Quartierslösungen
Zur Dekarbonisierung von Quartieren sind ganzheitliche Quartierslösungen ein bewährter Ansatz, um Potentiale zwischen verschiedenen Sektoren (Strom, Wärme, Kälte und Mobilität) zu heben und eine nachhaltige, emissionsfreie Energieversorgung zu erreichen.
Welchen Vorteil bringen Quartierslösungen?
Anders als bei dezentralen Energiesystemen für Gebäude sind in Quartierslösungen Gebäude energetisch miteinander vernetzt und können so Energie untereinander austauschen. Dies kann sowohl den Stromsektor als auch den Wärme- und Kältesektor umfassen. Durch die Vernetzung von Gebäuden können Potentiale hinsichtlich der Energiespeicherung, der Lastverschiebung und dem Ausgleich von Wärme- und Kältelasten gehoben werden. Die Errichtung einer zentralen Wärme- und Kälteversorgung anstelle von vielen dezentralen Erzeugern kann darüber hinaus wirtschaftlicher sein.
Das vernetzte Quartier
Das interessante an Quartiersprojekten ist, dass kein Quartier gleich dem anderen ist. Zum einen ist das Angebot lokaler Energiequellen unterschiedlich, zum anderen ist die Abnehmerstruktur und die zu deckenden Energiebedarfe von Quartier zu Quartier verschieden. Eine Vernetzung der Gebäude und Erzeuger kann für Strom, Wärme und Kälte realisiert werden.
Arealnetz / Microgrid
Ein häufig anzutreffendes Element in Quartieren sind Arealnetze. Diese sind Stromnetze, welche nicht Teil des öffentlichen Stromnetzes sind und die der Quartiersbetreiber zum Austausch von Strom zwischen Gebäuden und Erzeugeranlagen nutzen kann. Vorteil von Arealnetzen ist, dass ihr Betrieb weniger Regularien unterliegt als das öffentliche Stromnetz. So fallen weniger oder keine Netzentgelte an, wenn ein Gebäude mit einer Photovoltaik-Anlage ein anderes Gebäude mit Strom versorgt. Ein Arealnetz ermöglicht so den Zusammenschluss von regenerativen Erzeugern wie Photovoltaik oder Windenergie, mit elektrischen Speichern (Quartiersbatterie) und Verbrauchern.
Wärme- und Kältenetze
Für die thermische Vernetzung von Gebäuden mit dem Ziel der zentralen Wärme- und Kälteversorgung können Wärme- oder Kältenetze errichtet werden. Ein dritter Typ sind kalte Nahwärmenetze, welche den Gebäuden sowohl Wärme als auch Kälte bereitstellen können und zusätzlich überschüssige Abwärme aus einem Gebäude mit einem hohen Kältebedarf in ein anderes Gebäude mit hohem Wärmebedarf verschieben kann. Kalte Nahwärme eignet sich daher besonders für Quartiere mit heterogener Verbraucherstruktur, also Quartieren mit unterschiedlichen Gebäudetypen.
Wasserstoff
Auch Wasserstoff-Technologien können für Quartiere eine interessante Ergänzung sein. Der Einsatz von Wasserstoff ermöglicht die langfristige Speicherung von überschüssigem Strom (zum Beispiel aus Photovoltaik- oder Windkraftanlagen). Hierbei wandelt ein Elektrolyseur Strom in Wasserstoff um, der anschließend entweder gespeichert oder ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Gespeicherter Wasserstoff kann anschließend in einer Brennstoffzelle oder in einem geeigneten Blockheizkraftwerk wieder in Wärme und Strom umgewandelt werden. Die Abwärme aus der Verstromung von Wasserstoff in einer Brennstoffzelle oder einem Blockheizkraftwerk kann dann wiederrum mit Hilfe eines Wärmenetzes verteilt und zur Beheizung der Gebäude eingesetzt werden.
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