Quartiere nachhaltig betreiben [Seite 2 von 2]

In der ersten Variante der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurde zunächst nur der Wärmeverbund analysiert. Hierfür wurden die Investitionskosten für das erforderliche Nahwärmenetz sowie die Kosten für die Anbindung der einzelnen Gebäude an die MEMAP-Plattform kalkuliert und in die Berechnung einbezogen. Basierend auf den aufgezeichneten Lastprofilen wurde ein vollständiges Betriebsjahr im MEMAP-Planungswerkzeug berechnet – mit dem Ergebnis, dass der Zusammenschluss der Gebäude zu einer Einsparung von 18643 €/a (7,9 %) und einer CO₂-Reduktion von 56,2 t/a (7,6 %) führt. Dieses Ergebnis wird ohne weitere Modifikationen allein durch den Energieverbund erzielt (Bild 4). Dem gegenüber stehen hohe Investitionskosten für den Bau des Nahwärmenetzes. Eine akzeptable Wirtschaftlichkeit wird mit dieser alleinigen Maßnahme nicht erreicht (Tabelle 2).

In zwei weiteren Betrachtungen wurde die Wirtschaftlichkeit der Anfangsinvestition verbessert, indem in der zweiten Variante ein BHKW an zentraler Stelle aufgestellt und das System in der dritten Variante mit einer PV-Anlage auf dem Dach einer Produktionshalle (180 kWp) erweitert wurde. Somit konnte die Amortisationszeit von 32 Jahren auf 18 Jahre in der zweiten Variante und auf 15 Jahre in der dritten reduziert werden.

Auf Basis der bisherigen Ergebnisse lässt sich feststellen, dass eine Vernetzung von Gebäuden bereits in kleinen Quartieren positive Effekte entfaltet. Sowohl CO₂-Emissionen als auch Energiekosten lassen sich im Verbund deutlich reduzieren. Variante 3 zeigt mit einer CO₂-Reduktion von 42 % und einer Amortisationszeit von ca. 15 Jahren Ergebnisse, die trotz hoher Inves titionskosten interessant sind und das eigentliche Potenzial einer Quartierslösung aufzeigen. Wesentlicher Erfolgsfaktor ist dabei die Eigenstromerzeugung.

Exkurs: Rechtliche Rahmenbedingungen berücksichtigen – Chance Kundenanlage gemäß EnWG

Um das Geschäftsmodell, das sich hinter MEMAP verbirgt, beurteilen zu können, ist es notwendig, den geltenden regulatorischen Rahmen genauer zu betrachten. Insbesondere die Trennung zwischen der Energielieferung an Dritte innerhalb einer Kundenanlage und der Einstufung als Ener gieversorger spielt dabei eine Hauptrolle. Während Strom, der innerhalb einer Kundenanlage erzeugt und verbraucht wird, in der Regel von Netzentgelten und netzseitigen Abgaben und Umlagen befreit ist, sind sämtliche andere Anlagen, die nicht unter diese Definition fallen, davon nicht befreit. Für das Quartierskonzept spielt diese Unterscheidung eine tragende Rolle. Zwar gibt es Quartiere, in denen die darin eingesetzten Anlagen als Kundenanlagen eingestuft werden können, jedoch ist die Unterscheidung gerade bei größeren Quartieren nur durch eine Einzelfallprüfung möglich. Vom Ausgang dieser Prüfung ist ganz wesentlich abhängig, ob sich der Betrieb eines Energieverbunds als wirtschaftlich erweist. Eine gesonderte Regelung für Energieverbünde wäre sinnvoll – besonders da diese nicht nur das Potenzial einer Kostenersparnis bei der Energieversorgung bergen, sondern auch zur Reduktion klimaschädlicher Emissionen beitragen können. Die Situation ist insofern besonders prekär, da Quartiere als ein Schlüsselelement zum Gelingen der Energiewende angesehen werden.

Ausblick

Vernetzte Quartiere bilden bei der Erreichung der Klimaziele einen wesentlichen Baustein, der noch längst nicht ausreichend genutzt wird. Das Planungswerkzeug in MEMAP erlaubt die Vorbetrachtung von Quartieren und kann damit zur Lösungsfindung beitragen. Die MEMAP-Plattform – oder ähnliche Software-Lösungen – unterstützen später den laufenden Betrieb. Eine Umsetzung von nachhaltigen Quartieren, die sich dadurch auszeichnen, dass Gebäude auf intelligente Art und Weise Energie optimal einsetzen und sich untereinander austauschen, wird im Moment noch von regulatorischen Hürden erschwert und ist daher im Markt noch kaum etabliert. Faktoren, die die Rahmenbedingungen in den nächsten Jahren vereinfachen könnten, sind eine Verteuerung der CO₂-Preise, eine mutige Förderpolitik – aber vor allem eine Änderung des regulatorischen Rahmens.

https://memap-projekt.de

¹) Verfasser & Forschungsgruppe:
Fenecon GmbH: M.Eng. Nicole Miedl, M.Eng. Fabian Eckl
fortiss GmbH – Forschungsinstitut des Freistaats Bayern für softwareintensive Systeme und Services:
Dr. Jan Mayer, Dr. Denis Bytschkow, Dr. Markus Duchon
Holsten Systems GmbH: Elena Holsten
IBDM GmbH: Dipl.-Ing. (FH) Detlef Malinowsky, B.Eng. Patrick Täubrich
Sauter-Cumulus GmbH: Ralf Nebel, Dipl.-Ing. (FH) Claudius Reiser
Technische Universität München: M.Sc. Thomas Licklederer
Bayern Innovativ GmbH: Dipl.-Inf. (Univ.) Maximilian Irlbeck, M.Sc. Lea Schumacher

Vertieft: Datenmodell für die vollständig automatisierte Anbindung der MEMAP-Plattform an die EMS-Systeme

Damit die Anbindung der MEMAP-Plattform an die EMS Systeme vollständig automatisiert ablaufen kann, wurde im Forschungsprojekt ein einzigartiges Datenmodell entwickelt. Die Besonderheit des Datenmodells besteht darin, dass neben den Verbrauchern nur vier abstrakte Obergruppen von Anlagen unterschieden werden: Speicher, kontrollierbare Erzeuger, volatile Erzeuger und Koppler. Jede dieser Obergruppen besitzt ein bestimmtes Set an Datenpunkten, die der Plattform zur Verfügung gestellt werden. Durch eine darauf aufbauende Namenskonvention in den lokalen EMS werden Anlagen nach dem Verbindungsaufbau automatisch erkannt, dem richtigen Gebäude/EMS und Sektor (Wärme, Strom) zugeordnet und in der Berechnung eines optimalen Betriebs berücksichtigt. Um ein sehr breites Anwendungsfeld der Plattform zu ermöglichen, wurde bewusst darauf verzichtet, individuelle Adressen der Datenpunkte vorzugeben, da viele Hersteller eine eigene Adressstruktur einsetzen. Mit der gewählten Lösung reicht bereits eine Anpassung des Anzeigenamens der Datenpunkte in den EMS für die Anbindung an die MEMAP-Plattform aus.