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Gesamtkonzept für erneuerbare Energien im Gebäudebestand

Während es bereits zahlreiche Konzepte und Methoden gibt um Neubaugebiete möglichst energieeffizient zu gestalten, fehlt es noch an planerischen Mitteln für den Gebäudebestand. Gleichzeitig ist die Situation dort, wo die Energiestrukturen schon ausgebaut sind, besonders komplex. Interessen und Wünsche von Strom- oder Wärmenetzbetreibern, von Industrie, Hausbesitzern oder Mietern wollen berücksichtigt werden. Gleichzeitig fragen zunehmend Unternehmen oder Privatleute bei den Verwaltungen an, weil sie eine Biogasanlage, ein Holzhackschnitzelheizwerk oder eine Photovoltaikanlage errichten möchten. Die Kommunen müssen dann entscheiden, welche Lösungen auf lange Sicht umweltfreundlicher und wirtschaftlicher sind. Für diesen Entscheidungsprozess ein verlässliches Instrument zu finden, war Ziel des Projektes.

Erster Schritt war ein Kriterienkatalog, der berücksichtigt, wie sich ein Vorhaben auf Umwelt und Klima auswirkt, wie es sich in die vorhandene Infrastruktur einfügt und wie groß das Potential an erneuerbaren Energien ist. Letzteres hatte die Stadt bereits 2007 in einem früheren Innovationsfondsprojekt, dem Biomassekonzept überprüft. Damals konzentrierte man sich auf die Analyse des Biomassepotentials in Lörrach und nannte noch keine konkreten Maßnahmen. Nun forderte die Stadt dazu auf, für die Stadtteile Haagen, Hauingen und Brombach Projektideen einzureichen, um sie anhand des Kriterienkatalogs zu prüfen. 2007 entstand bereits der Arbeitskreis Energie, der auch am jetzigen Vorhaben beteiligt ist und über die regionalen Aspekte urteilt. Zudem evaluierte ein Ingenieurbüro die Vorschläge auf fachlicher Ebene. Beide Seiten erstellten ein Gesamtkonzept, das den jeweiligen Teilort nach seiner Rolle in der Stadt beurteilt und die beste Kombination aus Kraftwerken und Energieformen aufzeigt.

Lörrach bietet mit dem neuen Projektierungsverfahren ein Instrument, um ganze Stadtteile auf Bioenergie umstellen zu können und gezielt ökologisch und ökonomisch sinnvolle Investitionen anzustoßen.

Weitere Informationen auf der Homepage der Stadt Lörrach.

Projektdaten

Projektnummer 2010-05
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Stadt Lörrach
Laufzeit April 2010 bis Ende 2014
Zuschuss 21.476

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Vertiefende Konzeptstudie – Viti-Photovoltaik in der Weinbauregion Kaiserstuhl
Freiburg

Viti-Photovoltaik

PV-Anlagen auf Rebflächen (Viti-PV) sind bisher noch kaum erprobt, haben aber zahlreiche Vorteile, die von emissionsarmer Energiegewinnung bis zum Schutz der Reben vor Wettereinflüssen reichen. In diesem Projekt sollen die Möglichkeiten und Umsetzung von Viti-PV-Anlagen im Rahmen einer Konzeptstudie erforscht werden. Agrarphotovoltaik, kurz Agri-PV (APV), beschreibt die parallele und synergistische Nutzung von Agrar-Flächen zur Ernte von Lebens- oder Futtermitteln und Energie durch Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen). Chancen der APV liegen in der Entschärfung des Flächennutzungskonfliktes, der erneuerbaren Energiegewinnung (Klimaschutz), der Erhöhung der Resilienz bezüglich der landwirtschaftlichen Erträge sowie in der Bereitstellung zusätzlicher Schutzfunktionen bei Extremwetterereignissen (Klimaanpassung). Der Weinanbau ist eine wichtige Sonderkultur in der sonnenreichen Oberrheinregion. Die zusätzliche Nutzung von Rebflächen zur Grünstromerzeugung, im Folgenden als Viti-PV bezeichnet, bietet große Potenziale in der funktionalen Verknüpfung von Klimaschutz und Klimaanpassung. Der rasch voranschreitende Klimawandel stellt bereits heute die Winzer*innen vor große Herausforderungen. Dazu zählen Trockenperioden, verstärkte Sonneneinstrahlung, Spätfröste und Hagel, die die Weinpflanze und die Weinqualität negativ beeinflussen können. Viti-PV-Anlagen können potentiell einige dieser Auswirkungen des Klimawandels abmildern und gleichzeitig einen Beitrag zum Klimaschutz (Energiewende) leisten. Ausgehend von einer Initiative eines lokalen Winzers in Riegel wurden im Rahmen einer Projektarbeit zur Errichtung einer Viti-PV-Pilotanlage in Riegel von Kursteilnehmer*innen der Fortbildung „Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement (KEM)“ erste Voruntersuchungen durchgeführt. Die Gemeinde Riegel hat großes Interesse, weiteres Projektengagement zu fördern und ein entsprechendes Leuchtturmprojekt als Teil des örtlichen Klimaschutzkonzeptes zu integrieren. Da es bisher noch keine Viti-PV-Anlage in Deutschland gibt, ergeben sich vielfältige Fragestellungen hinsichtlich der Anlagenkonzeption sowie der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit. Als Voraussetzung zur Realisierung einer derartigen Pilotanlage wurden, um eine fundierte Konzeptstudie erstellen zu können, Fördermittel aus dem badenova-Innovationsfonds beantragt. Ziele der Studie sind u. a. die Minimierung von Projektrisiken, indem die technische und wirtschaftliche Machbarkeit untersucht werden. Außerdem sollen valide Kosteneinschätzungen für den Bau, den Betrieb und das Monitoring einer Pilotanlage erstellt werden. Die Analyse der Anforderungen an eine Viti-PV-Anlage im Weinbau ist ein weiterer zentraler Punkt der Studie. Um die Anlagenkonzeption und Vorplanung erstellen zu können, sollen geeignete PV-Module sowie Steuertechnik und Modul-Tragkonstruktion identifiziert werden. Im Rahmen des Projekts sollen außerdem baurechtliche Fragen geklärt werden und nicht zuletzt mögliche Betreiber- und Geschäftsmodelle für den Betrieb untersucht werden. Die Projektgruppe hat bereits eine Vielzahl von Ansprechpartnern kontaktiert, die alle ihre Unterstützung bei der Ausarbeitung zugesagt haben. Das Projekt ist interdisziplinär angelegt und nicht als reines Forschungsprojekt geplant. Es ist vielmehr auch auf die praktische Umsetzbarkeit hin ausgerichtet, an den Bedürfnissen der Winzer*innen und der im Klimaschutz tätigen Gemeinden orientiert und möchte als Modellprojekt zur breitenwirksamen Nachahmung ähnlicher Viti-PV-Anlagen in den Weinbauregionen am Oberrhein beitragen. (Die Erstellung eines Folge-Förderantrages ist, insofern sich mittels der Konzeptstudie die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit nachweisen lässt, beabsichtigt. Das hierfür erforderliche wissenschaftliche Monitoring wird im Rahmen der Wirtschaftlichkeitsprüfung ermittelt. Das Projektteam setzt sich aus drei Absolvent*innen der Fortbildung „Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement“ zusammen und wird von der Gemeinde Riegel als Projektpartner unterstützt.)

Wasserwirbelkraftwerk in der Wiese Teil 1: Projektentwicklung
Lörrach

Konzept für ein Wasserwirbelkraftwerk in der Wiese

Dass Gewässerrenaturierung und Wasserkraftanlagen harmonieren können, zeigt ein innovatives Konzept an der Wiese. In den vergangenen Jahren hat die Bürgerstiftung Lörrach zusammen mit dem BUND und anderen Partnern Abschnitte der Wiese aus ihrem engen Kanalbett herausgeholt und so ein beliebtes Naherholungsgebiet geschaffen. (Innovationsfonds-Projekt 2008-24) An einem solchen Teilstück nahe der Teichmattensiedlung in Lörrach Tumringen plante die Stiftung nun ein Wasserwirbelkraftwerk. Bisher arbeiten weltweit nur wenige Anlagen mit diesem innovativen Ansatz, darunter zwei größere in Lettland und der Schweiz. Dabei entsteht in einem speziell geformten Rotationsbecken ein Wasserwirbel, dem eine Turbine Energie entzieht und an einen Generator überträgt, der so Ökostrom produziert. Die Turbine dreht sich zwanzig Mal pro Minute, wobei sich der Widerstand und die erzeugte Strommenge je nach Wasserdruck erhöhen oder verringern. Wirbelkraftwerke arbeiten leise und sind ökologisch verträglich: Fische können sie flussabwärts wie flussaufwärts unbeschädigt passieren. Ein erster Projektschritt analysierte, ob ein Wirbelkraftwerk am Standort wirtschaftlich und genehmigungsfähig wäre. Dazu erstellten die Projektpartner eine Vorstudie, die Investitions- und Wartungskosten abschätzten, die Umweltverträglichkeit und Finanzierungsmöglichkeiten überprüften und mit dem Ertrag verglichen. Als das Ergebnis positiv ausfiel, baute die Bürgerstiftung dort in Kooperation mit der Stadt Lörrach im nächsten Schritt ein Wirbelkraftwerk. Wirbelanlagen funktionieren bereits bei geringen Höhenunterschieden und können so Standorte nutzen, die sich für herkömmliche Anlagen nicht eignen. Mit der Studie leistete das Lörracher Projekt wichtige Vorarbeit, um die Wasserwirbeltechnologie zu verbreiten und damit weitere Gewässer naturverträglich für Wasserkraftnutzung zu erschließen.

Grid2Smart - Konzeption zur Migration des Stromnetzes in ein Smart Grid mit einem hohen Anteil dezentraler Erzeuger
Freiburg

Intelligentes Stromnetz für dezentrale Erzeuger

Immer mehr Wasserkraft-, Windkraft-, und Solaranlagen speisen ihren Strom ins Netz ein. Auch die Zahl der KWK-Anlagen steigt stetig. Diese an sich erfreuliche Entwicklung stellt die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen. Sie müssen zunehmend dezentrale Erzeuger in ihr Netz integrieren und für einen stabilen Betrieb sorgen. Auch für die Anlagenbetreiber ändert sich die Lage in den nächsten Jahren. Das KWK-Gesetz fördert schon 2011 viele Anlagen nicht mehr, so dass ihre Besitzer neue Strategien für eine wirtschaftliche Betriebsführung finden müssen. Die Gemeindewerke Gundelfingen, das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme und die badenova-Töcher Netz und WärmePlus analysierten deshalb die Netzsituation der Gundelfinger EEG- und KWK-Anlagen. Ziel war es, den Lastfluss zu berechnen und mögliche Energieszenarien zu erstellen. Dazu integrierten die Wissenschaftler die Daten aus dem Netz und von den Erzeugern in einen speziellen Betriebsführungsassistenten und in das geografische Informationssystem (GIS) der badenova. Dieser Betriebsführungsassistent für die Leitwarten entstand in einem früheren Projekt von ISE und badenova, das erstmals eine größere Anzahl dezentraler Anlagen zu einem ‚virtuellen Kraftwerk’ zusammenfasste. Nach einer Testphase simulierten die Forscher dann verschiedene Szenarien und konnten das Netz nach ökologischen oder wirtschaftlichen Kriterien optimieren. Das Projekt ist damit Modell für andere Gemeinden und Stromnetzbetreiber. Projekterkenntnisse: Durch State Estimation kann der Stromnetzzustand in Echtzeit bestimmt werden. Daraus ergeben sich Vorteile für die Betriebsführung und Planung der Netze. Es ist dafür ausreichend bereits vorhandene Messungen durch Wetterprognosen zu ergänzen. Die Untersuchung der Kraftwärmekopplungsanlagen im Netzgebiet zeigt auf, dass die angewendeten Betriebsführungsstrategien bereits sehr gut sind. Eine weitere Verdienstmöglichkeit ist Eigenstromnutzung. Damit können die Strombezugskosten verringert werden. Spannungsabhängige Einspeisung von Blindleistung ist eine sehr effiziente Möglichkeit zur Spannungsregelung. Die komplexe Parametrierung der Anlagen ist Aufgabe der Anlagenbetreiber. Um die Einstellungen zu überprüfen, sollte der Netzbetreiber temporär das Verhalten der Anlage messen.