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Können wir in Zukunft Städte bauen, in denen der Einsatz fossiler Energieträger weitgehend überflüssig ist? Wie können wir die ambitionierten Klimaziele der Bundesregierung erreichen? Und wie können Bürgerinnen und Bürger dazu einen Beitrag leisten? Diese und weitere Fragen beschäftigen die Partnerinnen und Partner im ersten deutschen „Reallabor der Energiewende“, dem Projekt SmartQuart. An drei Standorten in Deutschland entstehen smarte Quartiere, die sich fast vollständig klimaneutral mit Energie versorgen. Zentrales Element des Projekts ist die intelligente Vernetzung der Energiesysteme innerhalb und zwischen den Quartieren. SmartQuart ist Teil des Programms „Reallabore der Energiewende“ und wird im Rahmen des Energieforschungsprogramms der Bundesregierung mit 60 Millionen Euro gefördert.
Am 14. September 2023 wurde eine Zwischenbilanz des Projektes SmartQuart gezogen. Auf Schloss Bedburg kamen neben den Klimaschutz-Ministerinnen der der beteiligten Bundesländer Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz die Bürgermeisterinnen und Bürgermeister der beteiligten Kommunen und die Konsortialpartnerinnen und -partner des Projektes zusammen. Das Heinz-Nixdorf-Berufskolleg war durch Dr. Markus Steffens und Martin Hädrich vertreten. In einem Video wird Bilanz gezogen. Im Video (ab 2:19 min) ist der Beitrag von Jörg Gleißner, Leiter des HNBK, zu sehen, der hier auf die geplanten Maßnahmen am HNBK und auf die Bedeutung der am HNBK ausgebildeten Fachkräfte für das Gelingen der Energiewende hinweist.
Das „Reallabor“ SmartQuart gestaltet ein Konsortium von elf Projektpartnern drei Quartiere, die auf die Nutzung von grünen Energieträgern setzen: das elektrische Quartier Bedburg, das urbane, digitale Quartier Essen und das Wasserstoffquartier Kaisersesch. Sie stehen für drei typische Quartiere – von niedrig verdichteten oder gemischt strukturellem ländlichen Raum in Kaisersesch und Bedburg bis hin zu sehr hoch verdichteten städtischen Räumen wie in Essen. Durch diese Abbildung von für Deutschland typischen Arealen sind die Konzepte in Zukunft auch auf andere Quartiere übertragbar. Das Besondere bei SmartQuart: Die Energiesysteme werden innerhalb und zwischen den Quartieren intelligent vernetzt. So kann Energie möglichst effizient im Quartier genutzt oder anderen Quartieren bilanziell zur Verfügung gestellt werden.
Im urbanen “digitalen Quartier” in Essen wurden Standorte und Gebäude identifiziert, mit deren Nutzer*innen bzw. Betreiber*innen Dekarbonisierungskonzepte für den urbanen Raum entwickelt wurden. Das digitale urbane Quartier Essen wird aus einem Baukasten(system) mit unterschiedlichen, spezifischen Gebäudetypen* zusammengestellt, die mit ihrer Vielfalt und einem hohen Anteil von Gebäuden im Bestand typisch für ein urbanes Quartier sind. Sie werden unter anderem mit Messeinrichtungen versehen und mit digitalen Methoden vernetzt. In Essen sind beispielhaft die Sparkasse als typische Büogebäude, die Firma „Aachener Grundvermögen Kapitalverwaltungsgesellschaft mbH“ als Besitzer von Gewerbeimmobilien und Mehrfamilienhäusern sowie das Heinz-Nixdorf-Berufskolleg als Schule an dem Projekt beteiligt.
Im Gebäude des HNBK werden ausgewählte Räume mit Raumkomfortmesstechnik ausgestattet, und zwar in jeder Himmelsrichtung in mittlerer Höhe sowie ausgewählte Innenräume, die durch ihre Art von den repräsentativen Räumen abweichen. Ziel dieses Monitorings, das eine Vernetzung auf Basis von LoRaWAN nutzt, ist es, Maßnahmen zu ermitteln, um zu jeder Tages- und Jahreszeit optimale klimatische Innenraumbedingungen zu schaffen, und zwar bei minimalem Energieverbrauch.
Auf dem Flachdach des HNBK wird eine Photovoltaik-Anlage 90 bis 130 kWp installiert. Sie dient nicht nur der Versorgung des HNBK und der Einspeisung ins Netz, sondern auf dem Parkplatz wird eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge betrieben, die mit einem Batteriespeicher ausgestattet ist. Es wird die Möglichkeit der Schnellladung wie auch der langsamen Ladung geben.
Neben mit diesen technischen Maßnahmen wird sehr viel Wert auf die Beteiligung und Akzeptanz der betroffenen Personengruppen gelegt. Am HNBK wurde bereits eine Umfrage unter Lehrkräften, Schülerinnen, Schülern und Studierenden durchgeführt, um den Bedarf an Ladekapazitäten für die Elektromobilität zu ermitteln. Geplant sind am HNBK weiterhin ein Brainstorming oder Fragebogen zu Verbesserungspotenzialen und dem Komfortempfinden. Ein Klimatag soll als Projekttag mit Workshops, Führungen und Diskussionsrunden stattfinden, wobei die Klassen eigene Inhalte vorbereiten. Das Projektinhalte, z. B. Messdaten, werden für den Unterricht zur Verfügung gestellt und können in vielfältiger Weise in den Unterricht eingebunden werden. Die Installation der Photovoltaik-Anlage soll, z. B. durch Klassenbesuche begleitet werden, ein Schulwettbewerb beispielweise zum Mobilitätsverhalten (Teilnahme an der „bonus mobil“ App der Ruhrbahn) stattfinden. Durch Bespielen eines „digitalen schwarzen Bretts“ sowie eine Schautafel am Gebäude soll über das Projekt informiert werden.
Im „elektrischen Quartier“ in Bedburg ist eine Siedlung entstanden, die auf grüne Quartiersenergie setzt. Weil die Energiesektoren Strom, Wärme und Kälte sowie Mobilität ganzheitlich betrachtet und erneuerbare Energiequellen vor Ort genutzt werden, gelingt die Wärmewende im Quartiersmaßstab reibungslos. Eine wichtige Rolle nimmt dabei die Kommune ein, die als entscheidender Treiber frühzeitig die erforderlichen Rahmenbedingungen festgelegt hat. In den ersten drei Projektjahren wurden Wärme- und Kühlungsnetze geplant, gebaut und in Betrieb genommen, eine Photovoltaik-Anlage und eine Energiezentrale errichtet sowie ein neues Stromnetz verlegt; das digitale Quartiersmanagement-System zur Steuerung der verschiedenen Komponenten ist in Vorbereitung.
Im „Wasserstoffquartier“ in Kaisersesch in Rheinland-Pfalz entsteht ein wasserstoffbasiertes Microgrid (Teilnetz) mit einem gewerblich-industriellen Fokus entlang der gesamten Wertschöpfungskette: vom lokal produzierten grünen Wasserstoff über Speicherung, Verteilung bis hin zu Wasserstoff-Endanwendungen. Gebaut wurde unter anderem eine Hochdruck-Wasserstoffleitung, die erste in Deutschland, die der TÜV bereits abgenommen hat. Aber auch, dass Elektrolyseure als wesentlicher Baustein technisch herausfordernd bleiben, gehört zu den zentralen Erkenntnissen im Projekt: Diesen fehlt bislang noch die Marktreife im industriellen Maßstab. Allerdings wurde in Kaisersesch das „Henne-Ei-Problem“ gelöst: Verbindliche Kundennachfragen für grünen Wasserstoff werden mit Lieferungen aus lokaler Produktion bedient.
Text: ERT, smartquart.energy, www.westenergie.de, Bilder: smartquart.energy, www.westenergie.de
