EnergyCityConcepts - Methoden und Konzepte zur Implementierung nachhaltiger Energiesysteme in Städten

Im gegenständlichen Projektvorhaben werden anhand zweier konkreter Modellregionen (Kleinstadt Gleisdorf und urbanes Stadtquartier Salzburg-Schallmoos) neue methodische Herangehensweisen (interdisziplinäre Energieraumplanung, Modellbildung und Simulation) entwickelt und erprobt. Ziel ist die Umsetzung ganzheitlicher bzw. zukunftsfähiger Energiesysteme zu erarbeiten, die eine Beurteilung der oben definierten Zielerreichung nach technischen, ökologischen als auch ökonomischen Kriterien ermöglichen.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Mit der zunehmenden Verstädterung nehmen dezentrale Energieinfrastrukturen auf Ebene von Kommunen, Kleinstädten und Stadtquartieren eine immer wichtigere Rolle bei der Erreichung von Klimazielen, der Steigerung der regionalen und nationalen Wertschöpfung sowie der Steigerung der Versorgungssicherheit ein.

Vor diesem Hintergrund ist es nachvollziehbar, dass für die Erreichung ambitionierter Klimaschutzziele Verschränkungen zwischen Raumplanung und Energieplanung (Energieraumplanung) bzw. im Speziellen die Verschränkung von unterschiedlichen Energie- und kommunalen Infrastrukturen in urbanen Regionen immer mehr an Bedeutung zunimmt.

Die größten Herausforderungen, sowohl auf der technischen wie auch auf der nicht-technischen Ebene bestehen darin, komplexe energiesystemische Systemzusammenhänge ganzheitlich zu untersuchen und Konsens unter bislang nur peripher miteinander in Verbindung stehenden Akteuren im Bereich der Raum- und Energieplanung zu erwirken.

Inhalte und Zielsetzungen

Im gegenständlichen Projektvorhaben stellt man sich diesen Herausforderungen und entwickelt anhand zweier konkreter Modellregionen (Kleinstadt „Gleisdorf“ und urbanes Stadtquartier „Salzburg-Schallmoos“) neue methodische Herangehensweisen, welche die Entwicklung von ganzheitlichen und zukunftsfähigen Energiesystemen im urbanen Raum ermöglicht.

Die beiden Modellregionen verbinden dabei ambitionierte politische Bekenntnisse zu einer zu 100 % erneuerbaren bzw. CO2-neutralen Energieversorgung. Beide Städte sind aufgrund der bisherigen Aktivitäten und visionären Sichtweisen verantwortlicher Akteure Vorreiter der österreichischen Smart Cities Entwicklung.

Die Umstellung zweier bestehender Energieversorgungssysteme basierend auf großen Anteilen fossiler Energieträger hin zu einem Energiesystem mit (volatilen) erneuerbaren Ressourcen erfordert eine interdisziplinäre und transsektorale Behandlung komplexer Systemfragestellungen z.B.:

  • Kopplung von Energieinfrastrukturen,
  • Netzausbau vs. Steigerung der Energieeffizienz,
  • Flexibilisierung des Stromsektors vs. Kopplung von Wärme- und Strominfrastrukturen, etc.


und bedingt eine grundsätzlich neue methodische Herangehensweise im technischen als auch im nicht-technischen Bereich.

Methodische Vorgehensweise

Technische Forschungsfragestellungen im gegenständlichen Projekt betreffen konkret die räumlich verortete Analyse der Energieeinspar- und Energiegewinnungspotentiale innerhalb der Bilanzgrenzen der beiden Modellregionen als Basis für die Entwicklung und Optimierung von integrierten Energiesystemen.

Die besondere Herausforderung in der rechnergestützten Energiesystemanalyse und –planung besteht darin, die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten des Energiesystems (Energiewandlungsanlagen, Netze, Speicher, Verbraucher) über einen definierten Betrachtungszeitraum (Minute, Stunde, Jahr) so realitätsgetreu wie erforderlich technisch-physikalisch nachzubilden. Neben GIS-Tools sind hierfür weitere Softwaretools erforderlich bzw. werden komplexe kombinierte Simulationen (Co-Simulation) notwendig:

  • Bilanzierungstools,
  • statische und/oder dynamische, physikalische und hydraulische Modelle,
  • Optimierungsalgorithmen, etc.

Nicht-technische Forschungsfragestellungen im gegenständlichen Projekt betreffen konkret die Entwicklung neuer Ansätze zur organisatorischen, zeitlichen und methodischen Verlinkung von Stadtplanung (Raumplanung) und Energieplanung als auch deren Anwendung in den beiden Modellregionen.

Die Herausforderung liegt hier in der Umsetzung einer interdisziplinären Zusammenarbeit von Stadtplanern und Energieplanern als Grundvoraussetzung für die Etablierung einer „Good Urban Governance“ im Bereich der Energieraumplanung. Die Schaffung eines gemeinsamen Verständnisses, einer gemeinsamen Sprache, einer harmonisierten methodischen Herangehensweise und insbesondere einer gemeinsamen Vision bilden hierzu die Arbeitsschwerpunkte.

Erwartete Ergebnisse

Schlussendlich werden für die beiden Modellregionen integrierte Energiesystemkonzepte entsprechend der ambitionierten politischen Zielsetzungen und entlang unterschiedlicher Szenarien entwickelt und optimiert (technisch, ökologisch und ökonomisch). In Interaktion mit den relevanten Stakeholdern aus den beiden Städten werden finale Energiesystemkonzepte im interdisziplinären Prozess einer Energieraumplanung definiert und der konkrete Umsetzungsprozess vorbereitet.

Basierend auf den Erkenntnissen des Modellbildungs- und Entwicklungsprozesses in den beiden Regionen liegen am Ende des Projektes konsistente und multiplizierbare methodische Herangehensweisen:

  • Modellbildung und Simulation;
  • Optimierungsalgorithmen;
  • Strukturen und Werkzeuge für interdisziplinäre Prozesse einer Energieraumplanung

für den höchst komplexen Sachverhalt einer ganzheitlichen Energieraumplanung vor. Diese sollen auf andere urbane Regionen mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen übertragen werden können.

Projektbeteiligte

ProjektleiterIn

AEE – Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC)

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

  • Institut für Wärmetechnik, Technische Universität Graz (IWT)

  • SIR – Salzburger Institut für Raumordnung und Wohnen (SIR)

  • Studio iSPACE / RSA FG (iSpace)

  • Stadtwerke Gleisdorf (StG)

  • Salzburg AG (SAG)

Kontaktadresse

AEE – Institut für Nachhaltige Technologien
Jürgen Fluch
Feldgasse 19
A-8200 Gleisdorf
Tel.: +43 (3112) 5886 0
Fax: +43 (3312) 5886 18
E-Mail: j.fluch@aee.at
Web: www.aee-intec.at

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