Projekt EnQuaFlex – Energiewendedienlicher Quartiersbetrieb durch gemeinschaftliche Flexibilitätskoordination

Das von Prof. Dr. Nicolei Beckmann (hochschule 21, Gebäudetechnik – Schwerpunkt Energietechnik und Gebäudeautomation) am 05.12.2024

Am 05.12.2024, der letzten EWB-Stunde des Jahres, stellte uns das Projektkonsumtion der hochschule 21 in Buxtehude, das E.ON Energy Research Center Aachen, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme sowie die synavision GmbH das Projekt EnQuaFlex vor. Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Nicolei Beckmann (hochschule 21, Gebäudetechnik – Schwerpunkt Energietechnik und Gebäudeautomation) zeigte auf, wie es sich mit der Entwicklung eines innovativen, energiewendedienlichen Quartiersbetriebs befasst, der durch eine gemeinschaftliche Flexibilitätskoordination die Energiewende auf lokaler Ebene vorantreiben soll. Ein zentraler Aspekt des Vorhabens ist die Sektorenkopplung, bei der verschiedene Energiequellen und -verbraucher innerhalb eines Quartiers miteinander verknüpft werden, um die Energieeffizienz zu maximieren und gleichzeitig den Übergang zu erneuerbaren Energien zu fördern. Hierzu begleitet das Forschungsvorhaben ein innovatives Wohnquartier in Harsefeld.

Das Quartier zeichnet sich durch einen hohen Energiestandard aus, wobei versicherungsoffene Flächen verbaut sind und innovative Baustoffe wie recycelte Ziegel und Dämmstoffe verwendet werden. Die Energietechnologie umfasst unter anderem Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von 230 kWp, ein zentrales, quartiereigenes Stromnetz, eine Batterie mit 144 kWh sowie ein Wasserstoffhaus, das eine PEM-Zelle nutzt. Zudem gibt es ein umfassendes Carsharing-System mit Ladestationen und Wallboxen an jedem Haus, das bidirektionales Laden ermöglicht. Das Quartier umfasst Gebäude, die mit Smart-Home-Systemen ausgestattet sind und so eine effiziente Steuerung des Energieverbrauchs und der -erzeugung ermöglichen. Im Rahmen des Projekts werden mehrere zentrale Fragestellungen untersucht. Dabei geht es unter anderem um die Analyse des Nutzerverhaltens und dessen Auswirkungen auf die Energieströme im Quartier. Ein weiteres Ziel ist die Optimierung der steuerbaren Verbraucher und Produzenten, um einen netzdienlichen Betrieb zu gewährleisten. Zudem wird die Akzeptanz neuer Technologien und Maßnahmen untersucht, und es werden Möglichkeiten zur Verbesserung der Akzeptanz erarbeitet. Diese Erkenntnisse sollen später in den Transfer auf andere Quartiere und Projekte münden. Das Monitoring der Gebäude und der zugehörigen Anlagen erfolgt durch umfassende Messungen, die mit Referenzmessungen abgeglichen werden. Zusätzlich werden Kennwerte zur Bewertung der Effizienz der Systeme entwickelt und die Zuverlässigkeit sowie die Quartiersdienlichkeit der eingesetzten Technologien überprüft.

Wir danken dem Projekt EnQuaFlex für diesen spannenden Einblick in Ihr Projekt und die langfristige Vision EnQuaFlex als Blaupause für zukünftige Quartiere in Deutschland zu etablieren. Das Projekt stellt somit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende auf lokaler Ebene dar und zeigt auf, wie durch innovative Technologien und gemeinschaftliche Flexibilitätskoordination eine nachhaltige und resiliente Energieversorgung erreicht werden kann.

EWB-Stunde am 07. November

In der letzten EWB-Stunde wurde das Projekt „AI-X Heat - Datenraum Energie: Digital vernetzte kommunale Wärmeplanung in Quartieren mit unterschiedlichen Siedlungstypologien“ von Prof. Dr.-Ing. Rita Streblow und Michael Mans, M.Sc., vorgestellt. Das interdisziplinäre Konsortium, bestehend aus der Stadt Aachen, der regio IT, der heatbeat nrw GmbH und dem Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen, hat zum Ziel die kommunale Wärmeplanung durch digitale Werkzeuge zu beschleunigen, verbessern und zu verstetigen. Das Forschungsprojekt dient als Leuchtturmprojekt an Beispielquartieren der Stadt Aachen. Die einzelne Kernbereiche sind:

• Ausweisung von Vorzugsgebieten für unterschiedliche Wärmelösungen: Es soll eine gezielte Identifizierung von Bereichen erfolgen, in denen sich spezifische, auf den jeweiligen Bedarf abgestimmte Wärmelösungen – wie Fernwärme, lokale Heizlösungen oder erneuerbare Energien – besonders gut umsetzen lassen.
• Innovative Lösungen für Quartiere mit Mischnutzung und historische Ortskerne: Im Rahmen des Projekts werden auch innovative Lösungen für besonders herausfordernde Gebiete wie Aachen-Nord (mit Mischnutzung) und Kornelimünster (mit einem historischen, denkmalgeschützten Ortskern) entwickelt. Hier müssen Wärmekonzepte gefunden werden, die sowohl den modernen Anforderungen als auch den Besonderheiten der historischen Strukturen gerecht werden.
• Dynamische Fortschreibung der kommunalen Wärmeplanung: Es soll ein kontinuierlicher Anpassungsprozess für die kommunale Wärmeplanung etabliert werden, um den sich ändernden Anforderungen und technologischen Entwicklungen gerecht zu werden und die Planung stets auf dem neuesten Stand zu halten.

Eine zentrale Hürde bei der Umsetzung ist das Fehlen von durchgängigen und qualitativ hochwertigen Daten. Diese liegen oft bei verschiedenen Akteuren wie der Stadtverwaltung, den Energieversorgern und Immobilienbesitzern vor. Häufig sind die Daten unterschiedlich strukturiert und nur unzureichend digitalisiert, sodass ein Miss-Match zwischen den unterschiedlichen Datensätzen entsteht. Die Vernetzung und Harmonisierung dieser Datensätze sind jedoch eine grundlegende Voraussetzung, um die identifizierten Lösungen kosteneffizient und zielgerichtet umsetzen zu können. Hierzu wurde die im Rahmen des Projekts entwickelte, digitale Plattform vorgestellt. Sie soll eine agile und punktgenaue Bereitstellung von Informationen zu möglichen oder geplanten Lösungen zur Wärmeversorgung ermöglichen. Dabei soll sie es ermöglichen, schnelle und präzise Entscheidungen zu treffen, um die Entwicklung der Wärmewende voranzutreiben. Dabei konnten Frau Prof. Dr.-Ing. Streblow und Herr Mans, M.Sc. aufzeigen, dass die Herausforderung der lange Vorplanungsphase in der kommunalen Wärmeplanung, welche oft mit hohem manuellem Aufwand verbunden ist, mit Hilfe der digitalen Plattform vereinfacht werden kann. Die im Projekt AI-X Heat Projekts entwickelte Plattform hilft die Vorplanungsphase zu automatisieren. Durch den Einsatz innovativer Technologien und automatisierter Prozesse kann der Übergang von der KWP direkt in die Umsetzung bereits ermöglicht werden. Langfristig erfordert dies jedoch  eine intelligente Integration der verschiedenen Datensätze und eine präzise Abstimmung der Lösungen auf die lokalen Gegebenheiten. So können die Wärmelösungen schneller, kostengünstiger und präziser entwickelt und umgesetzt werden.

Erkenntnisse aus dem Projekt Fachwerk_2.0 - Einblicke in neuartige Dämmsysteme zur energieeffizienten und ressourcenschonenden Fachwerkinstandsetzung unter Wahrung ihrer Authentizität.

Referent:innen: Frau Dr.-Ing. Andrea Lilienthal, geb. Staar und Herr Dipl.-Ing. Frank Eßmann

EWB-Stunde am 10. Oktober 2024

Der Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung bildet den Fahrplan zu einem klimaneutralen Gebäudebestand in Deutschland bis zum Jahr 2050. Dabei stellen historische Fachwerkbauten mit einer Anzahl von rund zwei Millionen einen beträchtlichen Anteil des vorhandenen Gebäudebestands dar. Sie stellen dabei aufgrund ihrer Materialität und des denkmalpflegerisch gewünschten Erscheinungsbilds oft hohe Anforderungen an energieeffiziente Maßnahmen bei ihrer Ertüchtigung. Dieser Herausforderung widmet sich das Forschungsprojekt Fachwerk_2.0 dabei in praktischer Anwendung in Zusammenarbeit mit dem Freilichtmuseum Hessenpark. In Ihrem Vortrag gaben Frau Dr.-Ing. Andrea Lilienthal, geb. Staar und Herr Dipl.-Ing. Frank Eßmann uns Einblicke in die im Projekt entwickelten neuartigen Dämmsysteme für eine besonders energieeffiziente und ressourcenschonende Fachwerkinstandsetzung. Während des Prozesses sind eine Vielzahl von Aspekten zu beachten die sich in den Bauweisen, Baustoffen und Materialkombinationen widerspiegeln. Dabei muss stets auf die Besonderheit des Fachwerks als solches und den Einfluss der Innendämmung auf die Abtrocknung geachtet werden. Frau Dr.-Ing. Lilienthal und Herr Dipl.-Ing. Eßmann präsentierten anschließend die von Ihnen eingesetzten Messkonzepte zur Bewertung des hygrothermischen Verhaltens der Fachwerk-Konstruktion, welches in Testhäusern im Hessenpark erfasst und anschließend im Prüfstand am BTU Campus Sachsendorf genauer untersucht wurde. Auch beleuchteten die beiden Referenten die ökobilanzielle Betrachtung von historischen Gebäuden, indem sie die Herausforderungen in der Datenbeschaffung von historischen / denkmalkonformen Baustoffen hervorhoben. Daher sollten auch alternative Wege in der Sanierung betrachtet werden, wie die Ansätze des Urban Mining und Zirkulären Bauens, aber auch ein Gebäuderessourcenpass (Bauteilkatalog) kann hilfreich sein. Hierbei sollte stets der Ansatz des Reduce - Repair - Reuse – Recycle  genutzt werden. Wir danken den Referent:innen für die Einblicke in ihr ihr Wissen, wie Fachwerkinstandsetzung und Klimaschutz kein Widerspruch sind.

Hier finden Sie die Präsentation:

NEED

Die Energiewende stellt eine der größten Herausforderungen unserer Zeit dar und erfordert eine grundlegende Transformation unseres Energiesystems. Um diesen Wandel erfolgreich zu gestalten, spielen Daten eine entscheidende Rolle. Sie sind das Fundament für ein intelligentes und effizientes Energiesystem. So können sie helfen fundierte politische Entscheidungen zu treffen, die Planung des Netzausbaus voranzutreiben und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle im Energiesektor ermöglichen. Trotz dieser anerkannten Bedeutung von Daten wird bei der Recherche nach passenden Daten für sein Forschungsprojekt schnell der Herausforderung gegenüberstehen, dass diese oft in einer Vielzahl von heterogenen Datensätzen vorliegen. So können diese nicht nur in einer Vielzahl von konventionellen Orten vorliegen etwa bei Energieatlanten, Landesämtern oder Netzbetreibern, sondern auch verschiedenen Datenquellen wie in Form Gebäudedaten, Stromleistung, Geothermievorkommen oder Wetterdaten. Zusätzlich sind sie oft erschwerend auf

verschiedenen Planungsebenen wie etwa nur für Gebäude oder Quartiere oder für eine ausgewiesene Region oder Land vorhanden. Ebenso kommt erschwerend oft hinzu, dass die Datenreihen fehlerhaft oder lückenhafte in der räumlichen Erhebung und zeitlichen Auflösung vorliegen.

In seiner EWB-Stunde vom 05. September 2024 beleuchtete Herr Buchenberg, M.Sc. von der TU München wie das NEED (NEuE Daten für die Energiewende) -Projekt diese Probleme zu lösen. Die im Rahmen des Projektes umzusetzende neue nationale Energiedatenplattform soll dabei die bereits bestehenden heterogenen Datenquellen miteinbeziehen und diese nicht die ersetzten, wie Herr Buchenberg explizit betonte. So sollen, z.B. wenn es zwei verschiedenen Datenquellen zu Wärmebedarfen in der Stadt X von unterschiedlichen Portalen gibt beide in ihrer Breite als Quelle in die NEED-Plattform integriert werden. Auf die Nachfrage hin, dass die Forschenden vor unterschiedlichen Datenquellen mit widersprüchlichen Informationen zu gleichen Themen gegenüberstehen könnten, wies er darauf das die Plattform die Möglichkeiten geben den Forschenden die Entscheidungsgewalt über die Daten und von welcher Quelle sie genutzt werden, geben soll. Das review der Daten findet also durch die Forschenden direkt statt. Lücken in der Verfügbarkeit von konventionellen Datenquellen sollen durch synthetische Daten geschlossen werden. Mittels Ontologien (Knowledge Graph) werden die verschiedenen Daten logisch und konsistent über verschiedene Sektoren, sowie zeitliche und räumliche Ebenen, verknüpft. Dabei werden die bestehenden Datenplattformen nicht verdrängt, sondern nahtlos in das System integriert. Dies ermöglicht semantische Abfragen sowie eine einfache Anbindung von Planungswerkzeugen an die Plattform.

Wir danken Herrn Buchenberg, M.Sc. in den sich entstehenden Baukasten, welcher für durchgängige Planungsaufgaben von Gebäude bis zur Infrastruktur, automatisierte, modellbasierte Analysen über Systemgrenzen hinweg ermöglicht.

Hier ist die Präsentation der Veransaltung

„EnEff:Stadt: CircularGreenSimCity“

In der EWB-Stunde am 06. Juni 2024 haben uns Prof. Dr. Bastian Schröter vom Zentrum für Nachhaltige Energietechnik der Hochschule für Technik Stuttgart, Nico Ehlers vom Lehrstuhl für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen der Technischen Universität München sowie Fabian Gierl von der Beratungsgesellschaft Drees & Sommer das Verbundvorhaben „EnEff:Stadt: CircularGreenSimCity“ vorgestellt. Das Projekt erforscht die Multidimensionalität von Optimierungsfragen in der Stadtquartierplanung, um minimale Emissionen eines Quartiers aus Gebäuden und Verkehr bei gleichzeitig optimaler Wasserbewirtschaftung und Abkühleffekten durch Stadtgrün zu erreichen.

Ein ausführlicher Bericht der Veranstaltung folgt in Kürze.

Hier die Folien der Veranstaltung:

Efficient Pit – Wärmespeicherung im Erdbecken als Beitrag zur erfolgreichen und nachhaltigen Wärmewende

Herr Tom Brand, M.Sc. am 02. Mai 2024

In der letzten EWB-Stunde vom 2. Mai 2024 hielt Herrn Tom Brand, M.Sc. vom Solites - Steinbeis Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme, eine Präsentation zum Efficient Pit-Projekt. Dieses Projekt zielt darauf ab, hoch effiziente Erdbecken-Wärmespeicher für nachhaltige Wärmenetze zu entwickeln.

Die Technologie zeigt, wie überschüssige Wärme in künstlichen Erdbecken gespeichert werden kann, um diese zu einem späteren Zeitraum zu nutzen. Verschiedene Wärmequellen wie Solaranlagen oder Abwärme werden genutzt, um das Wasser in diesen Becken zu erwärmen. Um Wärmeverluste zu minimieren, wird der Speicher mit einer Kunststoffdichtungsbahn abgedeckt und Wärmegedämmt. Die ersten Erdbecken-Wärmespeicher wurden in Deutschland im Zuge des Forschungsvorhabens Solarthermie2000 als Kies-Wasser Speicher realisiert, welches den Vorteil hat, dass durch die statische Belastbarkeit eine Doppelnutzung der Fläche möglich ist. Allerdings ist die Energiedichte im Vergleich zu einem reinem wassergefüllte-Erdbecken-Wärmespeicher deutlich geringer. Daher geht der aktuelle Trend zu wassergefüllten Erdbecken-Wärmespeichern, siehe Dänemark.

Im Vergleich zu alternativen, sensiblen Speicherkonzepten punkten Erdbecken-Wärmespeicher vor allem durch die erhöhte Standortflexibilität gegenüber dem Aquifer- und Erdsonden-Wärmespeicher und durch die gute Skalierbarkeit und Investitionskosten gegenüber dem Tank-Wärmespeicher. Die geringen Investitionskosten bestimmen vor allem bei einem saisonalen Betrieb, sprich einer geringen Anzahl an Be- und Entladevorgängen, maßgeblich die Wirtschaftlichkeit des Speichers. Allerdings können Erdbecken-Wärmespeicher heutzutage multifunktional eingesetzt werden und beispielsweise auch als Pufferspeicher für Wärmenetze dienen.

Die zentrale, technische Herausforderung sind die hohen Temperatur- und Feuchtebelastungen auf die Materialien des Speichers. Im Vordergrund steht dabei die Auswahl eines geeigneten Dämmstoffes der unter den Bedingungen eine möglichst hohe Dämmleistung und Standzeit aufzeigt. Die Kombination aus Feuchte und Temperatur führt in Dämmstoffen zu erhöhten Wärmeverlusten, sodass in der Vergangenheit einige Speicheranlagen nach kurzer Zeit nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden konnten.

Um dem Wärme- und Stofftransport bei Temperaturen über 60 °C besser zu verstehen soll auf Basis der Modellierungswelt von DuMu^x ein Model entwickelt werden. Erste Ergebnisse zeigen gute, qualitative Übereinstimmungen mit vorgegangener Untersuchung des ITWs Stuttgart. Des Weiteren werden in Efficient Pit auf dem Betriebsgelände des Projektpartners Solmax zwei Erdbecken-Wärmespeicher als Reallabor gebaut um neuartige Bauweisen und Speichergeometrien, neue Materialien sowie Abdeckungskonzepte im realbetrieb zu testen.

Wir danken Herrn Brand für seinem spannenden Vortrag und Präsentation seiner Untersuchungsergebnisse zu den Materialien zum optimierten Aufbau und Entwicklung der nächsten Generation von Erdbecken-Wärmespeichern.

Die Vortragsfolien folgen in Kürze hier:

In der EWB-Stunde vom 04. April 2024 stellte Herr Prof. Dr.-Ing. Christoph Nytsch-Geusen, Universitätsprofessor für das Fachgebiet „Versorgungsplanung und Versorgungstechnik“ an der Universität der Künste Berlin einen ersten Zwischenstand aus dem Forschungsverbundprojekt EnEff: EnergyMap Berlin vor.

Das Projekt zielt drauf ab, ein gebäudescharfes Wärmekataster für den Gebäudebestand in Berlin zu entwickeln um bis 2045 das Ziel der Klimaneutralität für Gebäude in Berlin zu erreichen. Die EnergyMap Berlin ist dahingehend besonders, dass sie, wie Herr Prof. Dr.-Ing. Nytsch-Geusen ausführlich erläuterte, bei seinem Datenbestand gebäudescharfe modellierte Verbrauchswerte nutzt, welche auf einer KI-gesteuerten Gebäudemodellierung basieren. Zeitgleich besteht über eine Online-Plattform die Möglichkeit reale Verbrauchsdaten von Einzelgebäuden bzw. Liegenschaften zu erhoben. Dies ist direkt durch Gebäudebesitzenden bzw. Liegenschaftsbetreiber möglich. Da somit keine realen Verbrauchsdaten veröffentlicht, sondern nur KI-gestützte Prognosen von Gebäudeverbräuchen, ist der Datenschutz der Gebäudenutzer:innen gewährleistet. Die Kombination von diesen beiden Herangehensweisen erlaubt ein digitales und gebäudescharfes Online-Wärmekataster, welches direkte Energieeffizienzverbesserungen identifiziert und Dekarbonisierungspotenziale der Energieversorgung der Gebäude umzusetzen erlaubt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die zukünftige kommunale Wärmeplanung wichtig, welche gebäudescharfe Verbrauchsdaten benötigt. Momentan sind nämlich Energieverbrauchsdaten in Berlin mit einer räumlichen Auflösung bis maximal auf Blockebene, teilweise auch nur bis auf PLZ-Ebene einsehbar.

Dabei soll die EnergyMap Berlin langfristig, wie Herr Prof. Dr.-Ing. Nytsch-Geusen erläutere, die Daten des Wärmekatasters in zwei Detallierungstufen öffentlich zugängig gemacht werden: Zum einen in einer “Light“-Version für Laien, welche durch eine einfache 2D-Online-Karte interessierte Bürger:innen energetische Basisinformationen ihres eigenen Gebäudes abrufen können, z.B. die Gebäude-Energieeffizienzklasse oder prognostizierte gebäudescharfe Heizwärmebedarf.  Die Zweitversion ist als Vollversion für Expert:innen gedacht. So sollen auch umfangreichere gebäudescharfe Gebäudedatensätze auf Grundlage des 3D-Stadtmodells des Landes Berlin abgefragt werden können. Dieses Webinterface soll auch gebäudeübergeordnete Funktionalitäten unterstützen, wie z.B. die Darstellung von gebietsbezogenen Energiebedarfsdichten oder die Möglichkeit die Energiebedarfe für alle Gebäude eines Stadtquartiers zu extrahieren. Auch die Ausweitung dieser Form und Ausweitung des Wärmekatasters auf einen Flächenstaat wie Brandenburg ist anvisiert. 

Wir danken Herr Prof. Dr. Nytsch-Geusen für diesen spannenden Einblick in das Projekt EnEff: EnergyMap Berlin und wie an der Umsetzung der damit verbunden spanenden Themen gearbeitet wird. Er zeigte uns vor allem wie die Transparente Darstellung der Energieverbräuche eine wichtige Grundlage für erfolgreiche ökonomische, energiepolitische, planerische, aber auch sanierungsbezogene Entscheidungen für alle Akteure der Energiewende geschaffen werden kann.

Hier finden Sie die Präsentation zu der EWB-Stunde:

Am 07. März 2024 präsentierte Herr Dr. Andrej Jentsch von der AGFW-Projekt GmbH, einem Tochterunternehmen des Energieeffizienzverbands für Wärme, Kälte und KWK, seinen Vortrag „REA – Ressourcenexergieanalyse. Eine Alternative zur Primärenergieanalyse für weniger Greenwashing und mehr Klimaschutz“ im Rahmen der EWB-Stunde vor.

Hintergrund und zentrale Motivation der Beschäftigung mit Exergie ist, wie Herr Dr. Jentsch betont, dass das formulieren von Klimaziele scheinbar einfach: Dies kann jeder Staat oder jedes Unternehmen. Auch der auszuführende Hebel ist bekannt: Emissionsarme Technologien müssen eingeführt und fossile Brennstoffe ersetzt werden. Jedoch welcher Pfad hierfür genau einschlagen soll, darüber wird von den verschiedenen involvierten Gruppen heftig gestritten. Dabei kommt Analyse von Primärenergieverbräuchen mit immer mehr treibhausgasneutralen Technologien an ihre Grenzen und führt sogar zu Fehlschlüssen.

So unterstreicht Herr Dr. Jentsch: „Wenn die Bewertung nicht mit der Realität übereinstimmt, fahren wir gesellschaftlich gegen die Wand. Dies kann zu Fehlinvestitionen führen, daher müsse auf die Bewertungsmethoden geachtet werden“

Folglich ist Herr Dr. Jentschs Kernthese dabei, dass in der Übergangszeit zu einem idealen, emissionsfreien Energiesystem alle vermeidbaren Verluste meist durch Einsatz von emissionsintensiven Ressourcen ausgeglichen werden müssen.

Das Konzept der Exergie, welches vorrangig in Universitätskreisen bekannt ist, ist

ist dabei nicht neu, jedoch oft das Verständnis: Exergie berücksichtigt neben der Energie auch die Energiequalität (bzw. die physikalische Nutzbarkeit). Dies bietet eine besonders umfassende Analysegrundlage. Da somit die Bestimmung von Ressourcenexergieverbräuchen für alle Technologien grundsätzlich möglich ist, lässt sich mit der REA Verschwendung minimieren und damit auch der damit zusammenhängende Treibhausgasausstoß. Sie leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erstellung oder Validierung und Qualitätsprüfung von Transformationsplänen für Fernwärmenetze oder für die verpflichtenden Wärmepläne der kommunalen Wärmeplanung.

Als praktisches Tool für das Verständnis und die Analyse von Ressourcenexergieverbräuchen stellte Herr Dr. Jentsch zum Abschluss den dabei von ihm mitentwickelten Exergieausweis vor. Der Exergieausweis ist ein Werkzeug, mit welchem die Ergebnisse einer Exergie-basierten Analyse transparent und leicht verständlich gemacht werden. Als solches kann er ähnlich wie der Energieausweis für Gebäude eingesetzt werden kann: „Damit hat man ein Werkzeug, um die Ressourcenexergieanalyse zu visualisieren. Man kann sehen, in welcher Dimension Verluste auftreten, Bedarf und Versorgung gegenüberstellen und langfristige und effiziente Lösungen finden.“

Wir danken Herr Dr. Jentsch für diesen spannenden Vortrag, welcher uns nicht nur eine alternative Methode für den Vergleich von Energiesystemen vorgestellt hat, sondern auch die Relevanz der Ressourcenschonung in Anbetracht des Ziels Emissionen zu senken hervorheben kann - ein sicherlich weiterhin wichtiges Thema in der zukünftigen Energieforschung.

Hier finden Sie die Präsentation zu der EWB-Stunde:

In der ersten EWB-Stunde im Jahr 2024 am 01. Februar präsentierten Christoph Schüring von der Effizienzbörse Deutschland GmbH, Detlef Malinowsky von der IBDM GmbH sowie Dr. Mathias Ziebarth und Dr. Andreas Wunsch vom Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB Ergebnisse des Projektes RLT-Opt („Durchgängige Methoden für die ganzheitliche Betriebsoptimierung von raumlufttechnischen Anlagen“).

Das Projekt adressiert das Problem ineffizienter raumlufttechnischer Anlagen (RLT-Anlagen) in deutschen Nichtwohngebäuden. Die ca. 1.000.000 Lüftungsanlagen im Gebäudebestand sind für schätzungsweise 8% des deutschen Gesamtstromverbrauchs verantwortlich (Stand: 2022), energetische Inspektionen wurden jedoch nur (geschätzt) bei weniger als 3% der Anlagen durchgeführt, obwohl dabei häufig hohe Energieeinsparpotenziale identifiziert werden.

Bei RLT-Anlagen wird häufig auf Monitoring-Komponenten verzichtet, sodass gewöhnlich zu wenig Daten zu Betriebsständen vorliegen. Hier setzt das Projekt an und identifiziert mittels eines mobilen und stationären Monitoringkonzepts Schwachstellen und Einsparpotenziale. Ziele sind die Optimierung des Betriebs, Einsparung von Energie, Kosten und CO₂, sowie damit einhergehend eine Steigerung der Ressourceneffizienz und eine die Verlängerung der Lebensdauer der RLT-Anlagen.

Auf Basis gesammelter Daten werden Anlagenbetreiber*innen in die Lage versetzt, bereits frühzeitig fundierte Entscheidungen zu treffen (z.B. Betriebsanpassung, Komponententausch). Im Zuge eines umfangreicheren stationären Monitorings vermitteln Live-Dashboards wichtige Informationen zu Betriebszuständen und Kennzahlen, sodass Verantwortliche vor Ort den Anlagenbetrieb eigenständig und fortlaufend energiesparend anzupassen. Wichtige Hebel sind bedarfsgerechte Anpassungen der Betriebszeiten, der Volumenströme der RLT-Anlagen sowie Schwellwerte für die (De-)Aktivierung bestimmter Betriebsmodi.

Im Projekt wurden vier Liegenschaften beispielhaft untersucht: zwei kleine Industriebetriebe, ein Krankenhaus und ein großer Bürogebäudekomplex. Durch die durchgeführte Optimierung wurden durchschnittliche Stromeinsparungen von >30% erzielt. Der Volumenstrom für die Belüftung des Kellerbereichs einer Liegenschaft konnte um 39% gesenkt werden, was einer Reduktion des Strombedarfs um 78 % entspricht. Jährlich können somit ca. 270.000 kWh bzw. 198 t_CO2eq eingespart werden.

Hier finden Sie die Präsentation:

In der letzten EWB-Stunde vor der Weihnachtspause am 07. Dezember 2023 präsentierte Herr Stephan Ferenz, M.Sc, Koordinator der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur für interdisziplinäre Energiesystemforschung (NFDI4Energy), das Forschungskonsortium und seine praktischen Anknüpfungspunkte für die Forschungsinitiative Energiewendebauen.

Das Hauptziel von NFDI4Energy ist es die im Rahmen von Forschungsprojekten resultierende sogenannte „Forschungsartefakte“ – Daten, Software, Modelle, Publikationen – der breiteren Energiesystemforschung zur Verfügung zu stellen, damit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit ähnlichen Fragestellungen mit den Forschungsartefakte weiterarbeiten sowie weiterentwickeln können. So entstehen z.B.  eine Vielzahl von Artefakten bei Projekten, welche sich mit Digitalisierung und der Optimierungsmöglichkeiten im Bereich (Energie-)Einsparpotenziale für Gebäude und Quartiere beschäftigen, wobei die erarbeiteten Artefakte auch für andere interessierte Projekte zur Verfügung gestellt werden können. Dies geschieht auf Grundlage der internationalen FAIR-Prinzipien, welche Leitlinien für die Beschreibung, Speicherung und Veröffentlichung wissenschaftlicher oder Verwaltungsdaten darstellen. Damit wird die Wiederverwendbarkeit der Forschungsartefakte sichergestellt. Die Rolle von NFDI4Energy ist es dabei sich der Weiterentwicklung allgemeiner Forschungsdienste für die Energiesystemforschung – einschließlich der Forschungsinitiative Energiewendebauen. So kann durch Nachvollziehbarkeit, Reproduzierbarkeit und Transparenz die Inhalte der entwickelten Forschungsartefakte in anderen Projekten, welche ähnliche Forschungsthemen bearbeiten, langfristig sichergestellt werden.

Wir danken Herr Ferenz, M.Sc für den wertvollen Einblick in das NFDI4Energy Konsortium und dessen Vernetzungsmöglichkeiten mit der Forschungsinitiative Energiewendebauen.

Hier finden Sie dir Präsentation: