Suche

Nachhaltige Energieversorgung für die Stadt Augsburg


Der Anteil der Städte am weltweiten Energieverbrauch wächst stetig. Dies ist eine Folge der fortschreitenden Verstädterung, die auch in Industrieländern noch nicht abgeschlossen ist. Um diesem Umstand gerecht zu werden, wird am Wissenschaftszentrum Umwelt eine integrale, softwaregestützte Methode zur Beschreibung urbaner Energiesysteme in Gegenwart und Zukunft entwickelt. Die Methode mit Namen URBS setzt sich aus vier Modulen zusammen: einem Stadt-Entwicklungsmodul, einem Energie-Nachfragemodul, einem Energie-Technikmodul und einem Umweltmodul.

In einer Fallstudie wird die Methode URBS auf die Stadt Augsburg angewandt. In einem ersten Schritt wurden Informationen über die demographische und wirtschaftliche Entwicklung und über den heutigen Energieverbrauch in Augsburg in informellen Kooperationen mit den Stadtwerken Augsburg, der Energie GmbH und diversen städtischen Behörden gesammelt. Ein Teil dieser Informationen wurde in Form digitaler Karten aufbereitet. Karten über die demographische Entwicklung und über den Energieverbrauch stehen bereits in einer ersten Version zur Verfügung. Eine detaillierte Analyse über die Potentiale erneuerbarer Energien in Augsburg wurde durchgeführt. Ein Workshop über Biomasse, der im Juli diesen Jahres stattfand, rundete die Arbeit ab.

Die zukünftige Entwicklung des Energiesystems wurde in Szenariorechnungen untersucht. Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung und den Einsatz modernster Heiztechnik gelegt. Die Ergebnisse zeigen, dass allein durch den Ausbau dieser konventionellen Techniken erhebliche Mengen an Kohlendioxidemissionen eingespart werden können.

Das Projekt „Nachhaltige Energieversorgung für die Stadt Augsburg“ verfolgt zwei Ziele: Die Entwicklung einer integralen, softwaregestützten Methode zur Analyse urbaner Energiesysteme in Gegenwart und Zukunft und die Anwendung dieser Methode in einer ersten Fallstudie auf die Stadt Augsburg. Städtische Räume stellen sowohl eine Chance als auch eine große Herausforderung für die Energieversorgung dar: Eine Chance insoweit, als die hohe Energieverbrauchsdichte eine effiziente Verbindung von allen Energieträgern und Formen erlaubt, wie zum Beispiel die Kraft-Wärme-Kopplung. Eine Herausforderung, weil die Bereitstellung hoher Leistungsdichten gefordert ist, die zum Beispiel durch erneuerbare Energiewandler wie die Photovoltaik nur mit erheblichen Anstrengungen denkbar sind.

Die Struktur der integralen Methode zur Analyse urbaner Energiesysteme, im weiteren kurz URBS genannt, ist entwickelt worden. URBS setzt sich, wie bereits erwähnt, aus vier Modulen zusammen: dem Stadt-Entwicklungsmodul, dem Umweltmodul, dem Energie-Nachfragemodul und dem Energie-Technikmodul. Das Stadtmodul beschreibt die demographische, bauliche und wirtschaftliche Entwicklung der Stadt. Als erste Näherungen werden hier Trendfortschreibungen der letzten Jahre zugrundegelegt. Die Beschreibung der weiteren Zukunft wird hier in der Form verschiedener Szenarien geschehen. Das Nachfragemodul baut auf dem Stadt-Entwicklungsmodul auf. Die Energienachfrage wird in die vier verschiedenen Sektoren: Haushalt, Industrie, Handel- und Gewerbe und Verkehr unterteilt. Auch hier werden in einem ersten Schritt Trendfortsetzungen unterstellt, wobei natürlich gesetzliche Rahmenbedingungen wie die Wärmeschutzverordnung bei Neubauten als erfüllt unterstellt werden.

Besondere Anstrengungen der Stadt in bestimmten Bereichen werden wieder durch verschiedene Szenarien abgebildet. Langfristig wird versucht, aufbauend auf existierenden Modellen wie z.B. AIM/ENDUSE Beziehungen für das Verhältnis zwischen der Entwicklung der Bevölkerung und makroökonomischen Größen und dem spezifischen Energieverbrauch in den verschiedenen Sektoren zu bestimmen. In einem weiteren Schritt sollen die Ergebnisse der Europäischen Studie „Very Long Energy and Environmental Model VLEEM“ am Beispiel der Stadt Augsburg diskutiert werden.

Das Energie-Technikmodul wählt aus einer großen Menge von möglichen Energiewandlungs- und Verteilungstechniken diejenigen Techniken aus, die in der Lage sind, mit den niedrigsten Kosten die Versorgungsaufgabe zu erfüllen. Dabei können eine Vielzahl von Randbedingungen gestellt werden. So kann zum Beispiel die Menge der erlaubten Kohlendioxidemission nach oben beschränkt werden.

Das Umweltmodul untersucht die Auswirkungen spezifischer Versorgungssysteme auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt. In der bisherigen Form werden die CO2-Emissionen bilanziert und die Auswirkungen toxischer Emissionen wie SO2 und NOX auf das Stadtgebiet durch eine Ausbreitungsrechnung untersucht. Die Ausbreitungsrechnung wird dabei mit dem Programm AUSTAL 2000 durchgeführt.

Die Ergebnisse der Fallstudie werden Ende des nächsten Jahres in einer ersten vollständigen Form vorliegen. Dabei werden zwei Zeithorizonte unterschieden: ein mittlerer Zeithorizont, der die nächsten zehn bis zwanzig Jahre untersuchen wird und ein langfristiger Zeithorizont, der Ausblicke bis in die Mitte dieses Jahrhunderts gewähren soll. Bei den langfristigen Untersuchungen spielen die Potentiale erneurbarer Energien, die schon gesondert untersucht wurden, und die Möglichkeiten der Energieeinsparungen im Raumwärmebereich eine besondere Rolle.

Daneben wurden in enger Zusammenarbeit mit der Stadtwerke Augsburg Energie GmbH mögliche Szenarien des Versorgungssystems entwickelt. Die Auswirkungen einer Gasturbine für die Wärme- und Stromversorgung der Stadt wurden besonders untersucht. Bemerkenswert bei den Ergebnissen sind die erheblichen Potentiale zur Reduktion der CO2-Emissionen, die sich durch den Einsatz von neuen konventionellen Heiztechniken ergeben.

Dank der guten Zusammenarbeit mit der Stadt und der Energie GmbH der Stadtwerke Augsburg konnte eine umfangreiche Datenbasis geschaffen werden. Daneben wurde mit dem Workshop „Biomasse für Augsburg“ gezeigt, dass es möglich ist, die städtischen Akteure schnell an einen Tisch zu bringen und dass sie bereit sind, auch weitreichendere Themen zu diskutieren. Im nächsten Jahr soll eine umfangreiche Fallstudie für Augsburg durchgeführt werden, die zwei Zeithorizonte abdecken soll. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen wieder intensiv mit den relevanten Akteuren der Stadt in Workshops diskutiert werden.

Projektdauer: 05.01.2000 - 05.01.2004

Weitere Informationen:
Dr. Thomas Hamacher, Stefan Richter