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Entwicklung von methodischen Ansätzen, Modellierungswerkzeugen und Implementierungsmodellen für Niedrigstenergiequartiere

Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von methodischen Ansätzen und Modellierungswerkzeugen für Niedrigstenergiequartiere. Das Projekt, bei dem das Institut für Verkehr und Infrastruktur (IVI) der Hochschule Karlsruhe den Mobilitätsteil übernimmt, ist im Rahmen des IEA EBC Annex 73 „Towards Near Zero Energy“ in einen internationalen Kontext eingebettet.

Hintergrund

Bis zur Mitte dieses Jahrhunderts soll die Effizienz des Energiesystems in Deutschland in dem Maße gesteigert werden, dass bis zum Jahr 2050 nur noch die Hälfte des Primärenergieverbrauchs benötigt und vor allem die CO2-Emission weitgehend reduziert wird. Die Wechselwirkungen zwischen energieoptimierter Quartiersplanung und nachhaltigem Mobilitätsverhalten sind bisher weitgehend unbekannt. Der Grund hierfür liegt in der bisher noch sehr isolierten Betrachtung der Themen Mobilität, Siedlungsstruktur und Energieversorgung. Die Möglichkeit, regenerativ und/oder lokal erzeugte Energie für den Bereich Mobilität einzusetzen (Sektorenkopplung), verfügt über ein noch längst nicht ausreichend genutztes Potenzial.

Zielstellung

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Methoden und Instrumenten zur Unterstützung der Entscheidungsfindungsprozesse und der Implementierung von Niedrigstenergiequartieren (NEQs) sowohl in der Sanierung im Bestand als auch bei der Neukonzeption. Hierfür ist eine optimale Vernetzung zentraler und dezentraler Energiesysteme, Gebäude, Speicher und Elektrofahrzeuge notwendig. Im Fokus der Untersuchung stehen verschiedene Quartiertypen (Wohn-, Misch- und Campus-Quartiere), die in unterschiedlichen Raumtypen (Stand/Land) zu finden sind. Als Ergebnis wird eine einfach anwendbare Methodik stehen. Außerdem gilt es vorhandene Tools zur schrittweisen Entwicklung, Implementierung und dem zielkonformen effizienten Betrieb von NEQs weiterzuentwickeln. Die Projektergebnisse sollen Entscheidungsträgern, Städte- und Quartiersplanern, Projektentwicklern, Finanziers, Stadtwerken und Energiedienstleistungsunternehmen dabei unterstützen, die Entwicklung nachhaltiger NEQs strukturiert voranzutreiben. Im Rahmen des Teilprojektes „Mobilität“ der Hochschule Karlsruhe wird ein Tool entwickelt, das die Abschätzung des (elektrischen) Energiebedarfs für die Mobilität in unterschiedlichen Quartierstypen ermöglicht.

Methode

Die Anzahl der Menschen, die in einem Quartier leben oder dieses aus unterschiedlichen Gründen besuchen und deren Verhaltensweisen bestimmen den Energiebedarf sowie das Verkehrsaufkommen des Quartiers. In bestehenden Quartieren können sowohl aus verkehrlicher als auch aus energetischer Sicht durch geeignete Erhebungen die erforderlichen Kennwerte bzgl. des Energiebedarfs (Heizung, elektrische Geräte inkl. E-Fahrzeuge) gewonnen werden. Für die Planung von Gebieten müssen dagegen die verkehrlichen und energetischen Auswirkungen anhand von geeigneten Kenngrößen abgeschätzt werden. Als Schlüsselgröße stehen die gefahren Pkw-km als Produkt aus Wegeanzahl und Wegelänge im Fokus der Untersuchung. Um die Berechnungen für den Energiebedarf der Mobilität zu verifizieren, wurden Mobilitätserhebungen bundesweit in verschiedenen Quartieren durchgeführt.

Im Ergebnis steht ein Tool, dass die Abschätzung gefahrenen Kfz-Kilometer und damit die Quantifizierung des (elektrischen) Energiebedarfs für die Mobilität in unterschiedlichen Quartiertypen ermöglicht. Dieses kann in die Simulationstools der Gebäudeenergie integriert werden.