05_Smart City

Station fünf ist erreicht ...

 

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Smart City

Städte stellen eine große Herausforderung dar, ein Plus an Energie zu erzeugen. Obwohl die dichten Ballungszentren nur einen kleinen Teil der Erdoberfläche einnehmen (circa 2 %), verbrauchen sie 75 % der Rohstoffe und produzieren 80 % der globalen Treibhausgas-Emissionen. Daher ist es wichtig, vor allem angesichts der globalen Urbanisierung das Augenmerk auf die Städte zu richten. Dort werden die größten Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte liegen. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, Seite 1 und Vogel 2011, Seite 10)

„Große Städte werden in den meisten Fällen nicht in der Lage sein, die erforderliche Energiemenge mittels erneuerbarer Energien auf dem eigenen Territorium zu generieren. Eine wesentliche Aufgabe werden dabei in den nächsten Jahren die Regionen übernehmen. Charakteristische Studien zeigen, dass in den Städten 15 bis 25 Prozent der Energie erneuerbar bereitgestellt werden können, die Regionen über 50 Prozent beisteuern können und überregionale Energien von Offshore-Windtechnik bis hin zu solaren Großkraftwerken in Südeuropa oder Nordafrika etwa 10 bis 20 Prozent ausmachen. Ebenso wichtig wie diese Bilanzierung ist allerdings die Versorgungssicherheit und die Lösung der Speicheranforderungen zur kontinuierlichen Lieferung der notwendigen Strommenge bei stark differierenden Nutzeranforderungen und den witterungsbedingten Schwankungen insbesondere der Solar- und Windenergie. Einen wichtigen Teil der Lösung macht der regionale und überregionale Ausgleich in einem großen Verbundnetz aus. Dazu müssen neben Speichereinrichtungen flexible Kraftwerke und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen kommen, die sehr kurzfristig Spitzenlaststrom bereitstellen können.“ (Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at)
Der Einsatz erneuerbarer Energien bedarf bestimmter städtebaulicher Grundlagen: Beispielsweise müssen Flächen bereitgestellt werden können, die eine nachhaltige Energieerzeugung ermöglichen. Das können Bauteile von Gebäuden sein (Dach, Fassade) oder auch Brachflächen. Wichtig ist auch eine kompakte Bauweise, damit nicht zu viel Energie durch eine unnötig hohe Außenfläche verloren geht (A/V-Verhältnis), und das Arbeiten mit dem Bestand, der energetisch aufgewertet werden muss. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, Seite 22)

Wesentlich für die städtebauliche Herausforderung wird sein, neue Umwandlungs- und Speichertechnologien bereitzustellen und zu entwickeln. Dabei sind viele Strategien in Planung, beispielsweise:

  • Synergiepotenziale und Kaskadennutzung (Mehrfachnutzung) von Energie, das sind zum Beispiel neue Technologien zur Nutzung von Niedertemperaturwärme wie Kühlen und Klimatisieren mit Abwärme durch Absorptionskälteanlagen.
  • Polygeneration, damit wird die abgestimmte Produktion von Wärme oder Kälte, Strom und weiteren Energieträgern wie Treibstoffen oder Produkten bezeichnet. Beispielsweise kann Biogas zur Erzeugung von Treibstoffen, Wärme oder Strom oder zur Einspeisung in örtliche Gasnetze eingesetzt werden.
  • Energiespeicher sind besonders wesentlich, um Energie effizient zu nutzen. Damit können Angebots- und Nachfragespitzen ausgeglichen werden oder mobile Anwendungen versorgt werden. Sonnen- oder Windenergie sind auf Speichermöglichkeiten angewiesen. Das sind zum Beispiel Wasser- oder elektrische Energiespeicher, die für die Netzsicherung wesentlich sind.

(siehe auch Obernosterer et al. 2010, Seite 24)

In der Smart City bzw. einer energietechnisch nachhaltigen Stadtplanung spielen Bebauung, Städtebau und Energieversorgung zusammen. Selbstverständlich sind energietechnisch gut gelöste Gebäude die Voraussetzung für das Gesamtkonzept, aber hinzu kommt auch die Berücksichtigung des urbanen Stadtklimas, das sich aus Gebäudegeometrie, Windverhältnissen, der Freiraumgestaltung und vielem mehr zusammensetzt. Auch verhaltensbedingte Einsparpotenziale werden eine Rolle spielen. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, Seite 31)




   

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