Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) arbeiten an der Erstellung eines 3D-Energiemodells der Stadt, um Informationen zum Wärmebedarf zu liefern. Angesichts der aktuell befürchteten Energieknappheit im Wärmesektor diskutieren Politik, Wirtschaft und Gesellschaft intensiv über den Heizenergiebedarf und mögliche Einsparmaßnahmen für Industrie, Gewerbe und private Haushalte. Grundlage dafür ist eine belastbare Datenbasis. Genau daran arbeiten jetzt Forschende der CAU zusammen mit dem global tätigen Energie-Unternehmen Shell. Unterstützt werden sie dabei von dem Klimaschutzmanagement und der Stabsstelle Digitalisierung der Landeshauptstadt Kiel. Gemeinsam bringen sie Wissenschaft in die kommunale Energieplanung.
3D-Energiemodell von Kiel zeigt Sparpotenzial
Das Sustainable Design Lab (SDL) am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston (USA) hatte in einer Kooperation mit Shell eine „Urban Building Energy Modeling“ (Ubem) Software entwickelt. Dieses Tool stellten die Partner nun auch den Kieler Forschenden des Kompetenzzentrums Geo-Energie (KGE) und des Lehrstuhls für Landschaftsökologie & Geoinformation (LGI) zur Verfügung. Das Wissenschaftszentrum Kiel hat die Kooperation und den Wissenstransfer angestoßen.
Um das Software-Werkzeug vor Ort anwenden zu können, hat die Stadt Kiel den Forschenden ein bereits vorhandenes, digitales 3D-Modell des Gebäudebestands zur Verfügung gestellt. Diese räumlichen Daten verknüpften sie dann mit hochaufgelösten, lokalen Wetterdaten sowie mit typischen Parametern zu den thermischen Materialeigenschaften des schleswig-holsteinischen und insbesondere des Kieler Gebäudebestands im Ubem. Innerhalb von sechs Monaten wurden zunächst zwei Kieler „Energiequartiere“ und anschließend – nach rund einem Jahr der Zusammenarbeit – der gesamte monatliche Heizbedarf für Raumwärme und Warmwasser des Wohngebäudebestands der Landeshauptstadt Kiel modelliert und visualisiert.
Man könne mit der Software Datensätze und Fachwissen, welche bereits an unterschiedlichen Stellen in der Stadtverwaltung vorlägen, neuartig kombinieren, sagt Malte Schwanebeck vom KGE der Uni Kiel. Dadurch schaffe man einen räumlich und zeitlich sehr detailliert aufgelösten Gesamtüberblick über den derzeitigen Heizwärmebedarf für die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser im Wohngebäudebestand einer ganzen Stadt, der so bisher vor Ort noch nicht bestanden habe, ergänzt der Wissenschaftler.
Verschiedene Szenarien lassen sich jetzt simulieren
Während die Energiewende im Strombereich bereits Fortschritte macht, hinkt der Wärmebereich noch stark hinterher. Dabei entfallen auf diesen Sektor ein Großteil des Energieverbrauchs und damit auch der CO2-Emissionen. Die Stadt Kiel erarbeitet deshalb Quartierskonzepte, die eine effiziente und klimaschonende Wärmeversorgung mit energetischen Sanierungsmaßnahmen kombinieren. Die Erfahrungen aus den Quartieren sollen helfen, eine Wärmeplanung für die gesamte Stadt zu erarbeiten. Die bilden einerseits den aktuellen und prognostizierten Wärmebedarf sowie Wärmeversorgungsstrukturen ab und andererseits zeigen sie Potenziale für eine nachhaltige Wärmebereitstellung und für Sanierungsmaßnahmen auf.
Auf Basis eines digitalen Zwillings einer Stadt oder Region könne man ‚Was-Wäre-Wenn-Szenarien‘ anwenden. Dadurch könne man mögliche Auswirkungen simulieren, indem man an unterschiedlichen Stellschrauben drehe. Maßnahmen ließen sich hiermit gezielter ableiten, verdeutlicht Benjamin Ditel, Data & Tech Enabler der Landeshauptstadt Kiel
Weitere Informationen unter https://www.uni-kiel.de/