Die ökologisch nachhaltige Smart City ist der „Goldstandard“ für Stadtkonzepte der Zukunft. Dabei kristallisiert sich ein Kernpunkt immer mehr heraus: „Digitale Technologien und Anwendungen leisten einen unverzichtbaren Beitrag, das deutsche Klimaziel von 55 Prozent CO2-Reduktion bis 2030 zu erreichen.“ Dies untermauert eine kürzlich erschienene Studie des eco Verbands und der Unternehmensberatung Arthur D. Little.1 Das bedeutet, nur mit Mitteln der Digitalisierung lassen sich zukunftsweisende Quartiere realisieren. Ein eindrucksvolles Beispiel dafür ist die Überseeinsel in Bremen. Die digitale Simulation des Quartiers bildete ein zentrales Element in der energetischen Planung.
Auf einem ehemaligen Betriebsgelände, dem „Kellogg-Areal“, entsteht ein neues Quartier, das Wohnen, Arbeit, Bildung und Freizeit miteinander verbindet. Die Überseeinsel Bremen soll mit einem möglichst CO2-neutralen Energiekonzept mit Strom, Wärme und Kälte versorgt werden. Dafür kommen Windkraftanlagen, Sonnenenergie und das Wasser der Weser in thermischer Nutzung zum Einsatz.
Die Weser als Wärmequelle spielt dabei eine wesentliche Rolle. Denn dadurch ließ sich ein Wärmenetz 4.0 mit entsprechend klaren Zielvorgaben der BAFA bezüglich eines hohen Anteiles der Netzeinspeisung aus erneuerbaren Quellen realisieren. Das entscheidet auch darüber, ob die Überseeinsel Fördermittel erhält.
Die Machbarkeit dieses ehrgeizigen Energie- systems auszuarbeiten, wurde zur Aufgabe der Spezialisten von PBS Energiesysteme GmbH aus dem nordrhein-westfälischen Haan. Um verlässliche Zahlen für das Projekt zu ermitteln, setzt PBS, wie auch bei anderen Beauftragungen, auf Polysun von Vela Solaris. Polysun ist eine Software für die simulationsgestützte Planung, Auslegung und Optimierung von ganzheitlichen Energiesystemen für Gebäude und Quartiere.
Erste Simulationen mit der Software ließen erkennen, dass die Weser allein zur Deckung des Wärmebedarfs nicht ausreichen wird.
PBS integrierte in einem weiteren Schritt einen Eisspeicher in die Gesamtplanung und definierte ein intelligent gesteuertes Sechs-Leiternetz, das Kühlen und Heizen mit Nieder- und Hochtemperaturanwendungen umfasst.
Als Reserve wurden ein Blockheizkraftwerk und ein Spitzenlastkessel eingeplant. Das gesamte Energiesystem wurde in Polysun aufgebaut und energetisch simuliert: „Polysun bietet die größtmögliche Flexibilität, Energiesysteme für Quartiere zuverlässig zu planen und Modellanpassungen schnell vorzunehmen“, zieht Sebastian Grabowski, Projektingenieur von PBS Energiesysteme, ein zufriedenes Fazit. Grabowski weiter: „Um die Förderziele im Rahmen des Wärmenetz 4.0 sicherzustellen, ist eine zuverlässige energetische Simulation zentral. Die Polysun-Software liefert wegweisende Erkenntnisse bereits in einer frühen Planungsphase.“
Wie solche Erkenntnisse konkret aussehen, zeigt ein Beispiel: Ist in einem (Quartiers)Konzept etwa der Einsatz einer Wärmepumpe geplant, lässt sich deren Jahresarbeitszahl (JAZ) sehr genau simulieren und validieren. Die durch die Lösung berechnete Effizienz ermöglicht den Bezug von Fördermitteln. Denn Polysun ist ein zugelassenes Simulationswerkzeug, das diese Berechnungen inklusive Dokumentation entsprechend der Förderbedingungen erlaubt.
Das Ergebnis: Planung validiert, Nachhaltigkeit gewährleistet, Fördermittel genehmigt. Und somit beweist eine Lösung wie Polysun einmal mehr, wie wichtig die Digitalisierung für Quartierskonzepte der Zukunft ist.
Autorin: Angela Krainer, Geschäftsführerin bei Vela Solaris
1) https://www.eco.de/themen/internet-of-things/studien/studie-der-smart-city-markt-in-deutschland-2021-2026/
www.velasolaris.com
