Energiewirtschaftliche Beratung für die Demonstrationsprojekte – Das erste Jahr in SPARCS für die Universität Leipzig
Die EU-Initiative SPARCS begann für die Universität Leipzig mit einem inspirierenden Kick-off-Meeting am 1. Oktober 2019 in Espoo, Finnland. Dort lernten wir das gesamte Konsortium aus ganz Europa kennen. Die Universität Leipzig ist durch zwei akademischen Disziplinen vertreten – Energieökonomie und Sozialpsychologie. Dr. Hendrik Kondziella leitet die Energieforschungsgruppe und forscht im Team zusammen mit Daria Uspenskaia und Karl Specht an Lösungen für die lokale Energiewende. Die drei Energieökonomen unterstützen die Demonstrationsvorhaben der Leipziger Stadtwerke (LSW) mit wissenschaftlicher Beratung. Die regelmäßigen Online-Meetings mit LSW und den anderen Partnern wurden 2020 zum festen Bestandteil unseres Projektalltags.
Heute wird das Leipziger Fernwärmesystem auf Grundlage der Verbrennung von Kohle und Gas betrieben. Die LSW planen jedoch, in der nächsten Dekade den Anteil erneuerbarer Energien in der Fernwärmeversorgung zu erhöhen. Die Solarthermieanlage am Standort Lausen ist der Mittelpunkt der SPARCS-Aktivitäten sowie der erste Schritt auf einem längeren Transformationspfad. Bereits vor der Inbetriebnahme erfolgen ein Monitoring und die Analyse der technischen und ökonomischen Randbedingungen. Zu diesem Zweck setzen wir die software-basierte Modellumgebung IRPopt (externer Link) ein, um das Leipziger Energiesystem abzubilden.
Ein Teilaspekt von SPARCS betrifft die Transformation des Quartiers „Leipziger Westen“ zu einem klimaneutralen Energiequartier (Positive Energy District – PED). Dieses Gebiet ist geprägt von Mehrfamilienhäusern, überwiegend in Form des sozialen Wohnungsbaus. Da die Gebäude schon energetisch saniert wurden, scheint eine weitere Steigerung der Energieeffizienz keine wirtschaftliche Option zu sein. Daher konzentrieren sich die Demo-Aktivitäten in SPARCS auf die Nutzung von Solarwärme für Liegenschaften, die bereits ans Fernwärmenetz angeschlossen sind. Im Leipziger Westen erfüllen diese Voraussetzung bereits sieben Liegenschaften mit etwa 300 Wohnungen. Für die Simulation der Versorgungslösung wird zunächst ein zeitliches Profil des Wärmebedarfs erstellt. Mit Hilfe von Wetterdaten kann das solare Wärmepotenzial für die gegebene Größe des Solarfelds bestimmt werden. Die erhobenen Daten werden in die Software IRPopt eingespeist, um die Versorgungsaufgabe optimiert zu lösen. Die Modellergebnisse weisen unter anderem aus, wieviel bereitgestellte Wärme aus der Solarthermieanlage tatsächlich direkt im Quartier für Heizzwecke genutzt werden könnte. Mit der Betrachtung eines gesamten Jahres kann daraus ein Zielindikator abgeleitet werden. Im Rahmen der ersten Analysen nimmt dieser Indikator einen Wert von etwa 75 % an, d.h. rund drei Viertel des Wärmebedarfs können solarthermisch gedeckt werden. Die nicht zeitgleich im Quartier benötigte Wärmemenge könnte im restlichen Fernwärmenetz verteilt und genutzt werden.
In zweiten Projektjahr werden wir den Modellansatz auf das gesamte LSW-Fernwärmenetz ausweiten und untersuchen, welche Auswirkungen ein Netzanschluss des gesamten Quartiers „Leipzig West“ hätte. Zudem werden weitere regenerative Wärmetechnologien in das Modell integriert. Die weiteren Ergebnisse dieses modellbasierten Ansatzes werden fortlaufend mit unseren Projektpartnern diskutiert und sollen in die Entscheidungsprozesse einfließen, die das künftige Erscheinungsbild des Leipziger Energiesystems prägen werden.
