Aktionsfeld
„Erneuerbare Energien“

Im Aktionsfeld Erneuerbare Energien sollen, fokussiert auf die Wärme- und Kälteversorgung, innovative Konzepte für einen klimaneutralen Gebäudebestand entwickelt werden. Im Sinne der Wärmewende sollen verschiedene regenerative Wärmequellen wie Solar-, Geo- oder Flussthermie und Abwärme in Nahwärmenetzen zu einer klimaneutralen und resilienten Wärmeversorgung kombiniert werden, unter Erarbeitung digitaler Optimierungen, incl. „Internet of Things“ (IoT) Lösungen. Durch Sektorenkopplung mit Strom aus der Photovoltaik und Windkraft und mithilfe von Wärmepumpen kann ein Vielfaches an Wärmeenergie erzeugt werden.

In sogenannten kalten Nahwärmenetzen können auch Wärmequellen mit niedrigem Temperaturniveau eingebunden werden, deren Potentiale je nach Standort betrachtet werden müssen. Dabei können zum Beispiel auch die Abwärme von Viehställen, Kompostwärme, andere Prozesswärmequellen oder die Restwärme im Abwasser eine Rolle spielen.

Lösungen sollen besonders auf die baukulturellen Besonderheiten des Ilmtals mit vielen Bestandsgebäuden, die teilweise unter Denkmalschutz stehen, eingehen. Zur Unterstützung bei der Auslegung von Wärmenetzen, der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und der bedarfsgerechten Sanierung sollen mithilfe von vorhandenen Daten innovative Modelle entwickelt und ein selbstlernender Algorithmus trainiert werden, der standortspezifische Empfehlungen und Szenarien zum energetischen Umbau ausgibt.

Darauf aufbauend ist ein Reallabor Wärmewende mit Demonstration der erarbeiteten Szenarien geplant. Hier gilt es auch, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, die gemeinschaftlich und regional einen Mehrwert erzeugen wie zum Beispiel Energiegenossenschaften oder Energiegemeinschaften, die verschiedene Sektoren der Energie- bzw. Wärmeerzeugung einbeziehen.

 

Konzept des Aktionsfeldes "Erneuerbare Energien" © J. Zimmermann

Forschungsfragen

  • Wie kann die Wärmewende ökologisch-ökonomisch am effizientesten gestaltet werden? Fokus auf den ländlichen Bereich mit vielen Bestandsgebäuden mit geringer Dämmung.
  • Wie kann die energetische Sanierung bedarfsgerecht erfolgen? Und wie mit möglichst geringem CO2-Fußabdruck? Wie kann eine Dämmung mit nachwachsenden Rohstoffen statt „Styropor“ erfolgen (Life Cycle Analysis)? (Link zum Aktionfeld „Bauen mit nachwachsenden und klimafreundlichen Baustoffen“)
  • Was ist die ökonomischste und was die ökologischste Kombinationsmöglichkeit von Energieerzeugung [primär (Elektrizität), sekundär (Wärme/Kälte)] und Gebäudesanierung? Gibt es einen beschreibbaren und gemeingültigen Korrelationsansatz (Algorithmus)?
  • Lassen sich modernste Methoden von KI (Künstliche Intelligenz)/ML (Machine Learning) einsetzen, um Klimaeffizienz in der Gebäudetransformation nutzen?
  • Lassen sich durch innovative Partizipationsmodelle die Akzeptanz zur Anwendung der Gebäudetransformation und damit die lokale Wertschöpfung steigern?

Ansprechpartner

M.Sc. Christopher Liss (M.Sc. Erneuerbare Energien Management, Projektmanager Solarinput e.V.)

Dr. Jens Zimmermann (Geologe, IAB – Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH)