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Smart Cities - urbane
Strategien für Energie-Effizienz

M. Paula
Abteilung Energie- und Umwelttechnologien
Bundesministerium für Verkehr, Innovation
und Technologie



World Sustainable Energy Days 2011
Wels, 3. März 2011
EU SET-Plan
(Strategische Energie-Technologie Plan)

Mitteilung der Kommission:
„Towards a low carbon future“
November 2007


    Klimaziele 2050 minus 80%

    Post-fossiles Energiesystem

    Globaler Technologiewettlauf

... a strategic plan to accelerate
the development and deployment
of cost-effective low carbon
technologies
Driving a Revolution in Europe´s energy systems
Strategischer Energie-
technologie-Plan der EU
 SET wird wichtiger Pfeiler der europäischen
  Technologiepolitik
 Entwicklung und Verbreitung von kohlenstofffreien
  Energietechnologien
 Investitionen: bis zu 70 Milliarden € über
  insgesamt 10 Jahre

 Finanzierung: Public-Public-Private
  (EU + Mitgliedsstaaten + Privater Sektor)
 Aktive Beteiligung eröffnet einschlägigen Unternehmen
  große Chancen – ansonsten systematischen,
  langfristigen Nachteil
PERSPEKTIVE
smart energy - fit for set
 Österreich nützt seine Stärken und erreicht eine
 hohe Anschlussfähigkeit für SET-Projekte

 Bündelung von Teilprojekten zu sichtbaren
 Gesamtvorhaben
    SMART CITIES
    SMART GRIDS
    SMART RENEWABLES
 Stakeholder für SET-Projekte:
 Energietechnologien, Bauwirtschaft, IKT
ENERGYbase
Bürohaus der Zukunft
                                      •   ENERGIE/ÖKOEFFIZIENZ
                                          extrem niedriger Energiebedarf
                                          für den Betrieb

                                      •   ERNEUERBARE ENERGIE
                                          100% Deckung des Heiz-
                                          und Kühlenergiebedarfs
                                          aus nachhaltigen Energieressourcen
                                          (Grundwasser, Sonnenenergie)

                                      •   WELLLNESS AT WORK
                                          außergewöhnliches Raumklima
                                          und Behaglichkeit am Arbeitsplatz


•   Reduktion des Endenergiebedarfes
    um 80% verglichen mit Standardgebäude,
•   CO² Emissionsverringerung: 200 t/a


                                                             Quelle: Gregor Raus
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                        Quelle: Herbert Huemer/Sun Master
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                      Quelle:
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Ein Hybrid-Holzhaus mit bis zu 30 Stockwerken


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                            Drastisch reduzierter Aufwand von Ressourcen
                            Geringe Lärm- und Staubbelastung in der
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                            Innovative Systembauweise:
                            Kurze Bauzeiten
                            Kostensicherheit
                            Minimierte Fehlerquellen in der Bauabwicklung

                            Beste Lebensqualität:
                            Individuelles Design
                            Angenehmes Raumklima

                            Quelle: www.creebyrhomberg.com
LifeCycleTower
Details
Smart Cities = Systemintegration
 Neue Energievernetzungen und
  Smart Grids
 Wärme- und Kältenetze
 Intelligentes Energiemanagement,
  Lastverschiebungen
 E-Mobility und Netzintegration
 Aktive Gebäude, Plusenergiegebäude
 Energy Harvesting
 Polygeneration
 Neue Lebenskonzepte und Businessmodelle
Smart Urban Energy




         Fernkälteprojekt Wien



             Energybase      Bioraffinerie
                                             E-Mobility
aspern+ Die Seestadt Wiens
aspern+ Die Seestadt Wiens
 Architektur –Leuchtturmprojekt (EU
  weiter Architekturwettbewerb)
 Benchmark im Sinne von
  nachhaltiger Immobilienentwicklung
  (Plusenergie Haus)
 attraktives Infrastrukturangebot für
  Unternehmen und F&E Einrichtungen
 Ergänzende Business Infrastruktur
  (Seminarbereiche, Gastronomie,
  Attraktiver Freiraum etc.)
 Realisierung in 2-3 Bauphasen
 Teil des F&E Park aspern
Projekt aspern IQ:

Es baut auf die Grundsätze …

•   Max. Gebäudeeffizienz
    extrem niedriger Energiebedarf
    für Raumkonditionierung (Heizung,
    Kühlung, Lüftung, Beleuchtung,
    Warmwasser)

•   Plusenergiebilanz
    mehr Energieertrag als
    Energiebedarf über die Jahresbilanz
    (primärenergetisch)




                                          Quelle: Gregor Raus
Projekt aspern IQ
Highlights:
•   Optimierte Gebäudehülle als Basis für
    den Weg zum Plusenergiehaus
•   Gebäudeintegrierte Energieproduktion
    ( PV, Wind)
•   Bedarfsgerechte mechanische Be- und
    Entlüftung in Abhängigkeit der
    Außenlufttemperatur
•   Abwärmenutzung der Serverkühlung
    für Heizungsbetrieb
•   Gebäudekühlung über Grundwasser
    bzw. als Freecooling Luft Betrieb in
    den Übergangszeiten
•   Sorptionsgestützte Klimatisierung
    über Fernwärme
•   E Mobilität


                                            Quelle: Gregor Raus
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  • 1. Smart Cities - urbane Strategien für Energie-Effizienz M. Paula Abteilung Energie- und Umwelttechnologien Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie World Sustainable Energy Days 2011 Wels, 3. März 2011
  • 2. EU SET-Plan (Strategische Energie-Technologie Plan) Mitteilung der Kommission: „Towards a low carbon future“ November 2007  Klimaziele 2050 minus 80%  Post-fossiles Energiesystem  Globaler Technologiewettlauf ... a strategic plan to accelerate the development and deployment of cost-effective low carbon technologies Driving a Revolution in Europe´s energy systems
  • 3. Strategischer Energie- technologie-Plan der EU  SET wird wichtiger Pfeiler der europäischen Technologiepolitik  Entwicklung und Verbreitung von kohlenstofffreien Energietechnologien  Investitionen: bis zu 70 Milliarden € über insgesamt 10 Jahre  Finanzierung: Public-Public-Private (EU + Mitgliedsstaaten + Privater Sektor)  Aktive Beteiligung eröffnet einschlägigen Unternehmen große Chancen – ansonsten systematischen, langfristigen Nachteil
  • 4. PERSPEKTIVE smart energy - fit for set  Österreich nützt seine Stärken und erreicht eine hohe Anschlussfähigkeit für SET-Projekte  Bündelung von Teilprojekten zu sichtbaren Gesamtvorhaben  SMART CITIES  SMART GRIDS  SMART RENEWABLES  Stakeholder für SET-Projekte: Energietechnologien, Bauwirtschaft, IKT
  • 5. ENERGYbase Bürohaus der Zukunft • ENERGIE/ÖKOEFFIZIENZ extrem niedriger Energiebedarf für den Betrieb • ERNEUERBARE ENERGIE 100% Deckung des Heiz- und Kühlenergiebedarfs aus nachhaltigen Energieressourcen (Grundwasser, Sonnenenergie) • WELLLNESS AT WORK außergewöhnliches Raumklima und Behaglichkeit am Arbeitsplatz • Reduktion des Endenergiebedarfes um 80% verglichen mit Standardgebäude, • CO² Emissionsverringerung: 200 t/a Quelle: Gregor Raus
  • 6. Demoprojekt energieautarke Solarfabrik Quelle: Herbert Huemer/Sun Master
  • 7. Betriebsgebäude EINE WELT HANDEL AG Quelle: Karl Pirsch
  • 8. LifeCycleTower Ein Hybrid-Holzhaus mit bis zu 30 Stockwerken Ein Hybrid-Holzhaus mit bis zu 30 Stockwerken: 90% verbesserte CO2-Bilanz Drastisch reduzierter Aufwand von Ressourcen Geringe Lärm- und Staubbelastung in der Bauphase Innovative Systembauweise: Kurze Bauzeiten Kostensicherheit Minimierte Fehlerquellen in der Bauabwicklung Beste Lebensqualität: Individuelles Design Angenehmes Raumklima Quelle: www.creebyrhomberg.com
  • 10. Smart Cities = Systemintegration  Neue Energievernetzungen und Smart Grids  Wärme- und Kältenetze  Intelligentes Energiemanagement, Lastverschiebungen  E-Mobility und Netzintegration  Aktive Gebäude, Plusenergiegebäude  Energy Harvesting  Polygeneration  Neue Lebenskonzepte und Businessmodelle
  • 11. Smart Urban Energy Fernkälteprojekt Wien Energybase Bioraffinerie E-Mobility
  • 13. aspern+ Die Seestadt Wiens  Architektur –Leuchtturmprojekt (EU weiter Architekturwettbewerb)  Benchmark im Sinne von nachhaltiger Immobilienentwicklung (Plusenergie Haus)  attraktives Infrastrukturangebot für Unternehmen und F&E Einrichtungen  Ergänzende Business Infrastruktur (Seminarbereiche, Gastronomie, Attraktiver Freiraum etc.)  Realisierung in 2-3 Bauphasen  Teil des F&E Park aspern
  • 14. Projekt aspern IQ: Es baut auf die Grundsätze … • Max. Gebäudeeffizienz extrem niedriger Energiebedarf für Raumkonditionierung (Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung, Warmwasser) • Plusenergiebilanz mehr Energieertrag als Energiebedarf über die Jahresbilanz (primärenergetisch) Quelle: Gregor Raus
  • 15. Projekt aspern IQ Highlights: • Optimierte Gebäudehülle als Basis für den Weg zum Plusenergiehaus • Gebäudeintegrierte Energieproduktion ( PV, Wind) • Bedarfsgerechte mechanische Be- und Entlüftung in Abhängigkeit der Außenlufttemperatur • Abwärmenutzung der Serverkühlung für Heizungsbetrieb • Gebäudekühlung über Grundwasser bzw. als Freecooling Luft Betrieb in den Übergangszeiten • Sorptionsgestützte Klimatisierung über Fernwärme • E Mobilität Quelle: Gregor Raus
  • 18. Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Weitere Informationen: www.hausderzukunft.at www.smartcities.at

Hinweis der Redaktion

  1. Grün: 192 230 0 Blau 20 140 160 Grau/Dunkelgrau 51 / 71 51 / 71 51 / 71
  2. SET-Plan = Strategische EnergieTechnologie Plan Gestartet: Mitteilung der Kommission: „Towards a low carbon future“, November 2007 .... a strategic plan to accelerate the development and deployment of cost-effective low carbon technologies
  3. Projekt City Cooling – Town Town Konzeptentwicklung für eine intelligente Fernkälteübergabe und alternative Rückkühlung von zentralen Groß-Absorptionskälteanlagen am Fallbeispiel des Wiener Stadtteils Town Town. Beschreibung Die derzeit vorwiegend zur Gebäudekühlung eingesetzten Kompressionskältemaschinen weisen einen enormen Strombedarf auf. Eine Alternative dazu bieten mit Wärme angetriebene Absorptionskältemaschinen, welche aus energetischer und ökologischer Sicht große Vorteile mit sich bringen. Diese Kältemaschinen können entweder direkt beim Gebäude errichtet und betrieben werden (dezentrale Kälteversorgung), oder auch zentral für mehrere Gebäudekomplexe über ein „Fernkältenetz“ die Kälte den jeweiligen Gebäuden zur Verfügung stellen (zentrale Kälteversorgung). Bei der U-Bahnstation Erdberg entsteht der Betriebsgebäudekomplex TownTown, der mit Fernwärme und –Kälte versorgt wird. Es werden unter anderem Bürogebäude und Hotelimmobilien gebaut, wobei die Kombination zwischen Glasarchitektur und hohen internen Lasten zu einem hohen Klimatisierungsbedarf führen werden. Aufgrund der Bebauungsdichte und des hohen Klimatisierungsbedarfs wird ein Fernkältenetz (zentrale Kältebereitstellung) umgesetzt. Inhalt des Projektes ist in einem ersten Schritt die Erfassung von Kühltechnologien moderner Bürogebäude und Gewerbebetriebe, sowie die Erhebung der geforderten technischen Rahmenbedingungen für die Fernkälteübergabe. Nach der Auswahl und Kombination unterschiedlicher Kühltechnologien anhand des Kühlbedarfs und der Lastverläufe der geplanten Bürogebäude in Town Town werden daraus Strategien zu einer intelligenten Einbindung einer Fernkälteversorgung entwickelt. Anhand von dynamischen Anlagensimulationen werden unterschiedliche Regelungsstrategien untersucht, um sowohl ein effizientes Fernkältenetz, als auch eine Nutzer orientierte Klimatisierung gewährleisten zu können. Neben der Entwicklung dieser intelligenten Fernkälteübergabe ist eine Machbarkeitsstudie zur alternativen Rückkühlung von zentralen Groß-Absorptionskälteanlagen Schwerpunkt des Projektes. Es werden mögliche Technologien und Strategien am Fallbeispiel Town Town untersucht und auf technische, wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen hin bewertet. Ziele des Projektes sind: Entwicklung intelligenter Fernkälteübergabe und alternativer Rückkühlkonzepte zur Implementierung eines effizienten, zukunftsorientierten Kühlsystems am Fallbeispiel Town Town auf der Kältebereitstellungs- und der Kälteverteilungsseite. Flexibler Einsatz von Fernkälteübergabekonzepten für unterschiedliche Komfortstufen, Kühltechnologien und Nutzungen. Übertragbarkeit der entwickelten Fernkälteübergabekonzepte, so wie der Konzepte zur alternativen Rückkühlung auf zukünftige Fernkältenetze in Österreich. Methodische Vorgehensweise Datenerhebung von möglichen Kühltechnologien und zur Gebäudeklimatisierung sowie zentraler Kälteerzeugung in Fernkältenetzen Technologieauswahl und –Kombinationen mittels dynamischer Gebäude- und Anlagensimulation (TRNSYS) Definition der Fernkälteübergabe durch Analyse unterschiedlicher Systemkonfigurationen und Anschlussbedingungen mittels dynamischer Anlagensimulation (DYMOLA) Recherche über den Stand der Technik zur alternative Rückkühlung, sowie Potentialerhebung am Fallbeispiel zentrale Kälteerzeugung in Town Town Erwartete Ergebnisse Evaluierung der statisch dimensionierten zentralen Kälteversorgung mittels dynamischer Gebäude- und Anlagensimulation um die Energieeinsparpotentiale durch eine energieoptimiertere Bauweise, sowie die energetischen Auswirkungen bei einer Variation der Kühltechnologien aufzeigen zu können. Konzepte für intelligente Fernkälteübergabe: Diese Fernkälteübergabekonzepte sollen auf unterschiedliche Komfortstufen, Kühltechnologien, wechselnden Kühlbedarf und Lastverläufe, sowie Nutzereinflüsse eingehen können. Durch sie soll eine innovative Schnittstelle zwischen Fernkältenetz und Verbraucher geschaffen werden, welche auch auf andere Standorte angewendet werden kann. Konzepte zur alternativen Rückkühlung einer Groß-Absorptionskälteanlage: Konkrete Darstellung der Potentiale zur Energieeinsparung (Strom und Wasser), Flächeneinsparung, Mehrfachnutzung der Abwärme, sowie Einbindung von alternativen Technologien zur Rückkühlung (Abwasserkanal, Eisspeicher,…) am Fallbeispiel Town Town. Projektbeteiligte Projektleiter Ing. Anita Preisler Institut/Unternehmen arsenal research Geschäftsfeld Nachhaltige Energiesysteme / Business Unit Sustainable Energy Systems Kontaktadresse Ing. Anita Preisler arsenal research Geschäftsfeld Nachhaltige Energiesysteme / Business Unit Sustainable Energy Systems Austria, 1210 Vienna, Giefinggasse 2 Tel.: +43 (0) 50550-6634 Fax: +43 (0) 50550-6613 E-Mail: [email_address] Homepage: www.arsenal.ac.at Projektpartner ILF Beratende Ingenieure ZT GmbH Fernwärme Wien GmbH IWS Immobiliendevelopment Wiener Stadtwerke BMG & Soravia AG SPAR Österreichische Warenhandels AG