Anhand der zwei Leuchtturmstädte Espoo in Finnland und Leipzig in Deutschland, sowie fünf weiterer Städte (Reykjavik in Island, Maia in Portugal, Lviv in der Ukraine, Kifissia in Griechenland und Kladno in der Tschechischen Republik) wird eine sozial und wirtschaftlich verträgliche Transformation hin zu klimaneutralen Städten demonstriert. Das Team der Universität Leipzig betreut die technischen Partner mit praktischen Machbarkeitsstudien zu klimaneutralen Lösungen für energiepositive Blöcke und Stadtteile.
Laufzeit: 10.2019 - 09.2024
Mittelgeber: EU Europäische Union
Beteiligte Organisationseinheiten der UL: Energiemanagement und Nachhaltigkeit (Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement)
SPARCS: Sustainable energy Positive and zero cARbon CommunitieS
Hintergrund
Städte waren einer der Hauptakteure des Pariser Klimagipfels COP21, auf dem 175 Länder am 12. Dezember 2015 das Pariser Abkommen unterzeichneten und sich damit verpflichteten, den globalen Temperaturanstieg auf deutlich unter 2 Grad zu begrenzen, um die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern. Mit dem Schwung, der durch die jüngste Cities IPCC-Konferenz und den Global Climate Action Summit auf der COP24 erzeugt wurde, forderten lokale und regionale Regierungen in Katowice klare und saubere Verfahren zur Umsetzung der Regeln des Pariser Abkommens. Spezifische Ziele für die globale Stadtentwicklung wurden in den Zielen der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (2015), den sogenannten SDGs, weiter definiert. Um die Umsetzung intelligenter städtischer Technologien zu unterstützen, hat die Europäische Kommission zwei parallele Ansätze entwickelt: die groß angelegte Demonstration von Technologien in Städten und Gemeinden ("Leuchtturmprojekte") und "horizontale Aktivitäten" zur Bewältigung spezifischer Herausforderungen (z. B. regulatorische Hindernisse, Standardisierung, öffentliche Beschaffung und Leistungsüberwachung). Im Projekt SPARCs wird der erste dieser Ansätze, die "Leuchtturmprojekte", fokussiert. Darüber hinaus unterstützt es in Zusammenarbeit mit dem bereits etablierten europäischen Smart Cities SCC1 Projektcluster alle horizontalen Aktivitäten.
Das übergeordnete Ziel von SPARCs ist es, eine bürgerfreundliche, kohlenstofffreie städtische Gemeinschaft zu erreichen, indem die folgenden Schlüsselfaktoren integriert werden:
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Technologien für Energiepositivität in Gebäuden und Stadtteilen
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Bürgerbeteiligung
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Stadtplanung und -verwaltung
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flexibles Netzmanagement und Energiespeicherung
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E-Mobilität als ein Element des Energiesystems
SPARCs zielt darauf ab, die vielschichtigen Herausforderungen, mit denen Städte konfrontiert sind zu bewältigen, indem die notwendigen Systeme für die urbane Energietransformation in Städten geschaffen werden, sodass bürgernahe, nachhaltige und CO2-freie Communities entstehen können.
Leipzig hat eine lange Geschichte als Energiemetropole. Die Unternehmen und Forschungszentren im Cluster Energie & Umwelt entwickeln sich zu einem wichtigen Wachstumstreiber für Leipzigs Wirtschaft. SPARCs unterstützt die Entwicklung einer langfristigen Vision für das Jahr 2050 mit dem Ziel, den Eigenverbrauch der innerhalb der Stadtgrenzen produzierten erneuerbaren Energien zu erhöhen und alle beteiligten Erzeugungs-, Speicher- und Verbrauchseinheiten virtuell zu verbinden, um Energieverbrauch und -produktion auszubalancieren und neue Dienstleistungen zur Reduzierung von CO2-Emissionen zu ermöglichen. Die Strategie konzentriert sich auf mehrere Aspekte, die von der Integration eines bestehenden und historischen Gebäudebestands (sehr verbreitet in ganz Europa und oft eine große Hürde bei der Umsetzung energieeffizienter Maßnahmen) bis hin zur Integration von neu errichteten Gebäuden, die alle an ein intelligentes Energienetz angeschlossen sind, reichen. Bei den Demonstrationsvierteln handelt es sich um ehemalige Industriegebiete (Spinnerei-Gelände/Leipzig West) und eine Virtuelle Energie-Positive Gemeinde.
Projektziel
Die Aktivität "Kohlenstofffreie Fernwärme in Leipzig-West" zielt darauf ab, den Anteil der erneuerbaren Energien im zentralen Fernwärmesystem zu erhöhen. Dabei liegt der Fokus auf der Planung, dem Bau und der Integration einer solarthermischen Anlage in das zentrale Fernwärmesystem, welches die Bewohner des Stadtteils mit kohlenstofffreier Heizenergie versorgen soll. Der nächste Schritt in Richtung CO2-Neutralität ist die Analyse der möglichen Wege in eine postfossile Zukunft der Fernwärme. Anhand des Gebietes "Leipzig West" soll eine Blaupause für andere Bezirke erstellt werden, die sich an den Besonderheiten des jeweiligen Bezirks (z.B. Technologien) orientiert.
Ansatz
Die Leipziger Stadtwerke (LSW) planen und bauen derzeit solarthermische Anlagen in der Stadt Leipzig, welche bis 2022 in Betrieb genommen werden sollen, um erneuerbare Wärme in das Fernwärmenetz einspeisen zu können. Die Universität Leipzig wendet als wissenschaftliche Begleitung ein techno-ökonomisches Modell für den Demonstrationsbezirk an. Die Kundengruppen werden nach den Grenzen des Demonstrationsbezirks geclustert. Für die Nachfrageseite müssen Daten zur Energiebilanz erhoben werden. Für das Status-quo-Szenario werden die aktuellen Wärmeversorgungstechnologien hinzugefügt. Für das grüne Szenario werden dem System unterschiedliche Mengen an Solarwärme zugeführt. Mithilfe einer modellbasierten Analyse alternativer Fernwärmelösungen wird ein Ausbaukonzept entwickelt. Unter anderem werden Technologieoptionen und potenzielle Standorte für solarthermische Anlagen hinsichtlich ihres technischen und wirtschaftlichen Potenzials für die Integration in das Fernwärmenetz bewertet.
Nutzen
Basierend auf der Auswertung der Demonstrationsviertel können ortsspezifische und langfristige Strategien für die Neu- und Weiterentwicklung von Fernwärmesysteme in einer postfossilen Zukunft vorgeschlagen werden.
