Datenraum Energie: Digital vernetzte kommunale Wärmeplanung in Quartieren mit unterschiedlichen Siedlungstypologien
Ausgangsituation
Eine kommunale Wärmeplanung ist das zentrale Werkzeug, um die dringend benötigte Wärmewende innerhalb einer nachhaltigen Stadtentwicklung gestalten zu können. Dabei müssen viele spezifische Aspekte berücksichtigt werden, da sich die Siedlungstypologien unterschiedlicher Quartiere in einem Stadtgebiet deutlich unterscheiden können und in vielen Städten, wie auch in Aachen, der Denkmalschutz für Denkmalbereiche, einzelne Gebäude oder Gebäudeelemente berücksichtigt werden muss.
Dabei wird seitens des BMWK die Notwendigkeit gesehen, dass das anstehende Gesetzgebungsverfahren zur kommunalen Wärmeplanung durch konkrete methodische Vorgaben/Empfehlungen flankiert werden muss, die in einem wissenschaftlich fundierten und alle betroffenen Akteure einbeziehenden Prozess entwickelt werden müssen.
Die Wärmewende ist mit vielen organisatorischen, technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen verbunden. Nur wenn passende Lösungen für die unterschiedlichen Quartiere identifiziert werden können, ist die Wärmewende mit der Beteiligung aller Akteure und der Einwohner kostenoptimal umsetzbar. Die Basis für die notwendigen Analysen sind Informationen, die aus unterschiedlichen Daten gewonnen werden müssen. Diese Daten müssen strukturiert verfügbar sein und einer kontinuierlichen Fortschreibung unterliegen. Dabei ist die Datenverfügbarkeit und -qualität ein entscheidender Punkt, der in den heutigen Verwaltungsstrukturen nicht abgebildet werden kann. Die Stadtverwaltung, die Energieversorger, alle Dienstleistenden und Wohnungsunternehmen bzw. Immobilieneigentümer haben heute eigene Datenbestände, die alle sehr unterschiedlich aufgebaut sind und nur teilweise in digitaler Form verfügbar sind. Es handelt sich somit um getrennte Datensilos, die für integrale Sanierungsfahrpläne in Quartieren zusammengeführt werden müssen.
Konsortium: 4 Partner
Dauer: 36 Monate
Start: 10/2023
Ende: 09/2026
Bewilligte Summe: 1,3 Mio €
Projektträger: Projektträger Jülich für das BMWK
Ziele
Die wesentliche Zielsetzung dieses Vorhabens ist, die kommunale Wärmeplanung als einen Teil des urbanen Datenraums aufzubauen und mit einer IKT- und Dateninfrastruktur der Smart City zu verbinden, so dass sich die Wärmewende in die Energiewende und den übergreifenden gesellschaftlichen Wandel zur Datengesellschaft einfügt. Diese Umsetzung folgt den länderspezifischen Empfehlungen des Rates der Europäischen Union für Deutschland 2019/2020 und 2020/2021 schwerpunktmäßig in den ökologischen und digitalen Wandel zu investieren.
Weiterhin geht die aktuelle Wärmeplanung nur bis zur Beschreibung eines Zielszenarios und einer Wärmewendestrategie mit einer angedachten Fortschreibung alle fünf Jahre. AI-X Heat will die kommunale Wärmeplanung auf die nächste Ebene mit einer kontinuierlichen Fortschreibung bringen und die Basis für die kontinuierliche automatisierte Fortschreibung mit Schnittstellen zu weiteren Aktivitäten legen. Nur so können alle Akteure die Erfolge der Maßnahmen und die Erreichung der gesetzten Ziele kontrollieren. Auch eine transparente Kommunikation gegenüber den Einwohnern ist für die Akzeptanz aller notwendigen Maßnahmen bedeutend. Eine zeitliche Überlappung des Projektes AI-X Heat mit der verpflichtenden Wärmeplanung bietet die einmalige Möglichkeit, die Daten in für das Projekt notwendiger Form zu erheben und so den Weg für die Dynamisierung der Betrachtung zu eröffnen. Dabei werden die in der Plattform zusammengeführten Daten kontinuierlich ergänzt und erweiterbar bleiben, so dass über das Projekt hinaus, die Wärmeplanung in eine Energieplanung für die Stadt überführt werden kann.
Damit legt das Vorhaben AI-X Heat einen Grundstein zur Entwicklung einer offenen Plattform, die sich in die von der EU geforderte Entwicklung von Datenräumen eingliedert. Das Vorhaben AI-X Heat richtet sich an den europäischen Vorgaben und der Datenstrategie der Bundesregierung aus, Daten innovativ, verantwortungsvoll und gemeinwohlorientiert zu nutzen und das Zusammenleben zu verbessern sowie natürliche Ressourcen zu schützen. Ausgehend vom kommunalen Wärmeplan soll AI-X Heat im Bereich Energie voranschreiten und hier einen ersten regionalen Baustein mit einer offenen, interoperablen und standardisierten Plattform für ein weitergehendes Ökosystem in der urbanen Energieversorgung liefern.
Meilensteine
Auf Basis dieser neuen Datenstruktur werden als Ergebnis aus diesem Vorhaben vier für die Wärmewende bedeutende Ergebnisse erzielt:
- Eine Ausbauplanung der bestehenden Wärmenetze unter Berücksichtigung besonderer Anforderungen des Denkmalschutzes, so dass alle Immobilienbesitzer und Nutzer frühzeitig einen möglichen Anschluss an eine städtische Wärmeversorgung einplanen können.
- Eine Ausweisung von Vorzugsgebieten für den Einsatz von Wärmepumpen, PV-Anlagen, und KWK-Lösungen, die als Ergänzung zu den Wärmenetzen durch einen abgestimmten und netzdienlichen Betrieb dienen.
- Eine Beispielplanung anhand der aus den Daten gewonnen Informationen für zwei Quartiere mit unterschiedlicher Siedlungstypologie.
- Ein Informations- und Visualisierungssystem, mit dem für unterschiedliche Akteure erste Informationen aus der neuen Plattform verfügbar gemacht werden können.
Das Projekt entwickelt damit die Plattformstruktur, führt die Plattform in die Verwaltungsstrukturen der Stadt mit einer neuen fachbereichsübergreifenden und interdisziplinären Arbeit ein, füllt die Plattform mit den notwendigen kommunalen Daten für die ersten Projektanwendungen und demonstriert den Einsatz für zwei Beispielquartiere.
Projektpartner
Stadt Aachen
Die Stadt Aachen ist seit den frühen 90er Jahren im Bereich Klimaschutz aktiv. Sie trat 1992 dem Europäischen Klima-Bündnis bei und ist Mitglied im Konvent der Bürgermeister. Im Juli 2019 wurde in Aachen der Klimanotstand ausgerufen, wodurch die Politik eine Neu-Orientierung und Beschleunigung des städtischen Klimaschutzengagements forcierte. Ein integriertes Klimaschutzkonzept (IKSK) inklusive 70 Maßnahmen (bis 2025) wurde im August 2020 verabschiedet. Dieses wird, um der zwischenzeitlich durch Politik und Verwaltung angepassten und damit noch ambitionierteren Zielsetzung – Klimaneutralität 2030 – gerecht zu werden, aktuell fortgeschrieben.
In AI-X Heat stellt die Stadt Aachen die erforderlichen (fachabteilungsübergreifenden) Daten bereit und integriert die entsprechenden Planungsvereinbarungen und leitet das Projektkonsortium.
regio iT GmbH
Die regio iT ist ein kommunaler IT-Dienstleister für die Stadt und die Städteregion Aachen, die Stadt und den Kreis Gütersloh, die Stadt und den Kreis Siegburg, den Rhein-Sieg Kreis, den Oberbergischen Kreis sowie für die Kreise Heinsberg und Düren und deren Kommunen. Sie betreut zudem kommunale Unternehmen, Schulen sowie Energie- und Entsorgungsunternehmen. Aktuell beteiligt sich regio iT mit den Projekten ONCE, Smart City Lohmar sowie PlanQK an bundesweiten Projektkonsortien.
In dem Projekt AI-X Heat übernimmt regio iT die Einführung der Datenplattform, sowie die Einbindung sämtlicher Konnektoren und Visualisierungen.
EBC der RWTH Aachen University
Das Institut für Gebäude- und Raumklimatechnik (EBC) ist Teil des E.ON Energieforschungszentrums der RWTH Aachen und beschäftigt sich mit Fragestellungen aus dem Bereich der Gebäudeenergietechnik und dem Gebäude als Teil eines Stadtquartiers und dem übergeordneten Energiesystem. Im Team Digitale Energiequartiere steht die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Energie- und Kommunikationssystemen über vernetzte Anlagen bis hin zu Smarten Devices. Das Team erarbeitet die passenden digitalen Konzepte für komplexe und heterogene Energiesystemstrukturen. Diese Konzepte beinhalten Lösungen für diverse system- oder betriebsrelevante sowie nutzerorientierte Anwendungsfälle.
In dem Projekt AI-X Heat übernimmt das EBC Serviceentwicklungen für die Projektanwendungen, die Konzeptentwicklung für denkmalgeschützte Gebäude sowie die Datenmodellierung.
heatbeat nrw GmbH
Das junge Unternehmen heatbeat ist ein Spin-Off aus dem Lehrstuhl für Gebäude- und Raum-klimatechnik der RWTH Aachen und bringt innovative Methoden zur Wärme- und Kältenetzsimulation in die Praxis. Neben dem Standort in Nürnberg wurde 2020 ein Tochterunternehmen (heatbeat nrw GmbH) in Aachen gegründet. Damit stärkt heatbeat die Innovationsfähigkeit zur Simulation und Optimierung von Quartiersenergiesystemen und Wärmenetzen und unterstützt damit die Energiewende im Rheinischen Revier. heatbeat arbeitet bereits erfolgreich im Projekt FunkSTA mit den Projektpartnern regio iT, RWTH und STAWAG zusammen.
In dem Projekt AI-X Heat übernimmt die heatbeat die Analyse und Simulation von Fernwärmenetzausbauszenarien, zukünftiger Betriebsszenarien und dezentraler Energieversorger und Wärmenetzen.
Assoziierte Partner
–
Bausteine
–
Aktuelles
Aktuell keine bevorstehenden Termine, Veranstaltungen etc