Energetische Quartierskonzepte
Vernetzte Quartiere für den Zukunftsraum Wolfsburg
In diesem Projekt wird die Umsetzung energetischer Quartierskonzepte in systemisch vernetzten Quartieren am Beispiel dreier Neubausiedlungen der Wolfsburger Stadterweiterung erforscht. Dazu bewerten die Forscher technische Komponenten und Schnittstellen für ein künftiges Smart Grid auf den Ebenen des Gebäudes, des Baublocks und des Quartiers. Die Umsetzung der Einzelkonzepte soll, integriert in laufende Stadtplanungsprozesse, zusammen mit den lokalen Akteuren erfolgen. Neben den projektbegleitenden Monitoring-Konzepten wird ein Werkzeug für das Energie- und Qualitätsmanagement im Betrieb entwickelt.
Wolfsburg ist laut Prognos-Studie (Prognos Zukunftsatlas 2013) eine der dynamischsten Städte Deutschlands mit hohen Zukunftschancen. Das knappe Wohnungsangebot, und damit verbunden unter anderem über 75.000 Einpendler am Tag, stellen die Stadt jedoch vor enorme Herausforderungen. Aus diesem Grund sollen im Rahmen eines langfristig angelegten Programms der Stadt Wolfsburg, dem "Wohnen & Bauen Masterplan 2020", in den nächsten Jahren etappenweise mindestens 6.000 Wohneinheiten innerhalb der heutigen Stadtgrenzen geschaffen werden. Der Masterplan sieht die größten Entwicklungspotenziale im Osten des Stadtgebiets. Dort sollen im Rahmen der Stadterweiterung drei neue Wohnquartiere entstehen: Hellwinkel Ost, Steimker Gärten und Nordsteimke-Hehlingen. Für diese Quartiere werden verschiedene Konzeptvarianten durch die TU Braunschweig erarbeitet.
Die Energieversorgung Wolfsburgs ist seit Gründung der Stadt eng mit der Energieerzeugung für das Volkswagenwerk verbunden. Daraus ergeben sich gleichzeitig Einschränkungen im Handlungsspielraum der Stadt aber auch Vorteile durch eine primärenergiegünstige Fernwärmeversorgung durch industrielle Abwärme. 2009 wurde für Wolfsburg ein „CO2-Bilanz und –Minderungskonzept“ beschlossen, verbunden mit der Zielsetzung einer Minderung der CO2-Emissionen um 20 % bis zum Jahr 2020, bezogen auf die Emissionen im Basisjahr 2000. Im Rahmen dieser Zielsetzung ist Wolfsburg engagiert im Konvent der Bürgermeister Europäischer Städte für Klima und Energie. Um den Aufbau von technischen und wirtschaftlichen Kompetenzen in der Region zu fördern wurde 2009 die Wolfsburger Energieagentur gegründet.
Forschungsfokus
Ausgehend vom Masterplan der Stadt Wolfsburg zielt das Forschungsprojekt auf die Umsetzung zukunftsweisender Pilotprojekte in Form systemisch vernetzter Quartiere. Verschiedene Varianten für Quartiersenergiekonzepte werden durch das Institut für Gebäude- und Solartechnik der TU Braunschweig erarbeitet. Aufgrund der gemeinsamen Betrachtung räumlich aneinander angrenzender Quartiersprojekte ergeben sich Möglichkeiten, die bei separater Betrachtung ausscheiden (Cluster-Ansatz). Durch die übergreifende Bearbeitung der Quartiere und ihrer infrastrukturellen Verknüpfung wird zudem ein Maßstabssprung bei der Realisierung nachhaltiger Konzepte im urbanen Raum vollzogen.
Und: Die Betrachtung der Gebiete im Cluster soll die Synergien aus den verschiedenen Aktivitäten erschließen und für den Gesamtprozess nutzen. Das Projekt bringt die maßgeblichen Akteure für die Stadtentwicklung - Stadtverwaltung, Versorgungsunternehmen, Wohnbaugesellschaften, den ansässigen Großkonzern VOLKSWAGEN und die Tochterunternehmen Wolfsburg AG und Wolfsburger Energieagentur zusammen, um die einzelnen Projekte frühzeitig in einen zielgerichteten und großräumigen Stadtplanungsprozess zu überführen.
Im Kern untersuchen die Forscher, welche technischen Komponenten und Schnittstellen für Bausteine eines Smart Grids auf den verschiedenen Maßstabsebenen Gebäude, Block und Quartier erforderlich sind.
Quartierskonzept
Wichtig ist es, die im Forschungsprojekt entwickelten Einzelkonzepte in die laufenden Stadtplanungsprozesse der Stadt Wolfsburg zu integrieren. Dazu wurden vier thematisch ausgerichtete Arbeitskreise gebildet, die die Konzepte und Untersuchungen ressortübergreifend mit den maßgeblichen Wolfsburger Akteuren diskutieren. Für Nordsteimke-Hehlingen findet die Entwicklung von Energiekonzepten, Szenarien und Entscheidungsgrundlagen für die Stadt begleitend zur Rahmenplanung statt. Die Stadtverwaltung selbst plant, energetische Anforderungen in Bebauungsplänen oder städtebaulichen Verträgen zu verankern. Auch die spätere Umsetzung der Neubauprojekte soll von den Forschern laufend begleitet und schließlich evaluiert werden.
Energiekonzept
Die zu erarbeitenden Konzepte werden mit den Zielen des übergeordneten Energiekonzepts abgeglichen und hinsichtlich ihrer Umsetzung schrittweise optimiert. Intelligente Gebäude sollen in ihrer Funktion Verbraucher, Energieerzeuger und -speicher sowie Dienstleister für ein stabiles Versorgungsnetz werden. Die Anforderungen aus Sicht der Versorgungsnetze werden aufgegriffen und weiterentwickelt. Erneuerbare Energien stehen häufig volatil zur Verfügung, sodass Speicherkapazitäten und Netzdienstleistung an Bedeutung gewinnen. Gebäude werden damit konzeptabhängig vom Energieverbraucher zum Energieerzeuger und Dienstleister. Zusätzlich spielt der Aspekt der Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit eine entscheidende Rolle. Die Bausteine eines Quartiers erhalten damit eine besondere Bedeutung, weil sie in ihrem Gefüge und anteiliger Zusammensetzung gegenseitig Synergien erschließen können.
Umsetzung und Performance
Für die projektbegleitende Evaluierung soll neben den Monitoring-Konzepten ein Werkzeug für das Energie- und Qualitätsmanagement im Betrieb entwickelt werden. Denn die angestrebten Gebäude- und Versorgungskonzepte stellen hohe Anforderungen an die technische Umsetzung. Folgende Aktivitäten sind geplant:
- Entwicklung von Leistungsbildern für das Energie- und Qualitätsmanagement in den verschiedenen Leistungsphasen
- Festlegung standardisierter Systemkonzepte und der zugehörigen Soll-/Istwerte, Prüfmethoden und Feedback-Möglichkeiten
- Festlegung von Bilanzgrenzen auf Gebäude- und Quartiersebene
- Fahrpläne für die Implementierung von Technik und Prozessen in der Umsetzungsphase, einschließlich notwendiger Vergabeprozesse
- Konzept für ein technisch-wirtschaftliches Meta-Monitoring zum Energie- und Qualitätsmanagement
- Prognose von Kosten und Einsparpotenzialen für das Energie- und Qualitätsmanagement als Grundlage einer Wirtschaftlichkeitsberechnung.
Dem Transfer der Forschungsergebnisse widmen sich vier thematische Arbeitskreise zum Zukunftsraum Wolfsburg. Sie diskutieren die Konzepte und Untersuchungen aus dem Forschungsprojekt ressortübergreifend mit den beteiligten Wolfsburger Akteuren. Forschungsarbeiten wie Quartiersentwicklung sollen eine energetische Transformation in der Stadt insgesamt auslösen.
