SmartQuart treibt lokale Energiewende voran

In den drei Quartieren werden innovative Technologien unter Einbeziehung der Gesellschaft realisiert und auf Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz untersucht. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekts SmartQuart werden die beteiligten Stadtquartiere jeweils in sich und miteinander vernetzt. So sollen sich die unterschiedlich strukturierten Quartiere im systemischen Verbund nachhaltig und wirtschaftlich ergänzen und Energie untereinander austauschen. Kürzlich startete das Energiewendeprojekt in die Umsetzungsphase.

SmartQuart ist ein Konsortium aus zehn Partnern unter der Leitung von E.ON, das bis Ende 2024 neue Produkte und Lösungen für die Planung, die Errichtung und den Betrieb energieoptimierter Quartiere entwickeln wird. Ziel ist es, den Einsatz fossiler Energieträger in den Projektquartieren weitgehend überflüssig zu machen sowie die Quartiere als flexible Teile eines zukünftigen Energiesystems zu Akteuren der Energiewende werden zu lassen. Dafür werden insgesamt mehr als 60 Millionen Euro investiert.

Start des „Reallabors der Energiewende“

Im Dezember 2019 hatte Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier den Startschuss für SmartQuart als erstem „Reallabor der Energiewende“ gegeben. Mit dem Programm werden zukunftsfähige Energietechnologien unter realen Bedingungen und im industriellen Maßstab erprobt. „Mit der Auftaktveranstaltung von SmartQuart wird das neue Format der Reallabore der Öffentlichkeit in der Region vorgestellt. SmartQuart, das ist die Energiewende im Quartiersmaßstab: Eine zukunftsweisende Technologie im Bereich der erneuerbaren Energien. Es ist auch ein Format, das die verschiedenen Interessen der Bürgerinnen und Bürger, der Kommunen, Planer, Anlagen- und Netzbetreiber mitdenkt und gute Lösungen für die Umsetzung der Energiewende erarbeitet“, betonte Staatssekretär Andreas Feicht bei der Auftakt-Pressekonferenz.

SmartQuart repräsentiert Quartiere von niedrig verdichteten ländlichen Räumen wie Bedburg, gemischt strukturierten Gebieten wie Kaisersesch bis hin zu einem sehr hoch verdichteten städtischen Viertel in Essen. Diese Räume sind für Deutschland typisch, die Konzepte sind somit auf andere Quartiere übertragbar.

Andreas Pinkwart, Minister für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie Nordrhein-Westfalen: „Für eine erfolgreiche Transformation unseres Energiesystems brauchen wir intelligente und angepasste Lösungen im Quartier, um die Potenziale von ortsnah verfügbaren erneuerbaren Energien effizient zu nutzen. Dabei helfen uns die Werkzeuge der Digitalisierung, Technologien für wirtschaftlich tragfähige Energielösungen zu entwickeln. Die Quartiere in Bedburg und Essen liefern erste Erkenntnisse für eine breite Umsetzung in Nordrhein-Westfalen und können so substanzielle Beiträge zum Klimaschutz im ländlichen Raum und im Ballungsraum leisten.“

Ulrike Höfken, Umwelt- und Energieministerin Rheinland-Pfalz, ergänzt: „In den Reallaboren der Energiewende wie in Kaisersesch wird zukunftsfähige, innovative Energieversorgung unter realen Bedingungen und im industriellen Maßstab erprobt. Dort will man lernen, wie unser Energieverbrauch klimagerecht und sauber auf Basis erneuerbarer Energien gestaltet werden kann. SmartQuart setzt zudem regionale Entwicklungsimpulse in Kaisersesch durch die neue, grüne Wasserstoff-Infrastruktur und die zu erwartenden Klimaschutzeffekte. Ein Leuchtturmprojekt als Innovationsgemeinde der Energiewende!“

Der Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsektor beträgt bereits rund 40 Prozent. Die Sektoren Wärme und Mobilität zeichnen sich jedoch weiterhin durch einen deutlich höheren Anteil fossiler Primärenergieträger aus. Sollen die deutschen Klimaschutzziele erreicht werden, muss der Anteil an erneuerbaren Energien in allen Sektoren und in allen Bereichen des täglichen Lebens noch stark wachsen. Genau hier setzt SmartQuart an – bei einer durch die Bürgerinnen und Bürger getriebenen Energie-, Wärme- und Mobilitätswende aus den Quartieren heraus.

Innovative Produkte und Lösungen für private Haushalte und Quartiere

„Immer mehr Menschen wollen Energie zu Hause nachhaltiger, günstiger und unabhängiger nutzen. Mit Hilfe digitaler Technik schaffen wir Lösungen, die das Leben für private Haushalte und insbesondere in Quartieren komfortabler machen und auch Unternehmen dabei helfen, ihre Prozesse rund um die Energieversorgung zu optimieren. Mit dem Projekt SmartQuart werden wir diesem Kundenwunsch gerecht und zeigen den Menschen in den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität innovative Produkte und Lösungen“, erklärte Karsten Wildberger, Mitglied des Vorstands der E.ON.

SmartQuart will zeigen, dass der Schritt in Richtung einer klimaneutralen Energieversorgung innerhalb eines Quartiers sowie im Zusammenspiel mit benachbarten Quartieren bereits heute technisch und wirtschaftlich möglich ist. Zentrales Projektelement ist der Austausch von Energie und die intelligente Vernetzung innerhalb und zwischen den Quartieren. Verbrauch und Erzeugung werden schon auf lokaler Ebene optimiert. Ein wichtiger Faktor dabei ist die dezentrale Sektorkopplung auf kommunaler Ebene in Quartieren, um die Energiewende in den Bereichen Mobilität, Wärme und Strom umzusetzen. Die Lösungsansätze der einzelnen Quartiere werden sich gegenseitig ergänzen.

Die Verknüpfung der einzelnen Sektoren und Quartiere erfolgt über den sogenannten SmartQuart-Hub. Dieses Energiemanagementsystem vernetzt alle Verbraucher und Erzeuger der Quartiere systemisch und steuert den Energiefluss. So soll Energie möglichst effizient im Quartier genutzt oder anderen Quartieren bilanziell zur Verfügung gestellt werden. Auch die mögliche Einbeziehung weiterer, externer Akteure macht die Vernetzung der lokalen Lösungen im Verbund zu einem Hebel, um zusätzliche Wertschöpfung über die Grenzen der beteiligten Quartiere hinaus zu erzielen.

Zentrales und den Projekterfolg ausmachendes Alleinstellungsmerkmal ist der partizipative Ansatz. Die Menschen in den Quartieren werden von Beginn an in das Projekt eingebunden. Dazu gibt es beispielsweise Bürgerforen und Austauschtreffen. Ziel ist es, mit allen Beteiligten neue Modelle zu entwickeln, die eine nachhaltige, energieoptimierte Betriebsweise in zukünftigen, innovativen Quartieren ermöglichen. Anwohner sollen den Nutzen und Komfort einzelner Technologien bewerten können.

Über die Quartiere

Das ausgewählte Quartier des Ortsteils Kaster der Stadt Bedburg im Rhein-Erft-Kreis ist geprägt von einem rein wohnbaulich genutzten Neubaugebiet und einer typischen kleinstädtischen Bebauungsdichte. Auf einer Fläche von knapp 60.000 Quadratmetern entsteht ein energieoptimiertes Neubaugebiet. Mit den künftig 130 Wohneinheiten soll ein bürgernahes, energieautarkes, digitales und regeneratives Energieversorgungssystem geschaffen werden. Zur Umsetzung der Energiewende im Quartier Bedburg setzen die Partner auf eine „grüne“ lokale Quartiersenergie (Wärmeenergie und Haushaltsstrom). Der Strom wird vor Ort durch eine neue Windkraftanlage, die im Zuge einer Erweiterung des örtlichen Windparks entsteht, sowie in neuen Quartiers-PV-Anlagen erzeugt und im Quartier verbraucht. Zudem kommen hocheffiziente zentrale und dezentrale (pro Haus) Wärmepumpen zur Deckung des Wärme- und Kälte-Bedarfs zum Einsatz.

Sascha Solbach, Bürgermeister Bedburg: „Mit unserem Projekt sind wir nachhaltig im besten Sinne – wir sind CO2-neutral bei Strom und Wärme, nutzen Speichertechnologie für die windarmen Tage und achten beim Bau der Häuser auf größtmögliche Einsparung von klimaschädlichen Gasen bei der Wahl der Baustoffe.“

Trotz seiner ländlichen Prägung ist das Quartier in der Verbandsgemeinde Kaisersesch in Rheinland-Pfalz im Verbrauch eher charakteristisch für ein kleinstädtisches Mischgebiet. Die dortigen Strukturen umfassen neben Wohngebieten ebenfalls Industrie und Gewerbe sowie kommunale Gebäude. Dieses Umfeld eignet sich besonders für den Aufbau eines wasserstoffbasierten Microgrids. Es zeigt die gesamte Wertschöpfungskette von der Erzeugung, Umwandlung, Speicherung, Verteilung sowie Nutzung regenerativer Energie durch den Endverbraucher in den Sektoren Wärme, Strom, Mobilität und Industrie. So soll die erneuerbare Energie in das Energiesystem integriert werden und gleichzeitig der regionale ÖPNV über die Versorgung einer wasserstoffbetriebenen Busflotte die sinnvolle Kopplung der erneuerbar erzeugten Energie zum Sektor Mobilität aufzeigen.

Albert Jung, Bürgermeister Verbandsgemeinde Kaisersesch: „Hier wird gewährleistet, dass die Energie in die urbanen Räume transportiert wird und die Wertschöpfung in der Verbandsgemeinde Kaisersesch bleibt. Wir sind das einzige Reallabor in Rheinland-Pfalz, darauf können wir stolz sein.“

In Essen soll ein urbanes Quartier mit einer hohen Bebauungs- und Leistungsdichte entstehen. Durch eine PV- und Hybrid-PV-Anlage ist das hochverdichtete großstädtische Quartier in der Lage, selbst Energie zu erzeugen. Das Merkmal eines solchen urbanen Quartiers ist, dass der Verbrauch die Erzeugung übersteigt. Daher werden Teile des Strombedarfs aus dem systemischen Verbund abgedeckt. Der Ausgleich von Verbrauch und Erzeugung wird durch Nutzung eines zentralen Quartiersspeichers und eines intelligenten digitalen Quartiers-Energie-Management optimiert. Zudem werden durch Ladesäulen sowie e-Car- und e-Bike-Sharing neue Mobilitätsangebote gemacht. Die Auswahl eines passenden Quartiers läuft derzeit.

Thomas Kufen, Oberbürgermeister der Stadt Essen: „Essen ist eine wachsende Stadt. Das bedeutet, der Bedarf an Wohnraum und Leben im Quartier steigt. Mit innovativen und intelligenten Projekten sowie starken Partnern wollen wir allen Ansprüchen an ein modernes Wohnen gerecht werden. Sei es bei der Entwicklung eines ‚SmartQuart‘ inklusive Nutzung von erneuerbaren Energien oder der Entwicklung von neuen Mobilitätskonzepten bei der Quartiersanbindung. Eine moderne Stadtentwicklung hat den Menschen im Blick.“

Über das Konsortium

In allen drei Stadtquartieren beteiligen sich Bewohner, Energieversorger sowie lokale Technologieanbieter an der Umsetzung von SmartQuart. Projektpartner sind neben E.ON noch gridX GmbH, Hydrogenious LOHC Technologies GmbH, RWTH Aachen University, Stadt Essen, Stadt Bedburg, Verbandsgemeinde Kaisersesch und Viessmann Werke GmbH & Co. KG. Assoziierte Partner sind die RWE Power AG und die H2 MOBILITY Deutschland GmbH & Co.KG.