Kontakt

Sie erreichen uns über die kostenlose Hotline des zentralen Service-Centers des Landes NRW.
Das Team beantwortet Ihre Anliegen – soweit möglich – direkt oder leitet Sie an den richtigen
Ansprechpartner der EnergieAgentur.NRW weiter.

0211 / 837–1001

E-Mail: blog.erneuerbare@energieagentur.nrw

Beiträge

SmartQuart sucht Wege für eine erneuerbare Energieversorgung von Quartieren

© Solarimo/Pixabay
© Solarimo/Pixabay

| Steffen Kawohl |

Das erste Reallabor der Energiewende ist in zwei Kommunen in Nordrhein-Westfalen gestartet. Ziel des Projektes „SmartQuart“ ist es, Wege zu einer weitgehend fossil-freien Energieversorgung in Quartieren aufzuzeigen. Dazu ist auch das Wissen verschiedener Stakeholder gefragt. Die Ergebnisse sollen auf andere Quartiere in Deutschland übertragbar sein.

Wie muss die Energieversorgung auf dem Land und in Städten künftig gestaltet werden, damit Deutschland seine langfristigen Klimaschutzziele einhalten und bis zum Jahr 2050 Treibhausgasneutralität erreichen kann? Auf diese Frage wollen die Reallabore der Energiewende Antworten geben. Die Projekte werden vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert, das so den Transfer von Innovationen in die Praxis beschleunigen möchte: „Wir entwickeln und erproben Technologien, die wir für unsere ehrgeizigen energie- und klimapolitischen Ziele brauchen und testen diese in den Reallaboren der Energiewende unter realen Bedingungen“, sagt Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier.

Energie-, Wärme- und Mobilitätswende auf Quartiersebene
Mit SmartQuart hat im Januar die praktische Erprobung des ersten Reallabors begonnen, bei dem die Energiewelt der Zukunft sowohl in städtischen als auch in ländlichen Räumen im Mittelpunkt steht. In den ausgewählten Projektquartieren wird erprobt, wie die Energieversorgung von morgen aussehen könnte: Fossile Energieträger werden weitgehend überflüssig, stattdessen werden ganze Stadtviertel und Neubaugebiete flexible Teile eines zukünftigen Energiesystems – und werden damit in einem systemischen Verbund eigenständige Akteure der Energiewende. Die Projektquartiere werden innerhalb der fünfjährigen Projektlaufzeit in sich und quartiersübergreifend miteinander vernetzt. Dazu werden die Energieflüsse in den Quartieren optimiert und die Sektoren Wärme und Mobilität, die traditionell durch einen hohen Anteil fossiler Primärenergieträger gekennzeichnet sind, auf erneuerbare Energien umgestellt. „Wir wollen zeigen, dass der Schritt in Richtung einer klimaneutralen Energieversorgung innerhalb eines Quartiers sowie im Zusammenspiel mit benachbarten Quartieren bereits heute technisch und wirtschaftlich möglich ist“, sagt Sahra Vennemann, Projektleiterin von SmartQuart bei innogy. Das Essener Unternehmen leitet das Konsortium, das SmartQuart umsetzt.

Auswahl dreier exemplarischer Quartiere
Praktisch erprobt wird SmartQuart in drei Kommunen: In Bedburg-Kaster im Rhein-Erft-Kreis, in Essen und in Kaisersesch in Rheinland-Pfalz. Die beiden Orte in Nordrhein-Westfalen stehen exemplarisch für städtische Quartiere, während der dritte Projektstandort den ländlichen Raum repräsentiert. „Die Quartiere wurden so gewählt, dass unterschiedliche Sektoren, Gebiets-, Sozial- und Quartiersstrukturen vorhanden sind, um eine sehr hohe Repräsentativität und Skalierbarkeit zu erreichen“, erklärt Andreas Breuer, Leiter Neue Technologien/Projekte im Ressort Netze bei innogy. Die Abbildung dreier für Deutschland typischer Räume mache die Konzepte auf andere Quartiere übertragbar. Ein wichtiger Faktor dabei ist die dezentrale Sektorkopplung auf Quartiersebene, um die Energiewende auf kommunaler Ebene in den Bereichen Mobilität, Wärme und Strom voranzutreiben. Im Reallabor werden dafür in den Quartieren unterschiedliche Lösungsansätze erarbeitet, um Erzeugung und Verbrauch lokal zu optimieren und unterschiedliche Sektoren innerhalb der Quartiere zu koppeln.

Bedburg-Kaster
In Bedburg-Kaster wird auf einer Fläche von knapp 60.000 Quadratmetern ein energieoptimiertes Neubaugebiet errichtet. Mit den dort entstehenden 130 Wohneinheiten soll ein bürgernahes, energieautarkes, digitales und regeneratives Energieversorgungssystem geschaffen werden. Die Stadt Bedburg erhofft sich davon nicht nur einen Beitrag zum Klimaschutz, sondern auch einen Anstoß mit Vorbildfunktion im Strukturwandel des Rheinischen Reviers. „Mit diesem energie- und ressourcenschonenden Ansatz schaffen wir bei uns ein attraktives und zukunftsgerichtetes Wohnbaugebiet dessen Konzept hoffentlich auch bei anderen Kommunen in unserer Region Anklang finden wird“, sagt Jens Tempelmann von der Stadt Bedburg.

Photovoltaikanlagen sollen auf den Dächern der Neubauten Solarstrom erzeugen und so einen Teil des Eigenbedarfs der Häuser decken. Der Überschussstrom aus den PV-Anlagen soll dem gesamten Quartier zur Verfügung gestellt werden. Weiteren Strom soll eine Windenergieanlage liefern, die den bereits bestehenden örtlichen Windpark erweitert. Diese Windenergieanlage wird dabei durch ein Direktkabel an das quartierseigene Stromnetz angeschlossen, wodurch Netznutzungsentgelte für das öffentliche Stromnetz entfallen. Zentrale Wärmepumpen, kombiniert mit Abwasserwärme, dienen der zentralen Bereitstellung von Wärme- und Kühlungsenergie, die den Quartiersbewohnern über ein innovatives LowEx-Wärmenetz mit gleitenden Vorlauftemperaturen zwischen ca. 15°C im Kühlbetrieb und 45°C im Heizbetrieb zur Verfügung gestellt wird. Dezentrale Wärmepumpen in den Übergabestationen der Häuser dienen der Brauchwarmwasserbereitung. Ein E-Carsharing-Angebot sowie Ladesäulen auf öffentlichen Parkplätzen ergänzen das Konzept. Um den Strombedarf des Quartiers so weit wie möglich mit lokal erzeugtem Strom abzudecken, soll überschüssiger Strom in einem zentralen Quartiersspeicher aufgefangen und auf diese Weise der Versorgung des gesamten Quartiers zugänglich gemacht werden. „90 Prozent des gesamten Energiebedarfs können so vor Ort selbst erzeugt und bereitgestellt werden“, schätzt Katja Uecker, die bei innogy für SmartQuart in Bedburg-Kaster verantwortlich ist. Um den restlichen Bedarf zu decken, werde Grünstrom hinzugekauft, sodass das Quartier vollständig mit grünem Strom zu marktfähigen Preisen versorgt werden könne, erklärt Uecker. Wie hoch Energieerzeugung und –verbrauch im Quartier sind, sollen die Anwohner künftig in einer Energiezentrale in einem kleinen Häuschen an zentraler Stelle ablesen können.

Das Urbane Quartier in Essen
Während in Bedburg-Kaster in einem Neubaugebiet eine lokale Energieversorgung aus erneuerbaren Energien entstehen soll, wird in Essen ein Quartiers-Energie-Management für ein ganzes großstädtisches Stadtviertel erprobt. Das Urbane Quartier besteht aus verschiedenen Nutzergruppen wie einem Wohngebiet, Immobilien für Kleingewerbe und Büro- oder Hotelgebäuden. Photovoltaikanlagen können auf den Hausdächern Solarstrom erzeugen, der vor Ort verbraucht wird. Um einen Ausgleich von Verbrauch und Erzeugung im Quartier zu ermöglichen, soll auch hier ein zentraler Quartiersspeicher sowie ein Car-Sharing- bzw. E-Bike-Sharing-Angebot geschaffen werden. Brennstoffzellen, eine H2-Infrastruktur mit reinem Wasserstoff sowie eine Wohnanlage mit LowEx-Wärmekonzept und LowEx-Arealspeicher, die mit niedrigen Ausgangstemperaturen arbeiten, sind weitere Möglichkeiten, die das Energieversorgungskonzept ergänzen könnten.

Die Stadt Essen sieht im Projekt SmartQuart einen Nutzen, der über das Quartier hinausgeht. „Wir wollen aus dem Projekt auch für unsere anderen Quartiere und die Stadt insgesamt lernen“, erklärt Kai Lipsius von der Stadt Essen. Das Urbane Quartier soll anderen Vierteln in Essen als Vorbild dienen und demonstrieren, wie sie ihre Energieinfrastruktur auf Quartiersebene künftig optimieren und damit aufwerten können. Die Stadt Essen will perspektivisch ähnliche Maßnahmen wie im Urbanen Quartier auch an anderen Orten der Stadt ermöglichen.

Kaisersesch
Im rheinland-pfälzischen Kaisersesch steht der ländliche Raum im Fokus. Hier versorgen künftig Wind- und Photovoltaikanlagen das Quartier mit erneuerbarem Strom. Ein höherer Eigenverbrauch des Quartiers und die Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen soll durch Sektorenkopplung sowie den Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffinfrastruktur erreicht werden.

Die Quartiere werden miteinander vernetzt
Bei SmartQuart wird die Einbeziehung und Erweiterung auf andere Quartiere bereits mitgedacht. Das Energiemanagementsystem SmartQuart-Hub vernetzt alle Verbraucher und Erzeuger der Quartiere systemisch und steuert den Energiefluss. So soll Energie möglichst effizient im Quartier genutzt oder anderen Quartieren bilanziell zur Verfügung gestellt werden. Auch die mögliche Einbeziehung weiterer, externer Akteure macht die Vernetzung der lokalen Lösungen im Verbund zu einem weiteren Hebel, um zusätzliche Wertschöpfung über die Grenzen der beteiligten Quartiere hinaus zu erzielen.

Wissen und Wünsche der Anwohner sind gefragt
Um Energiebedarf und -verbrauch miteinander in Einklang zu bringen, spielen allerdings die Lebensgewohnheiten und Bedarfe der Menschen vor Ort eine entscheidende Rolle. Daher sollen sich Anwohner, lokale Planer, Energieversorger, lokale Technologieanbieter sowie Kommunen am Reallabor beteiligen und ihre Ideen und Wünsche zu konkreten Maßnahmen einbringen können. „Dadurch stellen wir sicher, dass der tatsächliche Bedarf vor Ort mit den technischen Möglichkeiten, die wir ausprobieren, auch in Einklang gebracht wird. Um all dem gerecht zu werden, braucht es die Bereitschaft und den Mut, Bestehendes in Frage zu stellen. Wir wollen mit allen Beteiligten neue Modelle entwickeln, die eine nachhaltige, energieoptimierte Betriebsweise in zukünftigen, innovativen Quartieren ermöglichen“, sagt Vennemann. Anwohner sollen den Nutzen und Komfort einzelner Technologien bewerten können. Kommunen und Planer sollen die Realisierbarkeit und das Investitions- und Planungsrisiko einschätzen, während Betreiber ihrerseits das Betreiberrisiko und das Geschäftsmodell beurteilen können.