinfrastruktur, des zeitlichen Verlaufs der Energienutzung sowie der benötigten Nutzenergien. Innerhalb der Quartierstypen existieren weitere Ausprägungen (z. B. können Wohnquartiere hauptsächlich aus Altbauten oder hauptsächlich aus Neubauten bestehen oder Mischgebiete sein). Die verschiedenen Quartiere werden durch Netzstrukturen verbunden. Dies sind neben den Energie-, Versorgungs- und Entsorgungsnetzen insbesondere die Mobilitätsnetze sowie die Kommunikationsnetze. Das technische Potenzial zur Steigerung der Effizienz sowie zur Flexibilisierung von urbanen Quartieren ist durch zahlreiche Forschungsergebnisse nachgewiesen. Dies gilt sowohl für Energiesysteme im Quartier Industrie als auch für Wohnen und Gewerbe. Darüber hinaus existieren bereits heute Technologien, die in einem veränderten Anwendungskontext im Energiesystem Stadt eine Sektorenkopplung ermöglichen, um CO2-Emissionen einzusparen.

Zielsetzung

Das Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung (DELTA) agiert als Schaufenster für die urbane Energiewende zur Demonstration interagierender energieoptimierter Quartiere. Im Reallabor DELTA soll demonstriert werden, dass die technisch nachgewiesenen Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz und -flexibilisierung von urbanen Quartieren wirtschaftlich umsetzbar sind und diese auch gesellschaftlich akzeptiert werden. Hierfür sollen Methoden erprobt und weiterentwickelt werden, um erfolgreiche technische Pilotprojekte in die breite Anwendung zu bringen. Elementar ist hierzu die Entwicklung innovativer (kooperativer) Geschäftsmodelle, um das entstehende Energiesystem einerseits ohne Subventionen betreiben zu können und andererseits alle Stakeholder des Energiesystems an den energetischen und wirtschaftlichen Potenzialen partizipieren zu lassen.

Das Reallabor DELTA soll mit der Lösung der folgenden Fragestellungen zum Erreichen der Klimaziele beitragen:

• Welches sind kurz-, mittel- und langfristig erreichbare Energieeffizienzziele einer typischen mittelgroßen Stadt?
• Wie können lokal verfügbare Energiequellen zur Senkung der CO₂-Emissionen des Energiesystems Stadt beitragen?
• Wie können Kapazitäten der lokalen Energieinfrastruktur optimal ausgenutzt werden?
• Wie kann das Energiesystem betrieben werden und welche neuen Geschäftsmodelle entstehen?
• Welche regulatorischen Anreize erfordert ein solches Energiesystem?
• Wie kann technologisches Lernen von der Umsetzung bis in die Grundlagenforschung umgesetzt werden?

Vorgehensweise

Innerhalb des Projekts wird ein mehrschichtiger, sektorenübergreifender Ansatz verfolgt. Im Fokus steht hierbei die konsequente Steigerung der Energieeffizienz aller Sektoren, welche bereits heute als größtes nutzbares Potenzial der Energiewende gesehen wird. Weiterhin sollen Potenziale zur zeitlichen Verschiebung elektrischer Lasten identifiziert und zur Optimierung des städtischen Stromsystems sowie zur optimalen Ausnutzung erneuerbarer Energiequellen eingesetzt werden. Beides wird durch eine intelligente Verknüpfung einzelner Quartiere des betrachteten städtischen Energiesystems sowie durch Sektorenkopplung erzielt. Hierfür ist die Einbindung aller relevanten Stakeholder vorgesehen, die in erprobten Dialogformaten umsetzbare Lösungen erarbeiten werden.

Danksagung

Das Reallabor DELTA wird mit Mitteln des deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert und von dem Projektträger Jülich (PtJ) betreut. Wir danken für die Möglichkeit dieses Projekt bearbeiten zu dürfen.

Fördergeber

Konsortialpartner

Assoziierte Partner/F&E-Unteraufträge

Projektträger