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Masterplan Energieeffiziente Stadt

Mit dem Klimaschutzkonzept von 2007 hat sich Freiburg ehrgeizige Ziele gesetzt. Bis 2030 will die Stadt ihre CO2-Emissionen um 40 Prozent senken. Ein wichtiges Planungsinstrument auf dem Weg dahin ist der MasterPlan energieeffiziente Stadt. Gemeinsam mit badenova, dem Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE) und dem Zentrum für Erneuerbare Energien (ZEE) der Universität Freiburg erstellte die Stadt ein umfassendes Konzept für eine effiziente Energieversorgung.

Am Anfang des Projektes standen Fragen: Wie kann Freiburg energieeffizienter werden? Wie viel Wärme oder Strom brauchen die Freiburger jetzt und in Zukunft? Wo und mit welchen Technologien, Planungsinstrumenten und Synergieeffekten kann man Energie sparen?

Kern des Projektes ist ein Energiekataster, eine Art Stadtplan für den Energieverbrauch. Aufbauend auf der bestehenden Geodateninfrastruktur (GDI) Freiburg und neuen Erhebungen erstellt das Umweltschutzamt ein geographisches Informationssystem (GIS) Es soll die Siedlungs- und Versorgungsstruktur darstellen und detailliert aufzeigen, wer wo welche Energie verbraucht. Dieser Datensatz erleichtert den Stadtplanern in Zukunft die Arbeit.

Das Energiekataster ist Teil des Gesamtkonzeptes, mit dem die Stadt überprüft, wie wirtschaftlich und ökologisch verschiedene Lösungsansätze sind. Das Ziel der Verantwortlichen ist, dass Freiburg nachhaltig wächst und verantwortungsvoll mit Ressourcen umgeht. Um das Potential des Masterplans voll auszuschöpfen, bezieht das Umweltschutzamt alle Akteure – Bauwirtschaft und Industrie, Mieter und Hausbesitzer – mit ein und informiert die Bürger umfangreich.

Das Endergebnis Masterplan kann in Zukunft auch anderen Städten und Kommunen als Orientierungshilfe dienen.

Projektdaten

Projektnummer 2010-09
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Stadt Freiburg
Laufzeit Januar 2010 bis Dezember 2012
Zuschuss 186.500

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:

DaS inov BHKW – Datenorientierter Service für intelligent & vorausschauend gesteuerte BHKW
Freiburg

DaS inov BHKW

Die intelligente Steuerung von einem BHKW für eine immer bessere Wärmeprognose durch Integration strommarktoptimierter Erkenntnisse ist kein neues Themenfeld in der Energiebereitstellung. Viele Projekte befassen sich mit der Frage, wie man solche Anlagen flexibilisieren und aufschalten kann. Dabei liegt der Fokus trotz Mechanismen wie dem Zusammennehmen von kleineren Verbrauchseinheiten zu virtuellen Kraftwerken auf überregionalen Marktstrukturen und kumulierten Mengengerüsten. Doch das Energiesystem wandelt sich hin zu dezentralen Energiezellstrukturen und Direktvermarktungsmechanismen. Nach heutigem Stand sind diese noch nicht wirtschaftlich. Je dezentraler sich das Energiesystem unserer Zukunft gestaltet, desto mehr rücken Kleinstanlagen und Quartierskonzepte in den Fokus. Bis jetzt adressiert der Markt diese nicht. Je kleinteiliger die Strukturen werden, desto weniger greifen die Standardlastprofile und müssen folglich durch individualisierte bzw. flexibilisierte Verbraucher- oder Prosumerlastprofile ersetzt werden. Damit steigt die Komplexität der Wärmeprognose für die Beschaffung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Wärmegarantie und dem Betrieb der Anlagen im wirtschaftlichen Optimum. Ausgehend von der gesetzlichen Anpassung des Produkts der Betriebskostenabrechnung, die dazu führt, dass es zu einer deutlichen Steigerung der Datengranularität durch Fernauslesung von Verbräuchen kommt, stellt sich die Frage, ob diese einen elementaren Baustein bei der Umsetzung von Marktmechanismen im regionalen Kontext liefert. Im Rahmen dieses Projekts möchte das Team in einer Machbarkeitsstudie untersuchen, ob es möglich ist, auf Basis unterschiedlicher Daten-quellen (Verbrauchsdaten, Wetterprognose, BHKW-Betriebsdaten, …) die Bau- und Einsatzplanung von BHKW im Kontext regionaler Einsatzfelder zu optimieren. Konkret sind z.B. die Absicherung der Verfügbarkeit von Wärme sowie die Erhöhung der Auslastung der Anlage denkbar. Gleichzeitig fließen Erfahrungen der Planungsstelle für BHKW (badenovaWÄRME-PLUS) und Ergebnisse aus der strommarktorientierten Beschaffung (badenova) in den Algorithmus mit ein. Ziel des Projektes ist es, in kleinen Iterationszyklen und stetigen Tests in Feldversuchen die Erkenntnis für eine Entscheidung über die Investition und Entwicklung einer datengetriebenen Dienstleistung zu gewinnen. Wie ein Wärmenetz optimiert werden kann, damit unterschiedliche dezentrale Wärmeerzeuger möglichst effizient zusammenspielen, wird auch im Zusammenschluss des Wärmenetz Kehl pilothaft umgesetzt, einem anderen ebenfalls vom Innnovationsfonds geförderten Projekt.

Standortbezogene Minimierungsstrategie für den Metaboliten-Eintrag ins Grundwasser
Freiburg

Minimierung von Pflanzenschutzmittelabbauprodukten im Grundwasser

Nicht nur Pflanzenschutzmittel, sondern auch deren Abbauprodukte, sogenannte Metabolite, sind potentielle Schadstoffe, die ins Grund- und Trinkwasser gelangen können. Verbesserte Analysemethoden machten es in den letzten Jahren möglich, eine steigende Anzahl an Metaboliten im Boden und Grundwasser nachzuweisen. Über die Entstehung, das Verhalten und die Auswirkungen dieser Metaboliten ist jedoch recht wenig bekannt. Langfristige, vergleichende und flächendeckende Untersuchungen liegen noch kaum vor, genauso wenig wie standardisierte Verfahren, um Bodenproben quantitativ auf eine große Anzahl an Metaboliten zu untersuchen. Das Projekt von badenova und dem DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe setzte hier an und untersuchte beispielhaft zwei Grundwassergebiete in Südbaden. Mit den Ergebnissen entstanden verallgemeinernde Modelle und Handlungsempfehlungen. Ziel war es, nicht nur das Vorkommen, sondern den gesamten Entstehungs- und Versickerungsprozess hinsichtlich Ausgangsstoffen, Bodenbeschaffenheit, Eintragswegen und Umweltfaktoren zu erfassen. Hierfür entwickelten die Projektpartner die vorhandene Boden- und Wasseranalytik im Labor sowie in den beiden Untersuchungsgebieten – den Wassereinzugsgebieten Hausen und Ebnet – weiter. Diese beiden Gebiete weisen eine sehr unterschiedliche Belastung an Metaboliten auf, was, wie sich im Projektverlauf herausstellte, mit der unterschiedlichen landwirtschaftlichen Nutzung und damit verbundenen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, dem unterschiedlichen Humusgehalt der Böden sowie dem Grundwasserneubildungverhalten erklärbar ist. Diese Ergebnisse und Einflussfaktoren sind auf andere Wassereinzugsgebiete übertragbar und machen es möglich, das Vorkommen von Metaboliten räumlich und zeitlich vorherzusagen und mögliche Problemgebiete zu identifizieren. Außerdem erstellten die Projektpartner einen Maßnahmenkatalog für Wasserversorger und Landwirtschaft, um den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser in Zukunft zu minimieren. Hierzu gehören ein verbessertes Monitoring, eine optimierte Zusammenarbeit zwischen Behörden, Landwirtschaft und Wasserversorgern und nicht zuletzt eine breitere Betrachtung von Metaboliten bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln. Drei wesentliche Erkenntnisse: •Die Flächennutzungen und der damit verbundene Pflanzenschutzmitteleinsatz bestimmen den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser. •Weitere wichtige Einflussfaktoren auf das Versickerungsverhalten sind der Humusgehalt der Böden und die Grundwasserneubildungsrate. Niedrige Humusgehalte und eine geringe Grundwasserneubildungsrate begünstigen eine höhere Belastung des Grundwassers mit PSM-Metaboliten. •Die Gehalte an PSM-Metaboliten an den Modellstandorten bilden die Nutzungen dort sehr gut ab und lassen die Verlagerung in tiefere Horizonte erkennen.

Aufklärung der Quellen und Eintragspfade für Chromat im Rohwasser von Trinkwasserversorgern im südlichen Oberrheingraben und Ableitung von Handlungsempfehlungen zu ihrer Beseitigung
Freiburg

Aufklärung der Quellen für Chromat im Rohwasser von Trinkwasserversorgern

Chrom kommt in der Natur vor allem in zwei Formen vor, einer harmlosen dreiwertigen und einer krebserregenden sechswertigen, dem sogenannten Chromat. Der Grenzwert für alle Chromverbindungen im Trinkwasser liegt bei 50 Mikrogramm pro Liter und wird von deutschen Wasserversorgern weit unterschritten. Aus neueren Studien gibt es Hinweise, dass Chromat auch schon in geringeren Mengen schädlich sein könnte. Aus diesem Grund findet derzeit eine Diskussion über die Bewertung des Vorkommens von Chromat in Roh- und Trinkwässern statt. Bisher ist aber noch unklar, wie und wo genau, Chromat ins Grund- und Trinkwasser gelangt. Chromverbindungen kommen natürlich in der Umwelt vor, werden aber auch in der Industrie, zum Beispiel in der Stahl- und Autoindustrie, eingesetzt. BnNetze und das Karlsruher Technologiezentrum Wasser untersuchten mögliche Eintragswege nun für die Region Oberrhein in einer regional hochauflösenden Studie und erarbeiteten Handlungsempfehlungen, um die Belastungen mit Chromat zu reduzieren. In einem ersten Schritt untersuchten die Wissenschaftler Wasserproben von Wasserversorgern aus der Region. So können sie feststellen, wo die Chromatbelastung besonders hoch ist und anschließend untersuchen, woher diese stammt. Recherchen in der Fachliteratur und bei den Gemeinden sowie in geologischen Karten und Gutachten gaben weitere Hinweise auf mögliche Chromatquellen in Natur und Industrie, z. B. aus alten Mülldeponien. Diese Daten sowie Messergebnisse für Bodenproben aus dem Untersuchungsgebiet dienten anschließend als Grundlage für ein Monitoringprogramm, das die Chromatbelastung über den Zeitraum von einem Jahr aufzeichnete und damit Aussagen über die aktuelle Belastung ermöglicht. Laborversuche simulierten außerdem den Weg von Chromat vom Boden ins Grundwasser. Genau zu wissen, wo und warum Chromat ins Wasser gelangt, ist deshalb besonders wichtig, weil die Wasserwerke momentan über keine Methoden verfügen, um die Belastungen zu reduzieren. Mit ihrem Projekt tragen bnNetze und das Technologiezentrum Wasser deshalb dazu bei, das Grundwasser zu schützen und das Trinkwasser sicherer zu machen. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Die Konzentrationen an sechswertigem Chrom liegen in den untersuchten Grundund Quellwässern des Oberrheingrabens zwischen < 0,02 und 3 μg/L. In Relation zum derzeit gültigen Grenzwert von 50 μg/L sind diese Konzentrationen von untergeordneter Relevanz. Sollte dieser Wert jedoch verringert werden, könnte die Bedeutung für das Trinkwasser zunehmen. Das Vorkommen von überdurchschnittlich hohen Chromkonzentrationen ist in den meisten Fällen geogen bedingt. Verantwortlich sind vor allem vulkanische Gesteine, Muschelkalk und tertiäre Gesteine. Neben den geologischen Gegebenheiten beeinflussen aber auch die lokalen Redox-Verhältnisse die Freisetzung von sechswertigem Chrom. In einzelnen Fällen können auch anthropogene Belastungen der Ursprung überdurchschnittlicher Chromgehalte im Grundwasser sein. Im Einzugsgebiet des Wasserwerks Hausen ist die Altlast Parksiedlung eine Quelle für Chrom im Grundwasser.