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Emissionsarme und energieeffiziente Energiebereitstellung im urbanen Raum unter Nutzung neuester, intelligenter IKT-Strukturen, Teilvorhaben: Systemanalyse / Messtechnische Untersuchungen im Combined Energy Lab 3.0

Besonders im städtischen Kontext stellen hydraulische Netze zur Wärme- und Kälteversorgung eine erprobte Technologie dar, da sie mit zentralen energetischen Wandlungseinheiten ausgestattet sind. Die Einbindung von regenerativen Quellen in diese zentralen Systeme ist erstrebenswert, jedoch technisch schwierig. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Feldtests, die z.B. solarthermische Erzeugungseinheiten einzubinden versuchen, jedoch treten hier neue limitierende Elemente auf, welche den gemeinsamen Betrieb beeinflussen. Auch bei PV-Systemen existieren Hemmnisse, obwohl im urbanen Raum Dach- und theoretisch auch Fassadenflächen zur Verfügung stehen. PV-Systeme im urbanen Raum werden für eine ganzheitliche Betrachtung derzeit kaum mit Fernwärmesystemen in Bezug gesetzt, was zu einer starken Belastung des örtlichen Niederspannungsnetzes führt. Ziel muss es daher sein, Anlagentechnik sowie digitale Lösungen zu entwickeln, welche es ermöglichen, ein lokales Energiemanagementsystem zu realisieren und somit zur energetischen Versorgung der Liegenschaft mehr regenerative Energie in einem multienergetischen System zu integrieren. Ein digitalisierter Ein- und Ausspeisepunkt löst dieses Problem und ermöglicht prädiktiv den Wärme- und Kältebedarf in der Liegenschaft vorauszubestimmen. Zielorientiert muss der Ein- und Ausspeisepunkt so gestaltet sein, dass er möglichst eine Verknüpfung der Energiemanagementsysteme des Gebäudes und des übergeordneten regionalen hydraulischen Netzbetreibers aufweist. Weiterhin muss es möglich sein, verschiedene dezentrale Systeme anzubinden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird die TU Dresden an der Systemanalyse arbeiten, welche sich besonders auf die Sekundärtechnologie, d.h. die Technologie im Gebäude bezieht. Des Weiteren werden messtechnische Untersuchungen des zu entwickelnden Prototyps im Combined Energy Lab 3.0 durchgeführt.'

Emissionsarme und energieeffiziente Energiebereitstellung im urbanen Raum unter Nutzung neuester, intelligenter IKT-Strukturen, Teilvorhaben: KI - Wärme im Gebäude

Besonders im städtischen Kontext stellen hydraulische Netze zur Wärme- und Kälteversorgung eine erprobte Technologie dar, da sie mit zentralen energetischen Wandlungseinheiten ausgestattet sind. Die Einbindung von regenerativen Quellen in diese zentralen Systeme ist erstrebenswert, jedoch technisch schwierig. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Feldtests, die z.B. solarthermische Erzeugungseinheiten einzubinden versuchen, jedoch treten hier neue limitierende Elemente auf, welche den gemeinsamen Betrieb beeinflussen. Auch bei PV-Systemen existieren Hemmnisse, obwohl im urbanen Raum Dach- und theoretisch auch Fassadenflächen zur Verfügung stehen. PV-Systeme im urbanen Raum werden für eine ganzheitliche Betrachtung derzeit kaum mit Fernwärmesystemen in Bezug gesetzt, was zu einer starken Belastung des örtlichen Niederspannungsnetzes führt. Ziel muss es daher sein, Anlagentechnik sowie digitale Lösungen zu entwickeln, welche es ermöglichen, ein lokales Energiemanagementsystem zu realisieren und somit zur energetischen Versorgung der Liegenschaft mehr regenerative Energie in einem multienergetischen System zu integrieren. Ein digitalisierter Ein- und Ausspeisepunkt löst dieses Problem und ermöglicht prädiktiv den Wärme- und Kältebedarf in der Liegenschaft vorauszubestimmen. Zielorientiert muss der Ein- und Ausspeisepunkt so gestaltet sein, dass er möglichst eine Verknüpfung der Energiemanagementsysteme des Gebäudes und des übergeordneten regionalen hydraulischen Netzbetreibers aufweist. Weiterhin muss es möglich sein, verschiedene dezentrale Systeme anzubinden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird Danfoss am Teilvorhaben 'KI-Wärme im Gebäude' arbeiten, im Speziellen an der Nutzung von KI für Wärmebedarfsprognosen und zur optimierten Regelung der Wärme im Gebäude.

Emissionsarme und energieeffiziente Energiebereitstellung im urbanen Raum unter Nutzung neuester, intelligenter IKT-Strukturen, Teilvorhaben: Hardwaretechnische Entwicklung und Prototypenbau der digitalen Wärmeübergabestation

Besonders im städtischen Kontext stellen hydraulische Netze zur Wärme- und Kälteversorgung eine erprobte Technologie dar, da sie mit zentralen energetischen Wandlungseinheiten ausgestattet sind. Die Einbindung von regenerativen Quellen in diese zentralen Systeme ist erstrebenswert, jedoch technisch schwierig. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Feldtests, die z.B. solarthermische Erzeugungseinheiten einzubinden versuchen, jedoch treten hier neue limitierende Elemente auf, welche den gemeinsamen Betrieb beeinflussen. Auch bei PV-Systemen existieren Hemmnisse, obwohl im urbanen Raum Dach- und theoretisch auch Fassadenflächen zur Verfügung stehen. PV-Systeme im urbanen Raum werden für eine ganzheitliche Betrachtung derzeit kaum mit Fernwärmesystemen in Bezug gesetzt, was zu einer starken Belastung des örtlichen Niederspannungsnetzes führt. Ziel muss es daher sein, Anlagentechnik sowie digitale Lösungen zu entwickeln, welche es ermöglichen, ein lokales Energiemanagementsystem zu realisieren und somit zur energetischen Versorgung der Liegenschaft mehr regenerative Energie in einem multienergetischen System zu integrieren. Ein digitalisierter Ein- und Ausspeisepunkt löst dieses Problem und ermöglicht prädiktiv den Wärme- und Kältebedarf in der Liegenschaft vorauszubestimmen. Zielorientiert muss der Ein- und Ausspeisepunkt so gestaltet sein, dass er möglichst eine Verknüpfung der Energiemanagementsysteme des Gebäudes und des übergeordneten regionalen hydraulischen Netzbetreibers aufweist. Weiterhin muss es möglich sein, verschiedene dezentrale Systeme anzubinden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens bringt die YADOS GmbH Ihre Kernkompetenzen Wärmeübergabe und Heizungssysteme ein. Diese insbesondere werden in der Marktanalyse für das Lastenheft und bei der Konstruktion der Wärmeübergabestation benötigt.

Emissionsarme und energieeffiziente Energiebereitstellung im urbanen Raum unter Nutzung neuester, intelligenter IKT-Strukturen

Besonders im städtischen Kontext stellen hydraulische Netze zur Wärme- und Kälteversorgung eine erprobte Technologie dar, da sie mit zentralen energetischen Wandlungseinheiten ausgestattet sind. Die Einbindung von regenerativen Quellen in diese zentralen Systeme ist erstrebenswert, jedoch technisch schwierig. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Feldtests, die z.B. solarthermische Erzeugungseinheiten einzubinden versuchen, jedoch treten hier neue limitierende Elemente auf, welche den gemeinsamen Betrieb beeinflussen. Auch bei PV-Systemen existieren Hemmnisse, obwohl im urbanen Raum Dach- und theoretisch auch Fassadenflächen zur Verfügung stehen. PV-Systeme im urbanen Raum werden für eine ganzheitliche Betrachtung derzeit kaum mit Fernwärmesystemen in Bezug gesetzt, was zu einer starken Belastung des örtlichen Niederspannungsnetzes führt. Ziel muss es daher sein, Anlagentechnik sowie digitale Lösungen zu entwickeln, welche es ermöglichen, ein lokales Energiemanagementsystem zu realisieren und somit zur energetischen Versorgung der Liegenschaft mehr regenerative Energie in einem multienergetischen System zu integrieren. Ein digitalisierter Ein- und Ausspeisepunkt löst dieses Problem und ermöglicht prädiktiv den Wärme- und Kältebedarf in der Liegenschaft vorauszubestimmen. Zielorientiert muss der Ein- und Ausspeisepunkt so gestaltet sein, dass er möglichst eine Verknüpfung der Energiemanagementsysteme des Gebäudes und des übergeordneten regionalen hydraulischen Netzbetreibers aufweist. Weiterhin muss es möglich sein, verschiedene dezentrale Systeme anzubinden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens bringt die YADOS GmbH Ihre Kernkompetenzen Wärmeübergabe und Heizungssysteme ein. Diese insbesondere werden in der Marktanalyse für das Lastenheft und bei der Konstruktion der Wärmeübergabestation benötigt.

Emissionsarme und energieeffiziente Energiebereitstellung im urbanen Raum unter Nutzung neuester, intelligenter IKT-Strukturen, Teilvorhaben: Thermische Systemanalyse und Entwicklung der theoretischen Reglerstrukturen

Besonders im städtischen Kontext stellen hydraulische Netze zur Wärme- und Kälteversorgung eine erprobte Technologie dar, da sie mit zentralen energetischen Wandlungseinheiten ausgestattet sind. Die Einbindung von regenerativen Quellen in diese zentralen Systeme ist erstrebenswert, jedoch technisch schwierig. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Feldtests, die z.B. solarthermische Erzeugungseinheiten einzubinden versuchen, jedoch treten hier neue limitierende Elemente auf, welche den gemeinsamen Betrieb beeinflussen. Auch bei PV-Systemen existieren Hemmnisse, obwohl im urbanen Raum Dach- und theoretisch auch Fassadenflächen zur Verfügung stehen. PV-Systeme im urbanen Raum werden für eine ganzheitliche Betrachtung derzeit kaum mit Fernwärmesystemen in Bezug gesetzt, was zu einer starken Belastung des örtlichen Niederspannungsnetzes führt. Ziel muss es daher sein, Anlagentechnik sowie digitale Lösungen zu entwickeln, welche es ermöglichen, ein lokales Energiemanagementsystem zu realisieren und somit zur energetischen Versorgung der Liegenschaft mehr regenerative Energie in einem multienergetischen System zu integrieren. Ein digitalisierter Ein- und Ausspeisepunkt löst dieses Problem und ermöglicht prädiktiv den Wärme- und Kältebedarf in der Liegenschaft vorauszubestimmen. Zielorientiert muss der Ein- und Ausspeisepunkt so gestaltet sein, dass er möglichst eine Verknüpfung der Energiemanagementsysteme des Gebäudes und des übergeordneten regionalen hydraulischen Netzbetreibers aufweist. Weiterhin muss es möglich sein, verschiedene dezentrale Systeme anzubinden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird die TU Berlin an einer thermischen Systemanalyse arbeiten die sich besonders auf die Sekundärtechnologie, d.h. die Technologie im Gebäude bezieht. Zusätzlich werden die theoretischen Grundlagen eines Systemreglers erarbeitet.

Emissionsarme und energieeffiziente Energiebereitstellung im urbanen Raum unter Nutzung neuester, intelligenter IKT-Strukturen, Teilvorhaben: Schnittstellenanalyse und Umsetzung des Feldtests

Besonders im städtischen Kontext stellen hydraulische Netze zur Wärme- und Kälteversorgung eine erprobte Technologie dar, da sie mit zentralen energetischen Wandlungseinheiten ausgestattet sind. Die Einbindung von regenerativen Quellen in diese zentralen Systeme ist erstrebenswert, jedoch technisch schwierig. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Feldtests, die z.B. solarthermische Erzeugungseinheiten einzubinden versuchen, jedoch treten hier neue limitierende Elemente auf, welche den gemeinsamen Betrieb beeinflussen. Auch bei PV-Systemen existieren Hemmnisse, obwohl im urbanen Raum Dach- und theoretisch auch Fassadenflächen zur Verfügung stehen. PV-Systeme im urbanen Raum werden für eine ganzheitliche Betrachtung derzeit kaum mit Fernwärmesystemen in Bezug gesetzt, was zu einer starken Belastung des örtlichen Niederspannungsnetzes führt. Ziel muss es daher sein, Anlagentechnik sowie digitale Lösungen zu entwickeln, welche es ermöglichen, ein lokales Energiemanagementsystem zu realisieren und somit zur energetischen Versorgung der Liegenschaft mehr regenerative Energie in einem multienergetischen System zu integrieren. Ein digitalisierter Ein- und Ausspeisepunkt löst dieses Problem und ermöglicht prädiktiv den Wärme- und Kältebedarf in der Liegenschaft vorauszubestimmen. Zielorientiert muss der Ein- und Ausspeisepunkt so gestaltet sein, dass er möglichst eine Verknüpfung der Energiemanagementsysteme des Gebäudes und des übergeordneten regionalen hydraulischen Netzbetreibers aufweist. Weiterhin muss es möglich sein, verschiedene dezentrale Systeme anzubinden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird die Firma Vattenfall die Erarbeitung und Integration der Schnittstellen sowie die Realisierung einer Demonstrationsanlage im Feld sowie die Integration der Services hinsichtlich Wartung und Smart Home übernehmen. Der digitale Zwilling von Leaftech ist eine Schlüsseltechnologie, um Wetter- und Sonnenscheinbedingungen in eine optimale Gebäudesteuerung und Überwachung einzubinden.

Wärmewende im Land Berlin

Bild: SenMVKU, Geoportal Berlin Erste Ergebnisse der Wärmeplanung (2024) Berlin legt erste Ergebnisse der Wärmeplanung vor. Eine Karte mit Adresssuchfunktion zeigt Gebiete der dezentralen Wärmeversorgung auf. Weitere Informationen Bild: SenMVKU Häufige Fragen und Antworten Wichtige Fragen und Antworten zur Berliner Wärmwende, zum Wärmeplanungsprozess und zu Zuständigkeiten können Sie hier im Überblick nachlesen. Weitere Informationen Bild: SenMVKU Gesamtstädtische Wärmeplanung Ein wichtiger Baustein bei der Umsetzung der Wärmewende ist die gesamtstädtische Wärmeplanung für das Land Berlin, die aktuell von der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt erarbeitet wird. Weitere Informationen Bild: Gerrit Hause – Innovation City Management GmbH Neue Wärmenetze in Bestandsquartieren – Ein Online-Handbuch Wärmenetze spielen eine Schlüsselrolle bei dem effizienten Umstieg auf Erneuerbare Energie und Abwärme. Hier finden Sie Informationen zu relevanten Aspekten, die bei der Gestaltung, Planung und Umsetzung eines Nahwärmenetzes im Land Berlin eine Rolle spielen. Weitere Informationen Bild: SenMVKU Wärmestrategie für das Land Berlin Berlin will das Ziel der Klimaneutralität bis spätestens 2045 erreichen. Eine wesentliche Schlüsselrolle dafür spielt die Wärmewende. Mit welchen Umsetzungsschritten und Instrumenten die Wärmewende zügig gelingt, wird im Rahmen einer Wärmestrategie erarbeitet. Weitere Informationen Bild: Vattenfall, Sabine Wenzel Machbarkeitsstudie „Kohleausstieg und nachhaltige Fernwärme­versorgung Berlin 2030“ Berlin will spätestens 2045 klimaneutral sein. Dafür muss die bisher überwiegend auf fossilen Brennstoffen basierende Energieversorgung im Land umgestellt werden. Weitere Informationen Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) und EEWärmeG-Durchführungsverordnung (EEWärmeG-DV Bln) Durch das GEG werden EnEG, EnEV und EEWärmeG in einem Gesetz zusammengeführt. Es wird ein einheitliches, aufeinander abgestimmtes Regelwerk für die energetischen Anforderungen an Neubauten, an Bestandsgebäude und an den Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden geschaffen. Weitere Informationen

Klimaneutrale und sektorenübergreifende Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden mit Grubenwassergeothermie als innovative Energiequelle ortskonkret für Quartiere in der Montanregion Erzgebirge als Modellregion, Teilvorhaben: GIS-Netzmodellierung und Quartierskonzepte

Das Kernziel des Projektes GEoQart ist es, für repräsentative Quartiere in der Modellregion 'Montanregion Erzgebirge' die technische und wirtschaftliche Machbarkeit einer Errichtung von Versorgungsnetzen zur Gebäudeheizung sowie Gebäudekühlung mittels Grubenwassergeothermie (und weiterer erneuerbarer Energieträger) zu analysieren. Dabei ist es erklärtes Ziel des Projektes, ein Analysewerkzeug zu entwickeln, welches auch außerhalb des repräsentativen Untersuchungsgebietes anwendbar ist. Dazu leisten auch die beteiligten Partner einen wesentlichen Beitrag, um die Praxisrelevanz und Übertragbarkeit von Methodik und Kennzahlen zu gewährleisten. Im Projekt GEoQart wird das Potenzial des Grubenwassers zum Heizen und Kühlen an verschiedenen Standorten bestimmt und eine Simulation möglicher Versorgungsnetze zum Heizen und Kühlen von Gebäuden durchgeführt. Um den notwendigen Strombedarf zu decken, werden Potenziale für Photovoltaik in den Modellquartieren standortgenau analysiert und berechnet. Die netzgebundene Simulation der Versorgung von Gebäuden und Quartieren mit Grubenwasser unter Berücksichtigung weiterer erneuerbaren Energien (Sektorenkopplung) bildet den Kern des Projektes, welcher seitens DBI GUT federführend im Zuge obertägiger GIS-Analysen bearbeitet wird. Die Energie aus Grubenwässern bildet eine innovative, grundlastfähige und erneuerbare Energiequelle, die im Gebäudesektor genutzt werden kann. Dabei können ohnehin anfallende Nachsorgemaßnahmen im Altbergbau positiv genutzt werden, um die kostenintensive Ewigkeitsaufgabe in eine Chance zur regenerativen Energieversorgung der Gebäude zu überführen. Dies generiert einen dauerhaften volkswirtschaftlichen Mehrwert, welcher jedoch noch nicht in Form von Realisierungskonzepten evaluiert wurde. Dadurch bestehen bei einer Umsetzung noch Hemmnisse. Dieser Umstand ist vielen Stakeholdern bereits bewusst, sodass es erklärtes Ziel des Projektes ist, Hemmnisse durch die Erstellung überzeugender Konzepte abzubauen.

Klimaneutrale und sektorenübergreifende Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden mit Grubenwassergeothermie als innovative Energiequelle ortskonkret für Quartiere in der Montanregion Erzgebirge als Modellregion

Um die Klimaziele der Bundesrepublik Deutschland zu erreichen ist in den nächsten Jahren eine umfassende Dekarbonisierung der Wärme- und Kälteversorgung unerlässlich. Im Rahmen des Projektes GEoQart wird diese Problemstellung aufgegriffen und es werden Quartierskonzepte mit einer Gebäudeheizung sowie Gebäudekühlung durch Grubenwassergeothermie (und weiterer erneuerbarer Energieträger) entwickelt. Es entsteht ein Analysewerkzeug, mit dem standortunabhängig Potenziale für Grubenwassergeothermie erfasst und dargestellt, sowie das optimale Quartierskonzept für den jeweiligen Untersuchungsstandort abgeleitet werden kann. Die Energie aus Grubenwässern wird dabei als zentrale, innovative, grundlastfähige und erneuerbare Energiequelle zur Kälte- und Wärmeversorgung eingesetzt. Die ohnehin anfallenden Nachsorgemaßnahmen im Altbergbau können dabei direkt positiv verwendet werden um die kostenintensive Ewigkeitsaufgabe in eine Chance zur regenerativen Energieversorgung der Gebäude zu überführen. Der Fokus liegt dabei auch auf der Analyse der praktischen Umsetzung, um direkt einen Beitrag zu den anvisierten Klimazielen im Gebäudesektor leisten zu können. Potenzielle Anlagenbetreibern und Investoren können dann mit dem Tool mögliche Grubenwasserstandorte mit geringem Aufwand analysieren und die optimalen Quartierskonzepte ableiten. Um die intensivere Nutzung der Grubenwassergeothermiepotenziale in Deutschland voranzutreiben und die Anwendung des im Projekt entwickelten Tools zu erleichtern, werden im Rahmen des Projektes u.a. auch zwei Workshops und eine Fachkonferenz veranstaltet.

Klimaneutrale und sektorenübergreifende Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden mit Grubenwassergeothermie als innovative Energiequelle ortskonkret für Quartiere in der Montanregion Erzgebirge als Modellregion, Teilvorhaben: Wärme-/Kälteentzug und zukunftsweisende Quartierskonzepte

Um die Klimaziele der Bundesrepublik Deutschland zu erreichen ist in den nächsten Jahren eine umfassende Dekarbonisierung der Wärme- und Kälteversorgung unerlässlich. Im Rahmen des Projektes GEoQart wird diese Problemstellung aufgegriffen und es werden Quartierskonzepte mit einer Gebäudeheizung sowie Gebäudekühlung durch Grubenwassergeothermie (und weiterer erneuerbarer Energieträger) entwickelt. Es entsteht ein Analysewerkzeug, mit dem standortunabhängig Potenziale für Grubenwassergeothermie erfasst und dargestellt, sowie das optimale Quartierskonzept für den jeweiligen Untersuchungsstandort abgeleitet werden kann. Die Energie aus Grubenwässern wird dabei als zentrale, innovative, grundlastfähige und erneuerbare Energiequelle zur Kälte- und Wärmeversorgung eingesetzt. Die ohnehin anfallenden Nachsorgemaßnahmen im Altbergbau können dabei direkt positiv verwendet werden um die kostenintensive Ewigkeitsaufgabe in eine Chance zur regenerativen Energieversorgung der Gebäude zu überführen. Der Fokus liegt dabei auch auf der Analyse der praktischen Umsetzung, um direkt einen Beitrag zu den anvisierten Klimazielen im Gebäudesektor leisten zu können. Potenzielle Anlagenbetreibern und Investoren können dann mit dem Tool mögliche Grubenwasserstandorte mit geringem Aufwand analysieren und die optimalen Quartierskonzepte ableiten. Um die intensivere Nutzung der Grubenwassergeothermiepotenziale in Deutschland voranzutreiben und die Anwendung des im Projekt entwickelten Tools zu erleichtern, werden im Rahmen des Projektes u.a. auch zwei Workshops und eine Fachkonferenz veranstaltet.

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