Energiedrehscheibe

OKEE - Optimierung der Kopplung zwischen Elektrofahrzeugen und (Gebäude-)Energiemanagementsystemen

Elektroauto an E-Tankstelle im Abendrot

Einfach integrieren: wie Elektrofahrzeuge und Gebäude zusammen Mehrwert für alle schaffen

Die Energiewende ist ein komplexer Umbauprozess des gesamten Energiesystems, der eine Integration der Bereiche Mobilität und Gebäude erfordert. Je weiter die Diffusion von Elektrofahrzeugen voranschreitet, desto sinnvoller ist es technologisch und ökologisch, die beiden Sektoren zu koppeln und aufeinander abzustimmen. Besondere Herausforderungen bestehen jedoch bei Mehrfamilienhäusern und Arealen. Denn neben den technologischen Herausforderungen muss eine Vielzahl von Akteuren eingebunden werden. Erst wenn Energieversorgungsunternehmen, Bausektor, Immobilienverwaltung und Flottenbetreiber bei der Integration von Elektrofahrzeugen in die (Gebäude-)Energiemanagementsysteme zusammenarbeiten, können Synergien und damit ein Mehrwert geschaffen werden.

Aber wie kann die Kopplung der Elektrofahrzeuge mit dem (Gebäude-)Energiemanagementsystem praktisch in einem Areal umsetzt werden? Lässt sich die Optimierung des Strombedarfs der Elektrofahrzeuge, der Energieversorgung der Gebäude und der dezentralen erneuerbaren Strom- und Wärmeproduktion aus Photovoltaik und Wärmepumpen mit dem Nutzerverhalten im Quartier in Einklang bringen? Und wie soll die komplexe Einbindung verschiedener Stakeholder organisiert werden, um Synergien zu schaffen und zu bewirtschaften? Welche Rahmenbedingungen müssen sich ändern, damit diese Kopplung in Zukunft nicht nur auf einem Pilot-Areal, sondern umfassend realisiert wird?

Das Forschungsprojekt OKEE „Optimierung der Kopplung zwischen Elektrofahrzeugen und (Gebäude-)Energiemanagementsystemen: Aufbau und Umsetzung von ersten Pilotprojekten in Basel“ im Rahmen der Pilotregion Basel geht diesen Fragen nach und beantwortet sie im Rahmen von Pilotanwendungen in Arealen. Dies entspricht dem Ziel der Pilotregion Basel, ein Versuchslabor für die energetisch sinnvolle Vernetzung auf Quartierebene zu sein.

Die Kopplung zwischen Elektrofahrzeugen und (Gebäude-)Energiemanagementsystemen verspricht viele Vorteile: Erstens kann durch die Integration der Elektrofahrzeuge in das Gebäude-/Areal-Energiemanagement der Eigenverbrauch optimiert werden. Zweitens kann die lokale Netzstabilität verbessert werden und dadurch für die Entlastung des Stromnetzes sorgen. Und drittens kann dank Koppelung ein nachhaltiges Mobilitätskonzept für das Areal entwickelt werden, indem die Mobilitätsbedürfnisse optimal gelöst werden und ebenso ihre Eigenverbrauchsziele, so dass die 2000-Watt-Ziele der Areale erreicht werden.

Forschungspartner

ZHAW Institut für Nachhaltige Entwicklung (INE)
www.ine.zhaw.ch
Dr. Jörg Musiolik und Onur Yildirim
joerg.musiolik@zhaw.ch
yild@zhaw.ch

Industriepartner

Industrielle Werke Basel (IWB)
www.iwb.ch
Christoph Sollberger, SGF Manager Mobilität
Christoph.Sollberger@iwb.ch

Partner Koordination und Kommunikation

novatlantis
www.novatlantis.ch
Dr. Anna Roschewitz
anna.roschewitz@novatlantis.ch

Projektdauer

4/2017 bis 12/2018

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Das Quartier als Energy Hub

Grafische Darstellung einer Energiedrehscheibe
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Was braucht es für eine robuste Energiebewirtschaftung? Um die möglichen Elemente der erneuerbaren Erzeugung von Strom und Gas, der Speicherung und des kontrollierten (z.B. Wärmeerzeuger) und unkontrollierten Verbrauchs im Gebäude- und Mobilitätsbereich und deren Konsequenzen auf die Netze, den Transport und die Speicherung zu erkennen, soll eine konkrete Situation detailliert modelliert werden (Strom-, Gas- und Wärmenetze). An diesem Modell sollen mögliche Szenarien für alle möglichen Fälle der erneuerbaren Energieeinspeisung und Speicherung sowie der Einsatz im Mobilitätsbereich untersucht werden. Das Ziel ist ein völlig neuartiger Ansatz für den Umgang mit Energie auf lokaler Basis.

Konzept
Im Rahmen des Forschungsprojekts IDEAS4cities (Integration of Decentralized Energy Adaptive Systems for Cities) werden Auswirkungen und mögliche Vorteile integrierter und dezentraler adaptiver Energiesysteme für Städte untersucht. Dabei ist das Erstellen von Szenarien und Modellen ein wichtiger Aspekt des Forschungsprojekts, insbesondere hinsichtlich der verschiedenartigen städtischen und ländlichen Räume in der Schweiz. Die verwendeten Kostenoptimierungsmodelle in Schweizer Fallstudien können die Entwicklung langfristiger Energiestrategien unterstützen, um Ziele in den Bereichen Umwelt, Energieversorgung, Technologieinnovation und Nachhaltigkeit zu erreichen.

Fallstudie
Die Stadt Basel wurde als Fallstudie ausgewählt, um die Auswirkungen dezentraler Energiestrategien im städtischen Umfeld zu untersuchen. Forschungsgegenstand ist das Konzept des Energie-Hubs, in dem ein breites Spektrum von Energieträgern und Netzwerken genutzt werden soll, um die städtische Energienachfrage zu erfüllen. Zum Beispiel können Strom, Gas (Erdgas, Biogas, Wasserstoff etc.), Solarenergie, Wasserkraft und andere Energieträger ineinander umgewandelt, konditioniert, gespeichert und vor Ort in den lokalen Energienetzen verteilt werden.

Stand 2016
Die Datenbeschaffung, -aufbereitung und –analyse sowie der Entwicklung des Basismodells des Energiesystems der Stadt Basel konnten im Jahr 2015 abgeschlossen werden. Derzeit werden verschiedene Szenarien auf Quartierebene evaluiert und optimiert. Erste interne Resultate zum Einfluss verschiedener CO2-Abgaben, Einspeisevergütungen und Brennstoffpreisen liegen vor. Weitere Modellierungen von Szenarien, insbesondere die Kostenoptimierungen von zentraler und dezentraler Energiebereitstellung sowie Speicherungstechnologien werden im Laufe des Jahres 2016 entwickelt und abgeschlossen. Verschiedene Publikationen werden ab Ende 2016 vorliegen.

Kontakt
Für Fragen steht Dr. Anna Roschewitz, Geschäftsführerin novatlantis, zur Verfügung unter anna.roschewitz@novatlantis.ch oder +41563105078.

Energiedrehscheibe Modellbeschreibung, Deutsch

Energiedrehscheibe Modellbeschreibung, Englisch