#853638

Integrative Analyse zur räumlichen und techno-ökonomischen Bewertung von Konzepten zu kalter Fernwärme

Städte und Energiesysteme entwickeln sich rasant. Um das urbane Wohnen und die Energieversorgung von morgen zu gestalten, müssen Energiesysteme ganzheitlich betrachtet und in einem langfristig angelegten und sektorenübergreifenden Transformationsprozess in ein zukunftsfähiges System überführt werden. Wesentlich hierfür ist es, dem Energiesektor in der räumlichen Entwicklung einer Stadt, einer Region, eines Quartiers einen adäquaten Stellenwert beizumessen. Konkret gilt es, räumliche Strukturen zu schaffen und zu fördern, die eine energiesparende, ressourcenschonende und ausfallsichere Energieversorgung ermöglichen. Hierfür ist es notwendig, die gängige Praxis heutiger Raum- und Stadtplanungsprozesse entsprechend anzupassen, einen rechtlichen und organisatorischen Rahmen zu schaffen, geeignete Planungstools bereitzustellen und Sondierungen unterschiedlichster Energiekonzepte durchzuführen.

Ausgangssituation

Grundsätzlich soll mit Hilfe von Geoinformationssystemen (GIS) die Datengrundlage für die Analyse und die Modellierung aufbereitet und bereitgestellt werden. Dies umfasst die Realisierung einer räumlichen Analyse zur Abschätzung von Kälte- und Wärmebedarf auf Adressbasis für die betrachteten Modellregionen ebenso wie die Identifikation und Quantifizierung potenzieller Einspeisepunkte, sowie möglicher Netztopologien und Vorranggebiete für Kalte-Fernwärmenetze (K-FW-Netze). Es geht darum Optimierungsvorschläge für die vorhandene Topologie der Versorgungsnetze für bestehende Versorgungsaufgaben mithilfe graphentheoretischer Ansätze, räumlicher Indikatoren und Kostenparametern hinsichtlich der zukünftigen Nutzung (K-FW) zu unterbreiten.

In einem weiteren Schritt, werden die modellbasierte Bewertung und der Vergleich ausgewählter Systemkonfigurationen und Entwicklungsszenarien der Kalten Fernwärme unter Berücksichtigung sich ändernder Rahmenbedingungen (Gebäudestruktur, Temperaturniveau, Klima, etc.) in den betrachteten Modellregionen bewerkstelligt.

So soll die Erstellung einer energetischen und exergetischen Analyse der betrachteten Wärmeversorgungskonzepte für die betrachteten Modellregionen erfolgen. Als Ergänzung zur energetischen Analyse soll die Bewertung der ökologischen und ökonomischen Parameter der ausgewählten K-FW Konzepte gegenüber konkurrierenden Energieversorgungskonzepten in den beiden Modellregionen stattfinden.

Die Identifikation und Bewertung von allgemeingültigen und standortspezifischen sozio-ökonomischen Aspekten der K-FW, insbesondere von möglichen Erfolgsfaktoren und Umsetzungshemmnissen bezüglich der Umsetzung von K-FW wird dargestellt. Des Weiteren erfolgt eine Benennung der erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse bezüglich der Umsetzung des K-FW Konzepts, hinsichtlich der Versorgung mit Wärme und Kälte, in den betrachteten Modellregionen, sowie die Erstellung von Umsetzungsstrategien, die als Basis für ein mögliches Umsetzungsprojekt dienen und Empfehlungen zur Planung des Konzepts liefern soll.

Projektverlauf

Nach der Definition der zu untersuchenden Energiesysteme und Randbedingungen werden in einem ersten Schritt verfügbare Datenquellen ausfindig gemacht. Relevante Informationen zur Verortung und Charakterisierung bestehender Gebäude, Energieversorgungsnetze und Umwandlungsanlagen sowie lokal verfügbare Energiepotenziale (solare, biogene, geothermische Abwärme) werden in einer gemeinsamen Geodatenbank gespeichert.

Eine wichtige Rolle spielen dabei die Energieversorger, die Informationen zu Netzen, Erzeugungsanlagen und Verbrauchern beisteuern können sowie die Kommunen selbst mit Angaben zum Gebäudebestand und kommunaler Infrastruktur (z.B.: Wasser, Abwasser, kommunale Energienetze) sowie zu geplanten Arealentwicklungen und konkreten Bauvorhaben. Als weitere wichtige Datenquellen dienen Statistiken sowie frei nutzbare Geodaten, beispielsweise aus dem OpenStreetMap Projekt oder aus öffentlichen Geodatenportalen des Bundes und der Länder. Der Beschaffungsprozess gestaltet sich oft ressourcenintensiv, da aktuelle Geometrie-, Konstruktions- und Nutzungsdaten oft lückenhaft bzw. nicht erfasst sind, oder aus Gründen des Datenschutzes oder unternehmerischer Geheimhaltung nicht verwendet werden dürfen. Daher wurde hier mit einer Methode gearbeitet, die auf der Grundlage öffentlich zugänglicher Daten, statistischer Zusammenhänge und fallspezifischer Daten, die Eingabedaten generiert. Entsprechende Schnittstellen zu Geoinformationssystemen und einschlägigen Datenbanken ermöglichen die teilautomatisierte räumliche Modellierung und Simulation urbaner Bebauungen bzw. technischer Infrastruktur.

So wurden auf Grundlage dieser Daten eine detaillierte Geodatenbasis der energetisch relevanten Infrastruktur sowie der lokalen Energiepotenziale erstellt. Bis auf Gebäudeebene aufgelöst sind darin u.a. dargestellt: Baujahr, Bruttogeschossfläche, Sanierungsstand, Heizenergiebedarf, Heizenergiequelle, Nutzungsart, Eignung des Daches für Solarenergie (thermisch oder photovoltaisch), Verfügbarkeit von Wärmequellen für Wärmepumpen (Abwärme, Grundwasser, Abwasser und Tiefenbohrungen) und die Lage in Bezug auf Wärme- und Gasnetz.

Ergebnisse

Die Ergebnisse der räumlichen Bestandsanalyse sowie die Erkenntnisse aus den Entwicklungsszenarien sollen Bestandteil energieraumplanerischer Vorgaben in den Entwicklungskonzepten der Städte Klagenfurt und Weiz werden und in konkrete Umsetzungsfahrpläne münden. Der hierfür erforderliche organisatorische Rahmen, geeignete Strukturen für Entscheidungsfindungsprozesse und nicht zuletzt die Fragestellung nach der Finanzierung wird von den lokalen Akteuren der Stadt vorangetrieben. Zielsetzung von avisierten Folgeprojekten ist es, relevante Aspekte räumlicher Energieplanung in die rechtlich verbindlichen Instrumente der örtlichen Raum- und Städteplanung konkret zu verankern. Parallel sollen Standards für die Erstellung von GIS-basierten Wärme- und Potenzialkarten definiert werden, die in Zukunft an eine öffentliche Geodateninfrastruktur und an geeigneter Verwaltungsebene (Stadt, Land, Bund) andocken.