Besseres Energiemanagement in Städten
Städte nehmen nur 2 % der Erdoberfläche ein, produzieren aber mehr als 80 % aller Treibhausgase. Eine Senkung und bessere Kontrolle des Energieverbrauchs in Städten ist ein wichtiger Aspekt, um globale CO2-Emissionen zu verringern. Das EU-finanzierte Projekt AMBASSADOR (Autonomous management system developed for building and district levels) entwickelte daher ein System für das optimale Management des Energieverbrauchs, mit dem sowohl Heizungs- als auch Stromverbrauch für einzelne Gebäude, Komplexe und ganze Stadtteile kontrolliert werden kann. Das System steuert Energieflüsse, ermittelt und prognostiziert den Energieverbrauch und steuert auch die Energieerzeugung. Damit können Einzelunternehmen künftig Kosten und CO2-Emissionen reduzieren und auch verschiedene andere Optionen und Kombinationen priorisieren. Die wichtigste Systemkomponente ist das Management- und Informationssystem DEMIS (District Energy Management and Information System), das Daten erfasst und mit anderen Steuersystemen interagiert, um Kosten- und Energieverbrauch zu optimieren. Nach der ersten baulichen Planungsphase und Ermittlung der Zielvorgaben implementierten die Forscher an drei Teststandorten ein Prototypensystem. Mit den im Projekt entwickelten Werkzeugen wurden mehrere einfache und komplexe Modelle simuliert und getestet sowie Algorithmen zur vorausschauenden Steuerung in Gebäuden oder Stadtteilen entwickelt. Wie die Tests zeigten, lässt sich der Energieverbrauch innerhalb eines Stadtteils optimieren. Universitätsgelände wurden etwa über zentrale Steuerungen verwaltet, eine verteilte Optimierung eignete sich hingegen für Stadtteile mit mehreren Nutzungsbereichen. Für letztere prüften die Forscher zwei Zerlegungsmethoden (primäre und duale Dekomposition). Auf Stadtteilebene ergaben sich daraus erhebliche Kostensenkungen. Bei Gebäuden waren Einsparungen von 10 bis 40 % möglich, durchschnittlich jedoch 28 %. Die Algorithmen für Fernwärme reduzierten den Gasverbrauch um 20 %, andere Algorithmen senkten Kosten in Stadtteilen mit mehrfachen Nutzungsbereichen um 10 bis 20 %. Mit dem System konnte auch der energieautarke Verbrauch für lokale erneuerbare Energien maximiert und der Spitzenverbrauch begrenzt werden. Die Forscher demonstrierten, dass das System den Aufladeplan für eine Flotte von Elektrofahrzeugen optimieren kann, und gaben schließlich detaillierte Empfehlungen für den künftigen Einsatz in intelligenten Stadtteilen. Die Optimierungstechnologien, die im Projekt entwickelt wurden, können dazu beitragen, Kosten und CO2-Emissionen zu reduzieren.
Schlüsselbegriffe
Energieverbrauch, Gebäude, AMBASSADOR, autonomes Managementsystem, Stadtbezirke
