Smartes Energiemanagement für die Infrastruktur der Zukunft – das Reallabor Smart East zeigt wie es geht

Die klimaneutrale Quartiersentwicklung ist für eine erfolgreiche Energiewende dringend erforderlich. 77 Prozent der Deutschen wohnen in städtischen Gebieten. Stadtentwicklung muss mit Weitblick insbesondere in Ballungsgebieten angegangen werden: Klimaneutralität und Ressourcenschonung sind zwei zentrale Ziele – unter Berücksichtigung aller Aspekte der Nachhaltigkeit. Wie kann das funktionieren?

Ein Schlüssel zum Erfolg ist die Digitalisierung der Infrastruktur im Quartier und der dazugehörenden Prozesse. Im Reallabor “Smart East”, in Karlsruhe Ost, zeigen engagierte Köpfe wie das in der Praxis funktionieren kann.

Smart East ist ein städtisches Quartier im Karlsruher Osten, bestehend aus teils 100 Jahre alten Bestandsgebäuden sowie Neubauten für Gewerbe und Wohnen. Die Durchmischung des Quartiers macht die Quartiersentwicklung so besonders. Hier kommt es auf die Zusammenarbeit aller Beteiligten an: Ein Verbund aus Forschung, IT- und Energie-Unternehmen aus dem KIT, der Stadtwerke Karlsruhe, dem FZI Forschungszentrum Informatik, der Seven2one Informationssysteme und weiteren Partnern arbeitet daran, die Energiewende in die Stadt zu bringen. Dazu werden die vielen Kompetenzen der TechnologieRegion Karlsruhe in dem Projekt gebündelt. Das Reallabor Smart East wird als Blaupause für überregionale Projekte der Energiewende dienen.

Die Vision lautet: “Das Stadtquartier wird transformiert in ein smartes, energieoptimiertes, klimaschonendes Quartier.” Was bedeutet das konkret?

Die Energiebedarfe im Quartier sind unterschiedlich, je nach Nutzungsart, Wochentag und Uhrzeit. Büros verbrauchen unter der Woche und tagsüber die meiste Energie. Im Gegensatz dazu haben private Liegenschaften überwiegend morgens und abends einen hohen Energiebedarf. Kommt noch Ladeinfrastruktur dazu, sind die Energielasten an den verschiedenen Stellen des Quartiers unterschiedlich hoch. Diese benötigte Energie möglichst vor Ort klimaneutral zu erzeugen und optimal zu verteilen, birgt ein enormes Effizienzpotenzial.

Die bestmögliche Verteilung von Energie kann durch die Kopplung der Sektoren (Strom, Wärme, Kälte und Mobilität) funktionieren. Die Kernlösung im Reallabor Smart East ist das smarte Energiemanagement. Mithilfe von intelligenten Messsystemen (Smart Meter) und eingebauten Kommunikationstechnologien (Smart Meter Gateways) werden die Energiedaten der Liegenschaften im Quartier gesammelt. Die tatsächlich benötigte Energielast kann entsprechend der Bedarfe optimal auf die Gebäude verteilt werden – und das sowohl für Wärme und Kälte als auch für Strom und Ladevorgänge für E-Mobilität.

Ein Großteil der benötigten Energie wird in Zukunft durch PV-Anlagen erzeugt, die das Potenzial im Quartier voll ausschöpfen. Für die Mobilität werden Ladepunkte in das Energienetz integriert. Mithilfe des Energiemanagements werden Lastspitzen vermieden, der Eigenverbrauch von PV-Strom optimiert und das Laden von Elektrofahrzeugen klimaschonend durchgeführt. Die klimaschonende Fernwärme, in Karlsruhe mit einem hohen Anteil industrieller Abwärme, wird durch ein Blockheizkraftwerk ergänzt, das klimafreundliches Heizen im Quartier unterstützt.

Um die Transformation des Quartiers in Karlsruhe wirtschaftlich zu machen, sind die richtigen Geschäftsmodelle der Schlüssel zum Erfolg. Für die Energiewende muss stark investiert werden – es ist aber auch klar: ohne Wirtschaftlichkeit wird die eine urbane Energiewende nicht gelingen. Deswegen ist die Untersuchung der Wirtschaftlichkeit einer der Schwerpunkte des Projekts. Unser Verbund aus Forschung, IT- und Energie-Unternehmen wird gemeinschaftlich die verschiedenen Lösungsstrategien in der Praxis auf ihre Wirtschaftlichkeit erproben, um Umsatzpotential und mögliche Renditen genauer zu bestimmen. Was wir beweisen möchten: wenn es richtig gemacht wird, profitieren alle Beteiligten vom Einsatz für Klimaschutz und Energiewende im Quartier.

Für die Energiewende ist eine klimaneutrale Infrastruktur der Schlüssel zum Erfolg. Das Reallabor Smart East zeigt das in der Praxis und dient als Blaupause für alle, die sich einer klimaneutralen und grünen Zukunft versprochen haben. Mehr Informationen gibt es auf der Website.