Forschungskolleg NRW

Nachhaltige Energiesysteme im Quartier

Blog

25.06.2020 Forschungswerkstatt// Beitrag von Antonia Stratmann, Simon Slabik, Sina Diersch und Anne Paulus

INTERDISZIPLINÄRES ARBEITEN IM NEQ-KOLLEG

DAS BEISPIEL FORSCHUNGSWERKSTATT ALS INSTRUMENT

Wissenschaftliche Forschung bedeutet oft, dass ausschließlich im und mit dem eigenen Fachgebiet gearbeitet wird. Dies gilt sowohl für Prozesse, den Inhalt als auch die Methoden. Das disziplinäre Forschen stößt jedoch in der Praxis schnell an seine Grenzen, denn oft bestehen Wirkungszusammenhänge und Fragen aus verschiedenen Fachrichtungen. Besonders in dem Betrachtungsgebiet des Quartiers stellen sich für die KollegiatInnen oftmals komplexe Fragestellungen, die multiperspektivischer Lösungsansätze bedürfen. Ziel ist es, disziplinäre Kompetenzen zu bündeln, in einen Austausch mit anderen Fachrichtungen zu kommen, um so einen umfassenden Blick auf die Forschung werfen zu können.

Die Zusammenarbeit über die Fachdisziplinen hinweg, stellt eine der Herausforderungen dar, die es im Forschungskolleg NEQ oftmals zu meistern gilt. Ein Instrument dafür stellt das Prinzip der Forschungswerkstatt dar, in deren Rahmen vier KollegiatInnen gemeinsam die aus den Sozialwissenschaften stammende, qualitative Methode des Codierens für eine Forschungsarbeit überprüft haben. In diese interdisziplinäre Arbeit floss dementsprechend Wissen aus den Disziplinen der Stadtplanung, Geographie, Bauingenieurwesen, Soziologie und Psychologie mit ein.

Der Ablauf der Forschungswerkstatt war durch drei Schritte gekennzeichnet:

Zunächst fand eine telefonische Abfrage zu dem Wissen um die Methode und zur Klärung der Rahmenbedingung statt. So konnte eine gemeinsame Sprache und Verständnis für die Methodik gefunden werde. Ebenfalls wurden in diesem Zusammenhang die Materialien und Dokumente zur Durchführung der Überprüfung der Methodik verschickt.

Die KollegiatInnen bekamen im zweiten Schritt Zeit, sich mit den Dokumenten auseinander zu setzten und diese selbstständig zu bearbeiten.

Im letzten Schritt haben wir uns digital zusammengesetzt und die Ergebnisse diskutiert. Diese Form bildete den Kern der fachübergreifenden, interdisziplinären Arbeit.

Im Ergebnis lässt sich festhalten, dass die zum Teil sehr unterschiedlichen Sichtweisen, Herangehensweisen und auch der Umgang mit der Methodik und den Aufgaben zu einem Produkt und neuem Erkenntnisgewinn für alle Beteiligten geführt haben. Die Diskussion über den entwickelten Codierleitfaden hat zur Reflexion von eigenen Annahmen beigetragen und ergänzende Perspektiven und inhaltliche Pointierungen aufgezeigt.

Durch die Forschungswerkstatt sind sowohl neue Inhalte für die Forschungsarbeit sowie ein neuer Umgang mit der Methodik erlernt worden. Dabei hat die Diskussion über die Methodik der einen Forschungsarbeit nicht nur dieser Promotion einen Mehrwert gebracht, sondern ebenso neue Impulse für die weiteren Forschungsarbeiten und das Verständnis für methodische Vorgehensweisen anderer Fachdisziplinen. Die Forschungswerkstatt hat uns gezeigt, wie wichtig ein Austausch über die eigene Disziplin hinaus ist, denn so können neue Denkanstöße und Lösungsprozesse entwickelt. 

28.05.2020 Doktorandentreffen// Beitrag von Simon Slabik

DOKTORANDENTREFFEN

RUB 07.05.2020

Aufgrund der aktuellen Corona-Pandemie haben sich die Mitglieder und auch die OrganisatorInnen des Forschungskollegs NEQ dafür entschieden, die regelmäßig stattfindenden Doktorandentreffen am 07. Mai 2020 mithilfe der Online-Applikation Zoom zu organisieren. Der Austausch untereinander sollte dabei weiter fortgeführt werden, um die Forschungsarbeiten – auch in dieser besonderen Zeit – bestmöglich voranzutreiben.

Vorgesehen war, das Treffen am Lehrstuhl Ressourceneffizientes Bauen an der Ruhr-Universität Bochum zu veranstalten. Obgleich das Treffen kurzerhand für das Onlineformat umstrukturiert wurde, ging es nichtdestotrotz um die Vorstellung der Forschungsprojekte des Lehrstuhls Ressourceneffizientes Bauen, aber auch um den Austausch der DoktorandInnen untereinander. Einen allgemeinen Überblick über die Tätigkeiten und Forschungsgebiete des Lehrstuhls Ressourceneffizientes Bauen wurde durch Frau Prof. Dr.-Ing. Annette Hafner gegeben. In vielen unterschiedlichen Projekten forschen die MitarbeiterInnen des Lehrstuhls an Themen wie beispielsweise dem Einfluss unterschiedlicher Materialien auf die Ökobilanzierung von Gebäuden und Bauwerken, ressourceneffiziente Konstruktionsformen und dem nachhaltigen Bauen. Anknüpfend wurde die Nutzung von Holz in Aufstockungen zur urbanen Nachverdichtung von Michael Storck aufgezeigt wurde. Caya Zernicke gab abschließend einen spannenden Einblick in GIS-Modellierungen zur stofflichen Nutzung von Holz im Bausektor und daraus resultierenden Einsparungen von Treibhausgasen.

Nach einer kurzen Pause wurden aktuelle Fragestellungen in den Dissertationsvorhaben von Karen und Simon präsentiert und zusammen mit den Mitgliedern des Forschungskollegs NEQ ausführlich diskutiert. Wie üblich wurden zum Ende wichtige organisatorische Punkte geklärt und besonders die Auswirkungen der Corona-Pandemie mit Hinblick auf anstehende Konferenzbesuche und die anstehende Exkursion nach Kopenhagen besprochen.

In der Zukunft soll der Austausch weiterhin zunächst über Onlineformate ausgetragen werden und wir freuen uns auf das kommende Doktorandentreffen im Juni, welches von Mona vorbereitet wird.

14.05.2020 Exkursion Wien// Beitrag von Christian Thommessen und Anne Paulus

ASPERN SMART CITY RESEARCH GmbH & Co KG (ASCR)

BESUCH DER ASPERN SEESTADT

Die Forschungsgesellschaft ASCR wurde von der Siemens AG Österreich, der Wien Energie GmbH, der Wiener Netze GmbH und der Stadt Wien (Wirtschaftsagentur Wien, Wien 3420 Holding GmbH) gegründet mit dem Ziel, im Spannungsfeld Klimawandel, Ressourcenendlichkeit und Urbanisierung –im Sinne der Zukunftsfähigkeit – die Entwicklung städtischer Infrastruktur weiterzudenken und voranzutreiben. Das Neubauquartier wird genutzt, um die Praxistauglichkeit nachhaltiger Energieversorgung durch eigene Energieerzeugung und -speicherung und deren Steuerung durch intelligente Netze zu testen. Abbildung 1 zeigt die Eigentümerstruktur.

Abbildung 1: ASCR-Eigentümerstruktur der beteiligten Gesellschaften.

Die Ausarbeitung innovativer Ideen und Versorgungskonzepte (optimale Abstimmung von Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Verbrauch von Energie) wird in der Aspern Seestadt als prototypische Umsetzung in einer realen Umgebung durchgeführt. Das jährliche Budget zur Zielerreichung beträgt etwa 44 Mio. €, wovon alleine 24 Mio. € für Forschungsaktivitäten eingesetzt werden.

Im Stadtentwicklungsgebiet wurde eine hochmoderne Forschungsumgebung errichtet. Kern des Ganzen ist eine „Smart Grid“ Gebäudeautomatisierung, also eine einheitliche und umfassende Energienetzsteuerung. Die Automatisierungslösung soll die Test-Gebäude grundsätzlich miteinander vernetzen, also sichere Kommunikation gewährleisten und Datenprotokolle liefern, sowie die Energieversorgung intelligent und selbstlernend steuern. Ziel ist eine autarke Energieversorgung der einzelnen Gebäude im Einklang mit den übrigen vernetzten Gebäuden im Quartier. Dazu wurde ein Monitoringsystem implementiert, das die Energiebedarfe und die Energiespeicherung der Gebäude überwacht und ggf. als virtueller Marktplatz den Austausch von Energie anreizt („Smart Building“, siehe Abbildung 2). Als Testgebäude dienen ein Wohngebäude (213 Wohneinheiten), ein Wohnheim (300 Studierende) sowie ein Bildungscampus mit Kindergarten und Volksschule. In Zukunft soll ein Parkhaus, das ebenfalls mit dem neuen System ausgestattet wird, den Test-Campus ergänzen. Man erhofft sich hierbei u.a. Erkenntnisse in den Bereichen Elektromobilität und Parkraumnutzung. Je mehr Gebäude mit unterschiedlicher Nutzung beforscht werden, desto besser kann man Ergebnisse für nutzungsgemischte Quartiere ableiten und die Energiebedarfe der einzelnen Gebäude aufeinander abstimmen. Bisher konnten ca. 60 Forschungsfragen beantwortet, 15 prototypische Lösungen in den Bereichen intelligente Gebäude und Netzinfrastruktur entwickelt und etwa 7.000 Bewohner mit Hilfe der neuen Energiemanagementautomatisierung versorgt werden.

Abbildung 2: Schematische Darstellung der Forschungsansätze im Gebäudebereich zur Optimierung der Energiebedarfe und des Handels mit Flexibilitäten.

Diese Erfolge resultieren in erster Linie daher, dass mehr Infrastruktur verbaut wurde, als – zur klassischen Energieversorgung theoretisch – notwendig gewesen wäre. Die geschaffene Infrastruktur wurde aber nicht zur zu Forschungszwecken genutzt, sondern auch zum Benchmarking, indem Technologien verschiedener Hersteller verbaut und ihr Betrieb verglichen wurden. Hintergrund sind Restriktionen im Bereich der Automatisierung bei der anvisierten kosten- und energieoptimierter Betriebsweise des Systems im gesamten Quartier.

Weiter Forschungsbedarf besteht noch im Bereich eines kompletten Rollouts der Automatisierungstechnik im Quartier. Hier wäre es lohnenswert zu untersuchen, ob es dabei zu einer Konkurrenzsituation einiger Energiequellen kommt. Insbesondere die verbauten Technologien zur Wärmebereitstellung (Solarthermie, Wärmepumpe, Erdsonden, thermische Speicher) kämpfen in der Heizperiode platzbedingt gegeneinander um die günstigsten Betriebsbedingungen. Insbesondere die Nutzung von Erdwärme im Winter „auf breiter Fläche“ ist kritisch zu hinterfragen. Aber auch im Bereich der Strombereitstellung scheint die Kombination aus Photovoltaik und dezentralen Batterien noch nicht die optimale Lösung zu sein.

Anhand der bisherigen Ergebnisse bzgl. der individuellen Versorgung von Gebäuden und insbesondere der automatischen Gebäudevernetzung ist allerdings schon heute klar, dass die Forschungsgesellschaft ASCR weltweit eine Vorreiterrolle eingenommen hat. Mittels intelligenter Steuerung wird eine effizientere Selbstversorgung der Gebäude erreicht und weniger Restenergiebedarf muss aus dem allgemeinen/öffentlichen Netz gedeckt werden. Nun gilt es, kluge Lösungen zu finden, um auch den Restbedarf hocheffizient abzudecken. Im Nordviertel der Aspern Seestadt sieht man dazu bspw. ein Wärmenetz vor.

Langfristig soll aus den Forschungsergebnissen ein funktionierendes Geschäftsmodell resultieren, was – Stand heute – von der Atos IT Solutions and Services GmbH vertrieben werden soll. Mit den Ergebnissen, den gewonnenen Erkenntnissen und dem neuen Wissen aus dem ASCR-Projekt sollen Gestaltungsansätze für zukünftige Gesetze bzw. Richtlinien abgeleitet werden. Ein besonderes Interesse der am Projekt beteiligten Energieversorger besteht auch darin sich vor „Daten-Firmen“ wie IBM oder Google zu schützen bzw. klar abzugrenzen und eigenes Know-how im Bereich der Datensammlung und gezielten -auswertung zu entwickeln. Daten spielen im Geschäftsmodell eine zentrale Rolle, ersetzen aber nicht das Basiswissen des Geschäfts, z. B. der Baubranche bzw. Stadtentwicklung und der Ingenieure bzw. Energietechnik. Schon jetzt sind Teile des Geschäftsmodells auf andere Anwendungen übertragbar.

Abbildung 3: Besuch des Forschungskollegs NEQ bei der ASCR.

Auf dem Weg zum finalen Geschäftsmodell müssen noch diverse Hürden genommen werden. Die Eigentumsverhältnisse der verbauten Technik sind hier ein beispielhaft zu nennendes Thema. Das Kaufen und das Mieten von Flächen zur Errichtung von Photovoltaik-Anlagen erfordert bisher z. B. eine äußerst schwierige vertragliche Ausgestaltung, um die Anlagen im ASCR-Projekt nutzen zu können. Beim Stichwort „Smart Metering“ müssen auch immer Datenschutzbestimmungen diskutiert und kommuniziert werden. Die ASCR hofft diesbezüglich, dass am Ende die Vorteile und eigenen Interessen an der Nutzung eines intelligenten Energiesystems überwiegen. Zur Stärkung der Akzeptanz werden Bauträger, Investoren usw. schon vorab mit ins Boot geholt, um Kooperationen entstehen zu lassen. Auch in der Außendarstellung gibt man sich deswegen besonders Mühe und betreibt viel Werbung sowie Marketing. Die geschaffene Gebäudetechnik und Vernetzungsautomatisierung stellt ein Leuchtturmprojekt von Siemens dar.

Wie wir vom NEQ erfahren haben, finden regelmäßig Besuche internationaler Delegationen statt, die sich die Technik vor Ort anschauen und erläutern lassen (Abbildung 4). Infolgedessen rechnet ASCR mit einer Marktreife des Produkts in absehbarer Zeit: Bauträger können das Konzept dann selbst umsetzen und benötigen ggf. nur die Beratung von Atos, die – neben der technischen Ausstattung an sich –dann das nötige Kleingeld kosten wird.

Abbildung 4: Im ASCR-Showroom werden (internationale) Delegationen empfangen und die verschiedenen Erkenntnisse aus der Forschung auf modernste Art und Weise veranschaulicht.

Die hier beschriebenen Dinge sowie weitere Erkenntnissen und Errungenschaften von über 100 am Projekt beteiligten Forscherinnen und Forscher sind im Abschlussbericht ASCR 1.0 dokumentiert. Über folgenden Link gelangt man zum Bericht: https://www.ascr.at/ascr-abschlussbericht-2013-2018/

Kontakt:
ASCR Aspern Smart City Research: https://www.ascr.at 
Oliver Juli, Programm Office, Förderungen
Tel.: +43 (0)1 908 93 69
oliver.juli@ascr.at

23.04.2020 Exkursion Wien// Beitrag von Lisa Kränke

EXKURSION WIEN

STADTTEILBEGEHUNG SIMMERING

Unter dem Motto „Smarter Together – Gemeinsam g’scheiter“ gestalten die Stadt Wien und zahlreiche Unternehmen sowie Bevölkerung vor Ort den Stadterneuerungsprozess im Wiener Stadtteil Simmering. „Smarter Together“ ist ein von der Europäischen Union im Rahmen des Programms Horizon 2020 gefördertes Projekt in sechs europäischen Städten, welches sich zum Ziel gesetzt hat, intelligente und inklusive Lösungen für mehr Lebensqualität in Stadtvierteln zu entwickeln.

Am Nachmittag des 12. September 2019 haben wir eine Stadtteilbegehung durch den 11. Wiener Gemeindebezirk unternommen, um das im Bezirk Simmering verortete Projekt „Smarter Together – Gemeinsam g’scheiter“ kennenzulernen. Wir wurden von Herrn Bojan Schnabl durch Simmering geführt. Er arbeitet in der Magistratsabteilung Wohnbauförderung der Stadt Wien und ist zugleich Task Leader im Projekt „Smarter Together“.

Foto: Die Exkursionsteilnehmerinnen und -teilnehmer mit Herrn Schnabl | D. Hernández Galvis

In Simmering entwickelt die Stadt Wien gemeinsam mit den Bewohnerinnen und Bewohnern und der Wirtschaft Smart-City-Lösungen. Die Schwerpunkte liegen in den Bereichen Gebäudesanierung, Energie, Mobilität und Logistik sowie Informations- und Kommunikationstechnologie. Die entwickelten Lösungen, sollen Impulse für eine positive gesellschaftliche Dynamik und eine nachhaltige Stadtentwicklung setzen. Ziel des Projekts ist es, mit den Menschen vor Ort ein innovatives, lebenswertes und umweltfreundliches Simmering und Wien der Zukunft zu gestalten.

Im Bereich Mobilität haben wir uns eine sogenannte Mobilstation angesehen, welche ausleihbare E-Bikes und E-Lastenräder mit einer Ladestation für E-Autos und Fahrradboxen umfasst.

Foto: Wien Mobil Station | D. Hernández Galvis

Außerdem haben wir zum Thema Mobilität eine E-Carsharing-Station besucht, die sich an einer Wohnhausanlage befindet. Die Besonderheit ist, dass die Bewohnerinnen und Bewohner das Carsharing-Angebot selbst managen. Insgesamt nutzen ca. 80 Personen das Carsharing. Im Monat werden ca. 3.500 Kilometer zurückgelegt.

Im Bereich der Gebäudesanierung hat das Projekt in Zusammenarbeit mit den sog. „wohnpartnern“ einen Beteiligungsprozess mit den Bewohnerinnen und Bewohnern initiiert. Es wurde über die Pläne und den Stand der Sanierungsmaßnahmen informiert und die Mieterinnen und Mieter konnten ihre Wünsche äußern und hatten in bestimmten Bereichen Mitbestimmungsmöglichkeiten (z. B. bei der Fassadenfarbe). Es wurden PV-Anlagen eingerichtet. Der Strom wird für Gemeinschaftsräume genutzt. Neben Wohngebäuden wurden auch andere Einrichtungen im Stadtteil saniert, z. B. eine Schule, welche unterirdisch neue Turnsäle erhalten hat. Bei der Errichtung dieser Turnsäle wurden insbesondere energetische Gesichtspunkte berücksichtigt. Die Schülerinnen und Schüler wurden in den Prozess einbezogen. Insgesamt stellt die Partizipation eines der Kernelemente des Projekts dar.

19.03.2020 Exkursion Wien// Beitrag von Antonia Stratmann und Anne Paulus

EXKURSION WIEN

DAS VIERTEL ZWEI

Hintergrund zum Viertel Zwei

Das Viertel Zwei ist ein nutzungsgemischtes Neubauquartier mit nachhaltigem Energiekonzept im 2. Wiener Gemeindebezirk Leopoldstadt. Seit 2007 befindet sich das Viertel im Bau und ist aktuell in der dritten Bauphase. Von Beginn an wurden die Quartiersentwicklung und die Energieversorgung als zentrale Konzepte mitberücksichtigt. Das Quartier ist als autofreie Zone geplant, ein künstlich angelegter See und viele Grünflächen bieten hohe Aufenthaltsqualität im öffentlichen Raum. Das Viertel umfasst rund 300 Wohneinheiten, 350 Zimmer im Studierendenwohnheim und rund 30.000 Quadratmeter Büroflächen. Tiefgaragenparkplätze ergänzen das Angebot. Es gibt eine Nutzungsmischung auf vertikaler, nicht aber auf horizontaler Ebene.
Herr Vogl von der BauConsult group, die für das Projektmanagement und die technische Umsetzung zuständig ist, berichtet, dass es durch die Nutzungsmischung in dem Viertel möglich ist, ein effizientes Energienetz zu betreiben, ohne Förderungen in Anspruch nehmen zu müssen. Die Energieversorgung im Quartier wird hauptsächlich durch Erdwärmesonden und PV-Anlagen gewährleistet. Der Vorteil der Erdwärmesonden liegt darin, dass die sowohl zur Wärme- als auch der Kälteversorgung genutzt werden können. Es wurde darauf geachtet die Erdwärmesonden nicht unter Gebäuden zu installieren. Durch die Nutzung der erneuerbaren Energien, welche direkt vor Ort produziert werden, können ca. 68.000 Tonnen CO2 p.a. eingespart werden. Die Spitzenleistung des Energiesystems beträgt 700kW.

Foto: Wasserfläche im Viertel Zwei | L. Kränke

Das Viertel Zwei im Kontext des Forschungskollegs

Betont wird von Herrn Vogl immer wieder die Bedeutung von interdisziplinären Teams und dem regen Austausch zwischen den Akteuren. Das Projekt Viertel Zwei macht deutlich, dass Interdisziplinarität ein Schlüsselelement für das erfolgreiche Planen und Umsetzen von innovativen Projekten ist. Ebenso zeigt das Beispiel Viertel Zwei, dass eine effiziente und erneuerbare Energieversorgung eines ganzen Quartiers möglich ist. Das technische Know-how ist vorhanden und es bedarf vor allem Mut zur Umsetzung. Auch die Integration von Wärme- und Kühlsystemen wird in den kommenden Jahren noch stärker zunehmen, womit das Projekt zukunftsweisende Techniken berücksichtigt. Bei einer Umsetzung muss jedoch auch berücksichtigt werden, dass es auf nationaler Ebene grundlegende Unterschiede in den entsprechenden Rechtslagen herrschen. Allerdings ist das Energieversorgungskonzept des Viertel Zwei nur bedingt auf Bestandsquartiere übertragbar. Das Hauptproblem der Effizienz in bestehenden (Wohn)Quartieren kann mit Blick auf das Viertel Zwei kaum gelöst werden. Ebenfalls handelt es sich beim Viertel Zwei um exklusive Transaktionsobjekte. Damit zeigen die Entwickler des Viertel Zwei, dass sich auch nachhaltige Energieversorgung finanziell lohnen kann.

Foto: Wohnhäuser mit Penthouse-Wohnungen im Viertel Zwei | L. Kränke

06.03.2020 Sonderbeitrag// Herzlichen Glückwunsch

8|KSWD – 8. KONFERENZ FÜR SOZIAL UND WIRTSCHAFTSDATEN

HERZLICHEN GLÜCKWUNSCH LISA TARUTTIS ZUM 1. PLATZ BEIM RatSWD POSTER-PREIS 2020

Am 02. und 03. März 2020 fand die 8. Konferenz für Sozial- und Wirtschaftsdaten unter dem Motto „Gesellschaft braucht Wissenschaft. Wissenschaft braucht Daten.“ statt. Die Konferenz wird alle drei Jahre vom RatSWD ausgerichtet und lud in diesem Jahr in die Heinrich-Böll-Stiftung nach Berlin ein. Neben spannenden Vorträgen, Paneldiskussionen und sogar einem Science Slam, kam der wissenschaftliche Nachwuchs ebenfalls nicht zu kurz: Der Call for Posters richtete sich an alle Wissenschaftler*innen, die in ihrer Forschung auf Daten eines akkreditierten Forschungsdatenzentrums zurückgreifen. Zum ersten Mal wurde außerdem ein Posterpreis ausgeschrieben, bei dem die besten drei Poster von einer Jury (bestehend aus Mitgliedern des RatSWD) ausgewählt wurden. Neben der eigentlichen Posterausstellung, bei dem Besucher der Konferenz mit den Autoren der Poster in Kontakt treten und über die Arbeit diskutieren können, gehörte ebenso ein Elevator Pitch zu den Auswahlkriterien für den Posterpreis: Hier galt es, dem Publikum in 90 Sekunden einen Vorgeschmack zu geben, damit in der späteren Session möglichst viele Besucher am eigenen Poster vorbeischauen. Dazu wurde das Poster per Beamer für genau 90 Sekunden für das Publikum eingeblendet – nach Ablauf der Zeit ertönte ein Signal und der Pitch war vorbei!

Aus 40 Bewerbungen wurden 18 Arbeiten ausgewählt und in den Pitches und der Postersession präsentiert. Unter allen eingeladenen Nachwuchswissenschaftler*innen konnte Lisa das Publikum und auch die Jury mit ihrem Pitch und dem dazugehörigen Poster überzeugen und belegte am Ende den 1. Platz.

05.03.2020 Fortbildung// Beitrag von Dione Hernández Galvis und Simon Slabik

FORSCHUNGSMETHODEN

FÜR PROMOVIERENDE

Nach dem ersten, sehr erfolgreichen Seminar zu „Guter wissenschaftlicher Praxis“ organisierte das Forschungskollegs NEQ am 12. und 13. Februar 2020 eine Fortbildung zu „Forschungsmethoden für Promovierende“. Der Leiter des Graduiertenzentrums der Universität Siegen, Herr Dr. Daniel Müller, führte in einer teilweise interaktiven Präsentation durch den Workshop, in welchem den Promovierenden die verschiedenen interdisziplinären Forschungsmethoden vorgestellt wurden.

Nach einer einleitenden Zusammenstellung über die Wissenschaftstheorie und deren Ursprünge, wurden die unterschiedlichen Fächerkulturen und Methodologien der heutigen Zeit erläutert. Die zur Erstellung von wissenschaftlichen Arbeiten – besonders aus dem soziologischen und wirtschaftlichen Bereich – notwendigen Erhebungsmethoden wurden anschließend vorgestellt und durch interaktive Beispiele veranschaulicht. Am zweiten Tage des Seminars wurden zudem persönliche und individuell gestaltete Beratungsgespräche mit allen Promovierenden durchgeführt, in welchen das methodische Vorgehen kritisch hinterfragt und gegebenenfalls optimiert werden konnte.

Resümierend ist festzuhalten, dass der Workshop zu wissenschaftlichen Forschungsmethoden nicht nur das Verständnis für die methodische Verfahrensweise des eigenen Dissertationsvorhabens gestärkt hat, sondern auch das Bewusstsein für die Ansätze der anderen Disziplinen. Dadurch kann besonders in der Zukunft der Dialog innerhalb des Forschungskollegs weiter verbessert werden. Dank des persönlichen Gespräches mit Herrn Dr. Daniel Müller konnten darüber hinaus individuelle Fragestellungen beantwortet werden.

20.02.2020 Exkursion Wien// Beitrag von Lisa Taruttis und David Kröger

EXKURSION WIEN

BESICHTIGUNG DER MVA SPITTELAU

Im 9. Bezirk der Stadt Wien, direkt an der Donau und umgeben von mehreren Wohnhäusern, steht sie – die Müllverbrennungsanlage Spittelau. Betrieben wird die Anlage durch Wien Energie – dem größten Energieversorger der Stadt. 1991 ging die Anlage erneut in Betrieb, nachdem sie am 15.03.1987 vollständig durch einen Brand zerstört wurde. Da die alte Anlage nicht gerade vor Schönheit trotzte, sondern eher einem grauen Betonbunker gleichkam, wurde das Design beim Wiederaufbau dem österreichischen Architekten und Künstler Friedensreich Hundertwasser überlassen. Sein Einfluss ist nicht zu übersehen: in der gesamten Anlage lassen sich so gut wie keine geraden Linien finden – sogar die Parkplatzbegrenzungen sind geschwungen. Außerdem ist das Gebäude insgesamt sehr begrünt, beispielsweise durch bepflanzte Dächer.

Die Führung durch die Müllverbrennungsanlage beginnt mit Station 1: der Brückenwaage für Fahrzeuge. Etwa 130 LKW sind pro Tag im Einsatz und liefern zwei Mal pro Tag bis zu 6 Tonnen Müll an – pro Jahr werden in der Anlage somit etwa 250.000 Tonnen Müll verbrannt! Auch die Polizei greift in der ein oder anderen Situation auf diese Waage zurück, etwa, wenn sie Schmuggelware in einem Fahrzeug vermutet, was nicht direkt sichtbar ist.

Auf dem Weg zu Station 2 – dem Müllbunkervorplatz – passierten wir noch die Messpunkte für Radioaktivität. Man möchte ja schließlich keinen radioaktiven Müll verbrennen und womöglich sauren Regen verursachen (auch wenn dies – zugegeben – doch äußerst unwahrscheinlich ist. Aber: Sicherheit geht vor!). Auf dem Müllbunkervorplatz angekommen fallen direkt 8 große Tore ins Auge, die zur Mittagszeit und dem Zeitpunkt unserer Führung, alle in Betrieb waren. Sie sind die Schleuse zum Müllbunker, wo der angelieferte Müll gesammelt und gut durchmischt wird. Normalerweise bleiben immer einige Tore geschlossen, um die Geruchsbelästigung so gering wie möglich zu halten. Zu Stoßzeiten – und davon scheinen wir eine erwischt zu haben – werden allerdings alle Tore gebraucht, damit der Rückstau der Müllfahrzeuge nicht zu groß wird. Bevor die Tour weiterging, erzähle man uns noch, dass der Müllbunkervorplatz jedoch auch eine wirkliche Funktion hat: sollten die Messpunkte bei Radioaktivität ausschlagen, dann wird die gesamte Ladung Müll hier ausgekippt und von Fachleuten durchsucht. Definitiv kein Traumjob!

Die nächste Station unserer Führung war im Inneren der Anlage. Anhand von Plakaten erklärte man uns den kompletten Prozess der Müllverbrennung. Kurz und knapp: der Müll wird mit Erdgas gezündet; die Anlage brennt 24/7; das Volumen schrumpft auf etwa 1/10; es entstehen pro Tonne etwa 220 kg Schlacke; der Rauch, der bei der Verbrennung entsteht, wird durch eine hochmoderne Rauchgasreinigung gefiltert und verlässt als weißer Wasserdampf den Turm. Übrigens: auf diesem Turm befinden sich zwei Nistplätze für Falken, die allerdings nur besetzt werden, wenn der Dampf möglichst wenig Schadstoffe enthält. Ein super Indikator für Verunreinigungen!

Weiter ging es zu den Kranplätzen, die einem überdimensionalem Greifarm gleichkamen. Hier hätte glaube ich jeder von uns gerne selbst einmal den Müll durchmischt! Mit Hilfe dieser Kräne und einer Thermokamera werden mögliche Brandherde direkt vermieden. Außerdem werden zu große Müllteile aussortiert – wie einst ein ganzer VW Käfer! Wie dieser in den Bunker gelangt ist, ist allerdings bis heute ein Rätsel.

Zu guter Letzt ging es in den „Keller“ der Anlage: hier stehen einige Maschinen zur Kältebereitung. Denn Kälte wird, neben Wärme natürlich, heutzutage immer begehrter. Mit hochmodernen Absorptionskältemaschinen erzeugt die Anlage Kälte für die Stadt, zur Zeit jedoch nur für Großabnehmer. Angetrieben werden die Maschinen dabei nicht etwa mit Strom, sondern mit der Abwärme der Müllverbrennung! Zur Kühlung der Anlage wird das Wasser der Donau genutzt. Eine rundum super durchdachte Angelegenheit!

Zum Ende der Führung ging es noch in die Erlebniswelt, wo auch jüngere Generationen erste Erfahrungen zu den Themen erneuerbare Energien und Energieeffizienz machen können. Alles in allem war es eine absolut interessante Führung, bei der sowohl die „Technik-Freaks“ als auch alle „Nicht-Ingenieure*innen“ voll auf ihre Kosten gekommen sind!

13.02.2020 Fortbildung// Beitrag von Christian Thommessen

FORTBILDUNG

GUTE WISSENSCHAFTLICHE PRAXIS

Im Rahmen des Forschungskollegs werden regelmäßig Seminare zur Weiterbildung durchgeführt. In diesem Zusammenhang nahmen die NEQ-Doktoranden Ende Januar 2020 an einer Fortbildung zur guten wissenschaftlichen Praxis teil, die von Dr. rer. nat. Peter Schröder geleitet wurde. Im Mittelpunkt der eintägigen Veranstaltung standen die Fragen „Worum geht es bei guter wissenschaftlicher Praxis?“ und „Wie setzt man die Grundsätze der guten wissenschaftlichen Praxis um?“.

Anhand vieler praktischer Beispiele wurde den Kollegiaten vermittelt, inwiefern dieses Thema ihre Promotion betrifft, welche Pflichten und Rechte gelten, welchen Nutzen sie aus der Berücksichtigung der Leitprinzipien schöpfen können und wie sie mit etwaigen Problemen umgehen. Eine zentrale Erkenntnis war, dass man gute wissenschaftliche Praxis nicht definieren, sondern nur beschreiben kann. Der Begriff ist nämlich nicht eineindeutig und wird bspw. je nach Fachdisziplin unterschiedlich ausgelegt. Es gibt jedoch grundsätzliche Leitprinzipien der guten wissenschaftlichen Praxis, die unbedingt einzuhalten sind (z.B. Dokumentationspflicht oder Kritikfähigkeit gegenüber eigenen Ergebnissen oder Ergebnissen Dritter). Eine gute Übersicht bietet der Leitfaden bzw. Kodex der DFG.

In der Rückschau auf die Fortbildung bleibt festzuhalten, dass der Erfahrungsaustausch mit dem Dozenten sowie den Kollegiaten (nicht nur hinsichtlich des Thema dieses Workshops) sehr wichtig war und weiterhin auch ist. Die Möglichkeit, einen solchen Austausch mit anderen zu haben, schätzen die NEQ-Teilnehmer sehr und freuen sich schon auf die kommende Fortbildung.

Weiterführende Links zum Thema:
Dozent Dr. rer. nat. Peter Schröder
DFG-Kodex „Leitlinien zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis“

30.01.2020 Dissertationsthema// Beitrag von Karen Wesely

RELEVANZ DER OBJEKTIVEN UND SUBJEKTIVEN VERSORGUNGSAUTONOMIE

IM RAHMEN DER ENERGIEWENDE

Die Energiewende stellt eine der zentralen Herausforderungen in Deutschland dar. Insbesondere zur erfolgreichen Integration erneuerbarer Energien im Sektor der Wärmeversorgung, gewinnen Quartierslösungen zunehmend an Bedeutung. Besondere Herausforderungen bei der Realisierung dieser Projekte stellen die oftmals fehlende Teilnahmebereitschaft sowie Widerstände privater Hauseigentümer dar. Zwar existieren in diesem Kontext bereits verschiedene Fördermaßnahmen, die zur Aktivierung der Eigentümer dienen sollen. Allerdings verbleiben diese monetären Anreizprogramme bisher hinter den Erwartungen und zeigen, etwa bei energetischen Sanierungsentscheidungen, nur unzureichend Erfolg. Eine wesentliche Erkenntnis aus der Arbeit des ersten Kollegs war, dass insbesondere die nicht-ökonomischen Motive eine nicht zu vernachlässigende Rolle im Entscheidungsverhalten der Eigentümer zu energieeffizienten Maßnahmen spielen.

Im Rahmen gemeinschaftlicher Nutzungs- und Versorgungskonzepte im Quartier gilt es, diese emotionalen Treiber und Hemmnisse im Entscheidungsprozess der privaten Hauseigentümer tiefer zu ergründen und Maßnahmen zu entwickeln, diese Motive zielgenauer zu adressieren. Der Fokus des Vorhabens soll dabei insbesondere auf dem Spannungsverhältnis der objektiv vorliegenden und subjektiv wahrgenommenen Versorgungsautonomie liegen. Dahinter steht die Vermutung, dass sich private Eigentümer mit einem eigenen Heizkessel oftmals unabhängiger fühlen, als mit einer gemeinschaftlich genutzten Anlage. Auch wenn dies aus objektiver Sicht nicht der Fall ist, bedarf es einer genaueren Erörterung dieser subjektiv wahrgenommenen Versorgungsautonomie. Bisher konnte keine Studie identifiziert werden, in der ein mehrdimensionales Versorgungsautonomiekonstrukt erarbeitet und empirisch validiert wurde.

Das methodische Vorgehen der Arbeit gliedert sich dabei in drei aufeinander aufbauende Studien. Im Rahmen eines explorativen Forschungsdesigns soll mithilfe qualitativer Interviews, sowohl mit privaten Hauseigentümern als auch Experten, ein erster Einblick in die emotionalen Treiber und Hemmnisse gewonnen sowie ein grundlegendes Verständnis des Konstrukts der Versorgungsautonomie erlangt werden. Im Anschluss folgt die Messinstrumententwicklung nach den Regeln der klassischen Testtheorie. Anhand zweier quantitativer Befragungen soll das entwickelte Messmodell empirisch validiert werden.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Forschungsbeitrag zum Entscheidungsverhalten bei der Umsetzung gemeinschaftlicher Nutzungs- und Versorgungskonzepte im Quartier zu leisten, die Forschungslücke im Bereich der subjektiven Versorgungsautonomie zu schließen und praktische Handlungsimplikationen zur gemeinschaftlichen Aktivierung der privaten Eigentümer im Quartier abzuleiten.

23.01.2020 Konferenz// Beitrag von David Kröger

CONGRÈS INTERNATIONAL DES RÉSEAUX ELECTRIQUES DE DISTRIBUTION

CIRED 2019

Die CIRED (Congrès International des Réseaux Electriques de Distribution) ist eine große internationale Konferenz auf dem Gebiet der Stromversorgung. Die Konferenz findet seit Anfang der 1970er Jahre alle zwei Jahre an unterschiedlichen Tagungsorten in ganz Europa statt und zeichnet sich insbesondere durch ihre Nähe zur Industrie und den Fokus auf Verteilnetze aus.

Im Jahr 2019 fand die Konferenz in Madrid statt und befasste sich an insgesamt vier Tagen mit nahezu allen aktuellen Themen der Elektrizitätsversorgung. In sechs technischen Session wurden aktuelle Forschungsergebnisse und Entwicklungen der Bereiche Anlagentechnik, Planung, Betrieb und Steuerung elektrischer Netze sowie zu vielen weiteren Themenfeldern präsentiert.

Die Eröffnung der Konferenz wurde thematisch durch das EU-Legislativpaket Saubere Energie für alle Europäer bestimmt. Das Legislativpaket umfasst vier Richtlinien sowie vier Verordnungen und bildet zusammen mit weiteren Legislativakten den Rahmen für die Umsetzung der Energieunion und der europäischen Klima- und Energieziele bis 2030. In einer Podiumsdiskussion debattierten Repräsentanten unterschiedlicher Interessensgruppen über die Herausforderungen und Möglichkeiten der neuen Rechtsakte. Insbesondere die zukünftige Rolle der Prosumer wurde intensiv diskutiert. Prosumer ist ein Kofferwort aus den Begriffen producer und consumer und beschreibt einen Akteur, der sowohl Strom beziehen kann, als auch Strom erzeugen und diesen anschließend einzeln oder in Gemeinschaften verbrauchen und/oder ins Netz speisen kann. Die lebhafte Debatte lieferte Impulse für die weitere Bearbeitung der Forschungsfragen des Forschungskollegs NEQ.

Insgesamt gab der Konferenzbesuch der CIRED 2019 spannende Einblicke in ein breites Spektrum an praxisnahen Inhalten und durch den direkten Kontakt zu Experten konnten wertvolle Hinweise bezüglich geplanter Untersuchungen gewonnen werden.

23.01.2020 Dissertationsthema// Beitrag von Mona Treude

DER SMART CITY ANSATZ

ALS KONZEPT ZUM ERREICHEN VON KLIMASCHUTZ- UND NACHHALTIGKEITSZIELEN

Das geplante Promotionsvorhaben untersucht den Smart City-Ansatz nicht nur als technologisch- intelligente Vernetzung, sondern als Konzept zur Erreichung von Klimaschutz- und Nachhaltigkeitszielen mittels integrierter Betrachtung von urbanen Planungs-, Steuerungs- und Entscheidungsmöglichkeiten – etwa in den Bereichen Mobilität, Wohnen (Energie / Wärme), Beteiligung, Quartiersentwicklung. Es wird der Frage nachgegangen, ob ein Smart City-Konzept ein ökologisches, wirtschaftliches und soziales Steuerungsmodell zur Steigerung der Nachhaltigkeit im Quartier/ in der Stadt sein kann. Insbesondere wird auch analysiert, welche Rolle IuK[1]-Unternehmen sowie Nicht-IuK-Unternehmen für die Umsetzung und Steuerung (z.B. Impulsgeberfunktion) von Smart City-Ansätzen spielen. Von besonderem Interesse ist dabei die Untersuchung der Rolle von Akteuren, funktionierenden Netzwerken (inkl. Unternehmensnetzwerke) sowie der Verbreitung von Wissen bei der Stadt- und Quartiersentwicklung.

Im ersten Schritt erfolgt eine ganzheitliche Annäherung an das Konzept Smart City. Das Zusammenspiel und das Zusammenbringen von konstenintensiven, innovativen Informationsgesellschaften, die die Technologien für die globale Infrastruktur bereitstellen und eingespielten Stadtentwicklungsmechanismen, stehen dabei im Mittelpunkt der Betrachtung.

Dabei soll die Methode der „Innovationsbiographien“ zeigen, wie die Zusammenarbeit der einzelnen Disziplinen innerhalb eines ausgewählten Quartiers sowie mit der Gesamtstrategie der Stadt funktioniert und ob Wissen, Kooperationen und Netzwerke wichtige Treiber bei der Entwicklung einer Smart City sind. Mithilfe dieser Methode ist es möglich, einen Innovationsprozess über Raum, Zeit und Individuen hinweg zu analysieren. So ist es möglich herauszufinden, welche Faktoren den Prozeß zur Gestaltung einer Smart City beeinflussen, wie Lernprozesse generiert werden und sich Dynamiken von Wissen entwickeln.

Aktuell beschäftigt mich die Frage nach einer integrierten Definition einer Smart City, die nicht nur die vernetzte, digitale Stadt beschreibt, sondern ebenfalls den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen gerecht wird. Viele City-Ranking Systeme, die einen Index „smart“ ausgeben, verfügen ebenfalls über zahlreiche Indikatoren, die eine nachhaltige Stadt im Sinne des SDG 11 auszeichnet.

[1] IuK – Informations- und Kommunikationssysteme

15.01.2020 Dissertationsthema// Beitrag von Christian Thommessen

WÄRMENETZE IN DEUTSCHLAND

HISTORISCHER KONTEXT, AKTUELLE FORSCHUGSFRAGEN UND ZUKÜNFTIGE VORTEILE

Die grundlegende Funktionsweise von Wärmenetzen (engl. District Heating, DH) basiert auf der Idee, lokal verfügbare Brennstoff- oder Wärmequellen, die sonst verschwendet würden, zur Abdeckung eines ebenfalls lokalen Kundenbedarfs an Wärme zu nutzen. Dabei dient ein Wärmenetz – bestehend aus isolierten Rohrleitungen – als lokaler Marktplatz zur Verteilung der Energie. Traditionell haben überschüssige Wärmequellen ihren Ursprung in anderen Energiebereichen, das sind z.B. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) zur Stromerzeugung oder industrielle Prozesse. Heutzutage gibt es außerdem ein verstärktes Interesse an der Einbindung von erneuerbaren Energien in Wärmenetzen, z.B. Geothermie, Solarthermie oder Biomasse. Eine Kombination aus der Bereitstellung von recycelter oder erneuerbarer Wärme steht im Fokus zukünftiger DH-Systeme. Die herkömmliche Primärenergieversorgung für den Wärmebedarf wird somit substituiert, was die Umwelt weniger belastet und Ressourcen schont.

Weltweit gesehen unterscheiden sich gegenwärtige DH-Systeme, die den oben skizzierten Grundgedanken erfüllen können, sehr stark hinsichtlich ihres Anteils am jeweiligen Wärmemarkt, des Ressourceneinsatzes, der Verteilnetzgröße sowie der Umweltbelastung. Der hauptsächliche Vorteil von DH ist jedoch immer ähnlich: in urbanen Ballungsräumen mit hohen Wärmebedarfen fallen gegenüber der individuellen Gebäudeversorgung geringere Kosten an, insbesondere in Zeiten hoher internationaler Brennstoffpreise. Die DH-Gesamtkosten (für Wärmeerzeugung, -verteilung und –verbrauch) sind noch niedriger, wenn man die Kosten für die Schäden durch Klimafolgen in Form von z.B. Steuern berücksichtigt.

In einigen Ländern versorgen DH-Systeme etwa die Hälfte der nationalen Gebäudebestände mit Wärme, während es in anderen Ländern aufgrund eines geringeren Bewusstseins oder einer geringeren Wettbewerbsfähigkeit nur wenige DH-Systeme gibt. Kommerzielle Wärmenetze wurden erstmals Ende des 19. Jahrhunderts in den amerikanischen Städten Lockport und New York eingeführt. Im Anschluss hat sich die Verbreitung von DH in Europa auf unterschiedliche Weise entwickelt. Häufig war DH die Antwort zur Minimierung von Treibstoffimporten und somit der Abhängigkeit von Dritten. Die ersten europäischen DH-Systeme wurden in den 1920er Jahren in Deutschland jedoch aus einem anderen Grund eingeführt. Das erste deutsche Wärmenetz wurde in der Stadt Hamburg in Folge einer Bestrafung für Kriegsverbrechen betrieben. Konkret erhöhte Frankreich nach dem Ersten Weltkrieg den Preis für Kohle (im Ruhrgebiet). Dadurch wurde die Wärmenetzversorgung eine billigere und effizientere Lösung für die Beheizung von Gebäuden in Städten. Während der beiden Ölkrisen in den 1970er Jahren stieg der internationale Ölpreis so stark an, dass als Reaktion darauf das allgemeine Interesse an DH und deren Optimierung deutlich zunahm. Im Zuge dessen beschäftigten sich (u.a. deutsche) Energieversorger mit der kostengünstigen Möglichkeit, Abwärme aus der zwangsweisen Verbrennung von Siedlungsabfällen für DH zu nutzen, was heute ein wesentlicher Bestandteil vieler DH-Systeme ist (z.B. in Wien oder Kopenhagen).

Die skandinavische und deutsche DH-Industrie hat viel Zeit und Geld in Forschung und Entwicklung investiert, um den technologischen Prozess zu unterstützen. Verbesserte Energieeffizienz und diverse (teilweise noch bevorstehende) Brennstoffwechsel im Stromsektor machen KWK und Wärmenetze attraktiv. Hierbei sind die Temperaturen von Wärmenetzen entscheidend für die Effizienz des Gesamtsystems. Die aktuelle Forschung konzentriert sich bzgl. DH auf die Absenkung der Vor- und Rücklauftemperaturen sowie die Verbesserung des KWK-Anlagenbetriebs unter Berücksichtigung des Strom- und Wärmesektors bzw. der zugehörigen Märkte. Thermische Speicher ermöglichen die kostengünstigste Versorgung in DH und die Überbrückung der Zeit zwischen Wärmeerzeugung und
-verteilung. Darüber hinaus wird an der Entwicklung besserer Rohrleitungstechnik für Wärmenetze gearbeitet. Vorgedämmte Rohrleitungssysteme sind zwar seit den 60er Jahren Stand der Technik, aber es sind noch weitere Verbesserungen notwendig, damit eine zuverlässige sowie kosteneffiziente Basis für zukünftige DH-Systeme mit niedrigen Temperaturen geschaffen wird. Des Weiteren müssen die bewährten Technologien zur (Echtzeit-) Überwachung, Steuerung und Wärmebedarfsmessung weiterentwickelt werden, um die Wärmenetzversorgung im Sinne der Digitalisierung der Energiewende intelligent zu machen. Die Betriebstemperaturen in DH werden wesentlich niedriger sein als in der Vergangenheit (d.h. deutlich unter 100 °C), so dass die Reduzierung von Wärmeverlusten sowie eine stets effiziente Wärmeerzeugung von entscheidender Bedeutung werden.

Insgesamt verbessert sich die DH-Technologie, so dass Wärmenetze zu einem wichtigen Bestandteil in den Wärmeversorgungsmärkten verschiedener europäischer Länder wird – insbesondere auch in Deutschland. DH-Systeme werden im Gegensatz zu früher heutzutage ganzheitlich analysiert und anders geplant. Es werden mehrere Sektoren (Strom, Wärme und Transport) berücksichtigt, so dass DH zunehmend als integraler Bestandteil in einem Gesamtenergiesystem betrachtet wird. In Deutschland kann DH ein wesentliches Element sein, um die Nutzung der zunehmenden fluktuierenden erneuerbaren Stromerzeugung in Zeiten negativer Residuallast durch Power-to-Heat-Anlagen zu ermöglichen. Dies führt zu einer effizienteren Nutzung fossiler Brennstoffe für die Bereitstellung der Residuallast und zu geringeren Treibhausgas- und Kohlenstoffemissionen. In hochverdichteten urbanen Ballungsräumen wird DH die kostengünstigste Form der Wärmebereitstellung sein, da sie eine Reihe von (lokal verfügbaren) Wärmequellen nutzen kann – insbesondere die Abwärme von Industrieprozessen und hocheffizienten KWK-Anlagen sowie erneuerbare Wärme jeglicher Art. Wärmenetze bieten Vorteile hinsichtlich einer breiten Paletten an Wärmequellen zu günstigen Wärmepreisen bei gleichzeitiger Reduzierung der Abhängigkeit von Brennstoff-Importen.

10.01.2020 Sonderbeitrag// Herzlichen Glückwunsch

EURAC RESEARCH

HERZLICHEN GLÜCKWUNSCH ANTONIA STRATMANN ZUM BESTEN POSTER AWARD DER SSPCR!

Am 10.12.2020 stellte Antonia Stratmann auf der internationalen Konferenz „Smart and Sustainable Planning for Cities and Regions“ (SSPCR) in Bozen, Italien, ihr Poster unter dem Titel „How can flexible public spaces contribute to the creation of resource-friendly cities” vor.

Bei einem Willkommens-Getränk zum Auftakt der Konferenz am Dienstagabend konnten (Fach-) Besucher den Autoren der Poster Fragen stellen und diskutieren.

Jedes Poster hatte einen individuellen Code, mit welchem jeder auf der Veranstaltung für sein Lieblingsposter voten konnte. Zusätzlich guckte sich ein wissenschaftliches Komitee die Poster an und beratschlagte anschließend über die Gewinner des Besten Poster Awards.

Am Ende gab es unter den 19 ausgestellten Postern 2 Gewinner!

10.01.2020 Konferenz// Beitrag von Simon Slabik

CENTRAL EUROPE TOWARDS SUSTAINABLE BUILDING 2019 (CESB19)

PRAG, TSCHECHISCHE REPUBLIK

Die Sustainable Built Environment (SBE) Konferenzreihe wurde im Jahre 2000 ins Leben gerufen und wird seitdem auf regional-nationaler und globaler Ebene alle drei Jahre ausgetragen. Das erklärte Hauptziel der Konferenzreihe ist die Verbreitung innovativer Strategien und Entwicklung im Bereich der nachhaltigen Stadtentwicklung an ein möglichst breites Publikum. Durch die 2015 von der EU verabschiedete Resolution „Agenda 2030“ für nachhaltige Entwicklung, teilt die internationale Staatengemeinschaft mit, dass die globalen Herausforderungen nur durch eine internationale Zusammenarbeit zu lösen sind. Die Entwicklung von 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs), die in Verbindung mit 169 Zielsetzungen alle drei Dimensionen der Nachhaltigkeit abdecken, bilden den Hauptbestandteil dieser Agenda.

Die Fakultät für Bauingenieurwesen, das Klokner-Institut und das Universitätszentrum für energieeffiziente Gebäude (UCEEB) der Tschechisch Technischen Universität in Prag organisierten die Regionalkonferenz bereits zum fünften Mal in Folge. Zu den wichtigsten Themen in diesem Jahr zählten unter anderem: Die innovative Nutzung von Materialien und Produkten in nachhaltigen Gebäuden, Systeme für energieeffiziente Gebäude, nachhaltige Renovierung und Sanierung von Bestandsgebäuden und nachhaltige Stadtentwicklung.

Foto: Die Fakultät für Bauingenieurwesen, das Klokner-Institut und das Universitätszentrum für energieeffiziente Gebäude (UCEEB) der Tschechisch Technischen Universität in Prag organisierten die Regionalkonferenz bereits zum fünften Mal in Folge. 

Unter dem Vorsitz von Petr Hajek hielten Richard Lorch und Harald Müller anfänglich die Keynote-Reden, in welchen sie den aktuellen Diskurs des Klimawandels im Kontext baulicher Fragen ausleuchteten. Harald Müller stellte zudem eine klimafreundliche Variante der Betonproduktion (Öko-Beton oder grüner Beton) vor, welche die Treibhausgasemissionen – im Vergleich zu der gewöhnlichen Herstellung von Beton – reduziert. Die nachfolgenden Sessions befassten sich besonders mit der Thematik der Sanierung und der Materialität sowie deren Einfluss auf einen nachhaltigen Gebäudesektor. In der Kaffee- und Mittagspause war es leicht möglich, mit den verschiedenen Ausstellern und Vortragenden in Kontakt zu treten und über aktuelle Probleme in der Stadtentwicklung und im Gebäudebereich zu diskutieren.

Der zweite Tag der Konferenz wurde durch Keynote-Reden von Frau Dr. Österreicher, Herrn Treberspurg und Herrn Prof. Dr. Lützkendorf eingeleitet. Im Fokus hierbei stand zum einen die großflächige Stadtentwicklung in Österreich am Beispiel der Seestadt Aspern in Wien und zum anderen die Betrachtung von Nachhaltigkeitsuntersuchungen mit verschiedenen Ausgangspunkten. Im Rahmen des Forschungskollegs NEQ konnten wir im September 2019 unteranderem die Seestadt Aspern besuchen und die planerischen und praktisch umgesetzten Konzepte vor Ort inspizieren.

Den Abschluss bildeten am dritten Tag der Konferenz weitere Sessionblöcke, welche die Ma-terialität, das Recyclingpotenzial von Baustoffen, Prozesse der Politikgestaltung, Sensibilisie-rungskampagnen und ökonomische Optimierungsinstrumente thematisierten.

Alles in allem war die Konferenz in Prag eine durchaus spannende Veranstaltung, die tiefe Einblicke in die sehr breit aufgestellte Forschungslandschaft im Kontext Nachhaltigkeit und gebaute Umwelt geliefert hat. Die Schlussfolgerungen und aufgestellten Hypothesen gilt es jetzt zu bestätigen und vertiefend zu beforschen, um effektive Maßnahmen zu entwickeln, dem Klimawandel entgegenzutreten.

10.01.2020 Dissertationsthema// Beitrag von Lisa Taruttis

INVESTITIONEN IN NACHHALTIGE ENERGIESYSTEME UND ENERGIEEFFIZIENZFÖRDERNDE MASSNAHMEN

AUS SICHT VON (PRIVATEN) HAUS- UND WOHNUNGSEIGENTÜMER*INNEN

In Deutschland entfallen rund 35% des Endenergiebedarfs sowie etwa ein Drittel der Treibhausgasemissionen auf den Gebäudesektor. Gemäß der Energieeffizienzstrategie Gebäude (ESG) strebt die Bundesregierung bis 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand an, um die im Klimaschutzplan 2050 festgeschrieben Ziele zu erreichen. Hierzu sollen zum einen die Energieeffizienz von Gebäuden verbessert und zum anderen der verbleibende Energiebedarf überwiegend durch erneuerbare Energien gedeckt werden. Ein Hauptaugenmerkt bei der Umsetzung liegt dabei auf energetischen Sanierungsmaßnahmen von Bestandsgebäuden, da ein Großteil der in 2050 bestehenden Gebäude bereits heute existiert.  

In der ersten Kohorte des Kollegs hat sich mein Vorgänger Dr. Paul Baginski mit „Entscheidungsdeterminanten für energieeffiziente Sanierungen privater Gebäudeeigentümer*innen“ auseinandergesetzt und konnte so bereits verschiedene Schlüsselfaktoren sowie Hemmnisse für bzw. gegen Investitionen in verbesserte Energieeffizienz feststellen. Zielsetzung meines Promotionsvorhabens ist es nun, auf diese Ergebnisse aufzubauen und verschiedene ökonomische Effekte, die aus diesen nachhaltigen Investitionen resultieren, empirisch zu untersuchen. Im Fokus liegen hier zum einen die Aufdeckung möglicher geldwerter Vorteile, die durch energetische Sanierungsmaßnahmen generiert werden können, zum anderen steht die Analyse von Nachbarschafts- und Netzwerkeffekten im Vordergrund, denn gerade in Hinblick auf Quartierslösungen sind diese möglichen „Spillover“-Effekte von besonderem Interesse. Außerdem werden potenziell auftretende regionale Disparitäten untersucht, sodass eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf verschiedene Quartiere ermöglicht wird.

Zur Umsetzung meiner kumulativen Dissertation werde ich in mehreren Studien u.a. auf verschiedene ökonometrische Modelle sowie kleinräumige Rasterdaten zurückgreifen. Im Gegensatz zu höher skalierten Daten (zum Beispiel auf NUTS3-Ebene) ist es somit möglich, die Betrachtungsebene „Quartier“ für mich bestmöglich abzubilden. Die inter- und transdisziplinäre Ausrichtung unseres Forschungskollegs bietet außerdem die Möglichkeit, das „Quartier“ aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten, wodurch im Laufe des Promotionsprozesses durchaus weitere, spannende Forschungsfragen auftreten und zusammen bearbeitet werden können.  

10.01.2020 Konferenz // Beitrag von Dione Hernández Galvis

SMART CITY EXPO WORLD CONGRESS 2019

Der Smart City Expo World Congress ist auf ihrem Gebiet eine führende internationale Veranstaltung, die bereits 2011 begann. Dieses Jahr fand sie vom 19. bis 21. November in Barcelona statt. An der Veranstaltung nahmen 25.000 Menschen aus aller Welt teil. Die Fülle der Themen und Projekte, die an diesen drei Tagen vorgestellt wurden, sind erstaunlich. Der Kongress umfasst viele Themen, die den Zielen der Graduiertenschule entsprechen, was die Teilnahme an diesem dreitägigen Projekt motivierte, und die insbesondere in Bezug auf die Digitalisierung der Energiewende neue Perspektiven boten.

Das Motto der Veranstaltung lautete „Cities made of dreams“ und die Eröffnungsrede spielte auf eines der berühmtesten Zitate von Eleanor Roosevelt an: „Die Zukunft gehört denen, die an die Schönheit ihrer Träume glauben.“ Ziel der Konferenz war es, von einer intelligenten urbanen Revolution zu träumen, die durch verschiedene Treiber ausgelöst wird: Digitale Transformation, städtische Umwelt, Mobilität, Governance und Finanzen sowie Inclusive und Sharing Cities. Parallel dazu gab es Workshops und Rahmenveranstaltungen zu Smart Cities und Regionen, Digitalisierung, Analytik und Infrastruktur.

Da erneuerbare Energien für die Realisierung von Smart Cities von besonderer Bedeutung sind, ist die Relevanz der saisonalen Speicherung von Strom selbstverständlich. Die Stadt Stockholm und der Königliche Seehafen Stockholm boten einen interessanten Einblick in ihre Herausforderungen und Lösungen in diesem Bereich. In diesem Sinne präsentierte auch die Europäische Energieforschungsallianz Beispiele für bewährte Verfahren und diskutierte die besten Wege zur Umsetzung. Außerdem stellte sich Yostina Beules aus London der Frage: „Welche Maßnahmen müssen die Kommunalverwaltungen umsetzen, um die Energieeffizienz zu verbessern und die Emissionen zu senken?“ Da ihr Fachgebiet die Energiewende ist, waren ihre Herangehensweise an das Thema und der Bezug auf „4.0-Technologien“ als Enabler der Energiewende besonders aufschlussreich.

Darüber hinaus wurden Strategien, damit Städte und Nationen mittels IoT, City-Plattformen und internationalen Standards „smart“ sind, gründlich analysiert, diskutiert und vereinbart. Es sollte erwähnt werden, dass der Kongress zahlreiche Sitzungen über die Entwicklung intelligenter und nachhaltiger Städte hatte, die nicht nur bewährte Praktiken und Leitlinien, sondern auch Methoden anboten.

18.12.2019 Dissertationsthema // Beitrag von Antonia Stratmann

WIE KÖNNEN FLEXIBLE STÄDTEBAULICHE STRUKTUREN EINE NACHHALTIGE QUARTIERSENTWICKLUNG SCHAFFEN?

Die Ansprüche der Gesellschaft an ihre gebaute Umwelt, als auch ökologische und ökonomische Faktoren, erfordern eine stetige Anpassung der öffentlichen Stadtraumflächen und ihren Nutzungen. Obwohl lediglich drei Prozent der Erdoberfläche aus Städten besteht, sind diese die wesentlichen Treiber des Klimawandels. Raum- und Stadtplaner haben mit Verstädterung, Bodenversiegelung, Ressourcenknappheit und Umweltbelastungen zu tun und spielen eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung von nachhaltigen Anpassungsmaßnahmen und bei der Sicherung der Klimastabilität von Raumentwicklungen.

Grafik1

Abbildung 1: Indikatoren des Klimawandels und der Stadtentwicklung: Umdenken in Politik und Gesellschaft

Entwicklungstrends lassen über nahezu alle nutzungsrelevanten Erscheinungsformen hinweg in ihren räumlichen Auswirkungen eine Dynamisierung des städtebaulichen Nutzungsgefüges erkennen. Eine immer kürzere Laufzeit und Gültigkeit räumlicher Festsetzungen von Standorten für einzelne Nutzungen erfordern neue Lösungswege in der Stadtplanung. Da Zukunftsprognosen ungewiss sind, ist es notwendig, Lösungswege zu finden, welche flexibel, anpassungsfähig und offen für Veränderungen sind.

Ziel der Forschungsarbeit ist, einzelne Bausteine für eine flexible Flächennutzung in einem Quartier zu entwickeln und diese in einer Toolbox darzustellen. Das Konzept der Toolbox eignet sich, da einzelne Bausteine unabhängig voneinander im Raum und den Gegebenheiten entsprechend angewendet werden können. Die Toolbox ist somit selbst über die Zeit anpassbar, offen für neue Tools und bietet gleichzeitig einen strukturellen Rahmen und Orientierungshilfen.

Mit dem Ziel, städtebauliche Flexibilität in der Quartiersentwicklung zu schaffen, soll erstens untersucht werden, wie Flexibilität im Städtebau definiert wird; zweitens welchen Einfluss flexible Strukturen auf den Städtebau haben und im letzten Schritt, wie sich eine nachhaltige Quartiersentwicklung mit flexiblen städtebaulichen Strukturen am Beispiel eines Untersuchungsraums gestalten lässt.

Aktuell beschäftige ich mich mit den Fragen rund um Flexibilität von und in städtebaulichen Räumen. Was bedeutet Flexibilität im Städtebau? Ab wann sind Strukturen flexibel? Welche Erwartungen haben Nutzer*innen an flexible Flächennutzungen? Welche Arten/ Formen von Flexibilität gibt es? Welchen Einfluss hat Flexibilität auf den Städtebau? Welche Definitionen findet man dazu in der Literatur?

Nach ersten Literaturrecherchen ist herausgekommen, dass flexible öffentliche Flächen nachhaltige, ressourcenfreundliche Stadtplanung gewährleisten, weil …

gefördert vom

koordiniert durch

in Kooperation mit

… SIE ANPASSUNGSFÄHIG SIND

+ FÜR UNTERSCHIEDLICHE NUTZUNGEN
+ FÜR NUTZER*INNEN
+ IN ZEITEN VON UNSICHERHEIT

… SIE WENIGER BODEN VERBRAUCHEN

+ NUTZUNGEN KÖNNEN GLEICHZEITIG STATTFINDEN
+ UND/ODER NEBENEINANDER
+ BIETET HYBRIDE RAUMORGANISATIONEN

Aus diesen Punkten ist folgende Definition entstanden: „Flexibilität ist ein Gestaltungsinstrument zur Erzielung einer nachhaltigen Raumplanung. Flexibilitätsmaßnahmen sind: reversibel, abnehmbar, anpassungsfähig, einstellbar und/oder erweiterbar. Die Flexibilitätskriterien sind: Veränderungs- und Rekonstruktionsmöglichkeiten, Potenzial der Erweiterungsmöglichkeiten und die Möglichkeit der Wiederverwendung.“

Im Folgenden wird ein Ausblick und Beispiele für die Gestaltung von flexiblen öffentlichen Plätzen gegeben. Für die Dissertation soll noch weiter recherchiert werden, welchen Einfluss flexible Strukturen im Städtebau haben.

Abbildung 2: Öffentlicher Raum in La Barceloneta, Barcelona, Spanien

Abbildung 3: Öffentlicher Raum in der Seestadt Aspern, Wien, Österreich

Die Abbildungen 2 und 3 zeigen öffentliche Räume in zwei Großstädten. Der öffentliche Raum in La Barceloneta (Abbildung 2) wurde bereits 1983 geplant, der öffentliche Raum in Aspern (Abbildung 3) ist 2009 nach aktuellen Planungsleitlinien, und mit dem Wissen um die Notwendigkeit von Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, umgesetzt worden. Obwohl die beiden Plätze zu unterschiedlichen Zeiten gebaut worden sind haben sie einiges gemeinsam: eine breite Flaniermeile, Aufenthalts- und Verweilmöglichkeiten durch Bänke, Begrünung und Licht.

Im nächsten Blogbeitrag zum Stand meines Dissertationsthemas soll der Einfluss von flexiblen städtebaulichen Strukturen auf eine nachhaltige Quartiersentwicklung aufgezeigt werden, um das Forschungsziel eine Toolbox zu entwickeln, welche diverse Bausteine zur nachhaltigen Umsetzung (zeitlich und inhaltlich) beinhaltet, zu erreichen.

10.01.2020 Dissertationsthema // Beitrag von Simon Slabik

DIE ÖKOBILANZIELLE BEDEUTUNG DES QUARTIERS

NEUBAU, SANIERUNGS- UND MODERNISIERUNGSMASSNAHMEN UND DEREN UMWELTRELEVANTE AUSWIRKUNGEN

Das Quartier bietet im baulichen Kontext eine interessante und eine immer stärker in den Fokus rückende Betrachtungsebene. Als Schnittstelle zwischen individuellen Gebäuden und der gesamten urbanen Struktur, bietet es ein umfangreiches Untersuchungsspektrum. Der Gebäudesektor ist in Deutschland für etwa ein Drittel aller CO2-Emissionen verantwortlich. Auch im Hinblick verschiedener politischer Zielsetzung verpflichtete sich die Bundesregierung beispielsweise bis 2050 eine Minderung des Primärenergieverbrauchs im Gebäudebereich um 80 Prozent herbeizuführen. Die energetische Sanierung des Gebäudebestandes ist hierbei essenziell, da der Großteil des Gebäudebestandes auch noch im Jahr 2050 existent sein wird. Die Synthese aus der Aufwertung der bauphysikalischen Gebäudehülle und der Integration von nachhaltigen und effizienten Energiesystemen gewährleistet eine positive Auswirkung auf umweltrelevante Auswirkungen durch die Minimierung der betrieblichen Wärme- und Strombedarfswerte.

Zur Betrachtung und Bewertung der umweltspezifischen Auswirkungen wird die Methode der Ökobilanz (entsprechend der DIN EN 15978) auf das Betrachtungsgebiet Quartier übertragen. Hierbei steht ein holistischer Ansatz im Vordergrund, welcher neben der Gebäudestruktur auch die Infrastruktur, Leitungen und sonstige Verkehrs- und Freiflächen analysiert. Räumliche und Zeitliche Systemgrenzen müssen entsprechend justiert werden und eine sinnvolle funktionelle Einheit dient der Quantifizierung des Nutzens und für die Verwendung als Vergleichseinheit. Letztendlich wird die Adaption an verschiedenen Quartieren umgesetzt und validiert.

Im Rahmen des Forschungskollegs Nachhaltige Energiesysteme im Quartier wird eine zusammenhängende Bearbeitung der Forschungsfrage ermöglicht. Die inter- und transdisziplinare Ausrichtung liefert zudem tiefe Einblicke in den komplexen Zusammenhang zwischen baustofflichen und energetischen Modernisierungen, ökonomischen Parametern und der ökologischen Umstrukturierung der gebauten Umwelt.

05.12.2019 Konferenz // Beitrag von Christian Thommessen

ISGT EUROPE 2019

BEDEUTUNG DER KRAFT-WÄRME-KOPPLUNG FÜR DEUTSCHLANDS ZUKÜNFTIGE ENERGIEVERSORGUNG

Die IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT Europe) fand vom 29. September bis 2. Oktober in Bukarest (Rumänien) an der dort ansässigen polytechnischen Universität statt. Die ISGT Europe ist eine der beiden wichtigsten Konferenzen des IEEE in Europa und international äußerst angesehen. Grundsätzliche Schwerpunkte sind die Industrie- und Fertigungstheorie, Anwendungen für die breite Anwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien sowie die Integration erneuerbarer Energien in Stromnetze. An der Konferenz nahmen etwa 400 Vertreter aus Forschung und Praxis aus der ganzen Welt teil. Diesjähriges Hauptthema war „New Businesses for Energy Transition“ und beinhaltete Keynotes, Plenarsitzungen, Panels, Industrieausstellungen, Paper- und Posterpräsentationen sowie Tutorials zum Smart Grid und verwandten Technologien.

Das Forschungskolleg „Nachhaltige Energiesysteme im Quartier“ wurde durch M.Sc. Christian Thommessen vom Lehrstuhl Energietechnik der Universität Duisburg-Essen und seinem Beitrag „Significance of Cogeneration for Germany’s Future Energy Supply“ („Bedeutung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) für Deutschlands zukünftige Energieversorgung“) vertreten. Hintergrund dieses Beitrags ist, dass der fortschreitende Ausbau der erneuerbaren Energien zu Veränderungen in der Energieversorgung führt. Die Stromerzeugung erfordert zunehmend mehr Flexibilität, da die Abhängigkeit von der volatilen Einspeisung durch z.B. Windkraftanlagen zunimmt. Diese Entwicklungen haben zur Folge, dass sich die Betriebszeiten konventioneller Kraftwerke charakteristisch ändern, was im Wesentlichen mit der Aufgabe der Residuallastabdeckung zusammenhängt, die von steuerbaren Systemen übernommen werden muss. Aktuelle Studien identifizieren die zukünftige Flexibilitätsherausforderung zwar, allerdings richtet sich ihr Fokus häufig starr auf einen Energiesektor. Das im Rahmen der ISGT Europe 2019 veröffentlichten Paper analysiert die Rolle dezentraler KWK-Anlagen als flexible Versorgungsoption in Deutschlands städtischen Energiesystemen. Die Ergebnisse zeigen, dass große Schwankungen der Residuallast durch KWK-Anlagen abgedeckt werden können und Synergien zwischen unterschiedlichen Sektoren geschaffen. Darüber hinaus wird die Notwendigkeit der Sektorenkopplung aufgezeigt.

Das Konferenzprogramm sah die Präsentation des Papers vor. Im Anschluss daran wurden Diskussionen über die zukünftige Nutzung bestehender Infrastruktur (z.B. grüne Gase im Erdgasnetz), der Ausbau von Wärmenetzen in Deutschland sowie die Notwendigkeit von Änderungen der bestehenden Rechtsrahmenbedingungen geführt. Die endgültigen Schlussfolgerungen sollen hier in komprimierter Form zusammengefasst werden:

  • eine flexible und zu 100 % erneuerbare Abdeckung der verbleibenden Residuallast muss gewährleistet werden;
  • ein verteiltes System mit (grüner) gasbefeuerter Kraft-Wärme-Kopplung, Wind- und Solaranlagen kann saubere Energie liefern;
  • Sektorenkopplung ist ein komplexes Thema hinsichtlich: Technologie, Regulierung, Organisation, Vernetzung und Kooperation;
  • Kraft-Wärme-Kopplung bedeutet die Nutzung von Potenzialen, weil sie hocheffizient und wirtschaftlich ist;
  • in Deutschland ist ein Ausbau der Wärmenetze erforderlich;
  • eine schrittweise Umstellung des Gasnetzes muss grünes Gas für die Versorgung der verbleibenden Residuallast bereitstellen;
  • es in jedem Fall wichtig, die Flexibilitätsanforderungen des Stromnetzes zu berücksichtigen.

Nach der Sitzung dankte Professor Virgil Dumbrava für den interessanten Vortrag. Er ermutigte alle Anwesenden der Sitzung, weiterzuarbeiten und auf der Konferenz im nächsten Jahr weitere Fortschritte der Forschungen zu präsentieren. Besonders spannend fand er den Beitrag des Forschungskollegs. Deshalb überreichte er ein Zertifikat.

Foto: Christian Thommessen (Universität Duisburg-Essen, Lehrstuhl Energietechnik) erhält das Zertifikat vom Leiter der Sitzung Virgil Dumbrava (Professor an der polytechnischen Universität Bukarest).

11.12.2019 Dissertationsthema // Beitrag von Anne Paulus

NACHHALTIGE MOBILITÄT IM QUARTIER

EINE AKZEPTANZSTUDIE

Der Fokus dieses Projekts liegt auf der Untersuchung von aktuellem Verkehrsverhalten und nachhaltigen Mobilitätsentscheidungen als Basis für zukünftige nachhaltige Mobilität. Ziel des Projekts ist es, praxisrelevante Informationen zu generieren, wie nachhaltiges Mobilitätshandeln durch quartiersspezifische Angebote erreicht werden kann. Nachhaltiges Mobilitätshandeln meint bewusste Investitionsentscheidungen in ÖV-Zeitkarten, Elektroautos, Pedelecs, die Mitgliedschaft in Sharing-Gemeinschaften o.ä., die die Grundlage und Ausgangsvoraussetzungen für zukünftiges nachhaltiges multimodales* Verkehrsverhalten darstellen.

Die Probleme im Verkehrssektor können allein durch erneuerbare Antriebsformen nicht gelöst werden. Wichtig ist, dass die Transformation mit Verhaltensänderungen einhergeht. Verkehrssysteme müssen effizient gestaltet werden, ohne die Mobilität insgesamt einzuschränken. Dies soll durch Verkehrsverlagerungen auf weniger energieverbrauchende Transportmittel wie Fahrrad und ÖV, den Einsatz von E-Mobilität für kurze Wege und die gemeinsame Nutzung von Pkws im Carsharing oder Ridepooling erreicht werden. Für dieses nachhaltige Mobilitätshandeln ist Akzeptanz und Befürwortung der Transformation durch die Bevölkerung zentral. Zur Akzeptanz nachhaltiger Mobilität, dem zugehörigen mobilitätsbewussten Handeln und der Praxis dieses neuen Verkehrsverhaltens besteht allerdings noch Forschungsbedarf.

Da die Wahl des Verkehrsmittels unmittelbar mit seiner direkten Verfügbarkeit zusammenhängt, sollte die Untersuchung von Mobilitätshandeln in die Wohnsituation der Menschen eingebettet werden. Die meisten Wege starten und enden am Wohnort, weshalb das Quartier als Untersuchungsgebiet und Forschungsebene sinnvoll ist.

Den Kern dieser Forschung bildet eine quantitative Befragung in drei ausgewählten Bochumer Stadtteilen. Mit Fragen zur Verfügbarkeit von Verkehrsmitteln, zur aktuellen Verkehrsmittelnutzung, zu zurückgelegten Wege sowie Fragen zur Bereitschaft für Verhaltensänderungen und zu potenziellen Investitionsentscheidungen soll die Akzeptanz der Bevölkerung für Verhaltensänderungen analysiert werden. Die Befragung einer repräsentativen Stichprobe innerhalb eines Quartiers und der Vergleich von mehreren Quartieren mit unterschiedlicher struktureller Ausstattung (z. B. in Verkehr, Demographie, sozialer Lage) ermöglichen es, Unterschiede innerhalb eines Quartiers und Unterschiede zwischen den Quartieren aufzuzeigen.

Mit der Untersuchung von Investitionsentscheidungen, als Grundlage für multimodales Mobilitätshandeln und der Bereitschaft für Verhaltensänderungen, nimmt dieses Projekt einen zentralen Punkt der qualitativen Transformation des Mobilitätsverhaltens in den Blick.

*Multimodales Verkehrsverhalten meint den Wechsel zwischen verschiedenen Verkehrsmitteln.

27.11.2019 Dissertationsthema // Beitrag von David Kröger

STROMMARKT- UND NETZSIMULATIONEN

UNTER BESONDERER BERÜCKSICHTIGUNG EINER ZUNEHMENDEN KOPPLUNG DES STROM- UND WÄRMESEKTORS IM QUARTIER

Integrierte Energiesysteme, in denen die Sektoren Strom und Wärme miteinander gekoppelt sind, besitzen das Potential zur effizienten, emissionsarmen und flexiblen Bereitstellung von Energie. Ziel meiner Forschung ist es zu untersuchen, wie sich eine zunehmende Kopplung der Sektoren Strom und Wärme im Quartier auf Europäische Strommärkte und das Übertragungsnetz auswirkt.

Die gemeinsame Erzeugung von Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWKA), sowie die Erzeugung von Wärme mithilfe von Power-to-Heat-Anlagen (PtHA) auf Basis Erneuerbarer Energien (EE) eröffnen das Potential zur Dekarbonisierung des Wärmesektors. Gleichzeitig können Technologien der Strom-Wärme Sektorenkopplung dabei helfen, die dargebotsabhängige Stromerzeugung aus EE in das System zu integrieren. Entsprechend ihrer Ausführung besitzen KWKA einen oder zwei betriebliche Freiheitsgrade. In KWKA mit zwei Freiheitsgraden kann die Einspeisung thermischer und elektrischer Leistung teilweise getrennt voneinander gesteuert werden und dadurch kurzfristig zur EE-Systemintegration beitragen. In Zeiten negativer Residuallast können besonders großtechnische PtHA genutzt werden, um Überschüsse im Stromsektor in den Wärmesektor zu überführen und dort zu nutzen. Durch den zusätzlichen Einsatz von Wärmespeichern kann eine zeitliche Entkopplung von Wärmeerzeugung und –verbrauch realisiert werden, wodurch sich die Flexibilität des Gesamtsystems weiter erhöht.

Im Rahmen des Forschungskollegs Nachhaltige Energiesysteme im Quartier (NEQ) wird eine bereits bestehende europäische Strommarkt- und Übertragungsnetzsimulationsumgebung dahingehend weiterentwickelt, den realitätsnahen Einsatz von KWKA und PtHA abbilden zu können und die sich daraus ergebenden Implikationen für Strommärkte und –netze untersuchen und bewerten zu können. Zur Modellierung des Wärmesektors wurden im ersten Schritt Standorte, installierte Erzeugungsanlagen und Speichertechnologien sowie Wärmebedarfe einer Vielzahl von Wärmenetzen in Europa recherchiert und zeitlich aufgelöst. Daraufhin sollen die sich aufgrund der Sektorenkopplung ergebenden zusätzlichen Einsatzrestriktionen und Freiheitsgrade im Betrieb, sowie unterschiedliche Zielfunktionen von Anlagen berücksichtigt und implementiert werden. Abschließend kann der Einsatz von KWKA und PtHA sowie Wärmespeichern bestimmt und Untersuchungen bezüglich der Flexibilität und Netzbelastung durchgeführt werden.

Die zweite Phase des Forschungsvorhabens befasst sich insbesondere mit Fragestellungen der Sektorenkopplung auf Quartiersebene. Für unterschiedliche Durchdringungsraten der in der ersten Förderperiode entwickelten Lösungsansätze werden Untersuchungen hinsichtlich der Auswirkungen auf europäische Elektrizitätsmärkte und das kontinentaleuropäische Verbundnetz durchgeführt.

21.11.2019 Dissertationsthema // Beitrag von Lisa Kränke

NACHHALTIGE QUARTIERSENTWICKLUNG

IN BOCHUM-HAMME

Mit der Agenda 2030 haben die Vereinten Nationen 17 Nachhaltigkeitsziele verabschiedet. Das elfte dieser 17 Ziele fokussiert Städte und Gemeinden. Sie stellen Kristallisationspunkte für die Transformation in Richtung einer nachhaltigen Entwicklung dar. Bürgerschaftlichem Engagement und (politischer) Partizipation wird dabei eine wichtige Funktion zuerkannt. Sie erfordern neue Governance-Strukturen und -Prozesse im Sinne einer „Sustainable Urban Governance“.

Ziel des Promotionsvorhabens ist es, die nachhaltige Entwicklung urbaner Räume am Beispiel eines Stadtquartiers zu untersuchen. Im Fokus steht die Frage, welche lokalen Governance-Konstellationen geeignet sind, um eine nachhaltige Quartiersentwicklung zu ermöglichen bzw. zu fördern sowie die Frage, wie die Partizipation aller Akteur*innen im Quartier im Sinne einer inklusiven Stadt(teil)entwicklung gefördert werden kann.

Zur Beantwortung dieser Fragestellungen werden politikwissenschaftliche Governance-Ansätze mit inter- und transdisziplinären Konzepten aus der Partizipationsforschung und der Transformativen Forschung verknüpft. Neben klassischen Methoden der empirischen Sozialforschung finden transformative Ansätze Anwendung.

Das Dissertationsprojekt ist eingebettet in eine Kooperation zwischen der Stadt und der Hochschule Bochum, welche auf eine wissenschaftliche Begleitung des Stadterneuerungsprozesses im Bochumer Stadtteil Hamme abzielt. Im Fokus der Zusammenarbeit steht die Beteiligung von lokalen Akteurinnen und Akteuren am Stadterneuerungsprozess und die Aktivierung der Bürgerschaft. In einem sogenannten „Team für Forschungs- und Aktionsräume“ diskutieren und entwickeln Stadt und Hochschule Bochum gemeinsam mit Bürgerinnen und Bürgern Ideen für Beteiligungsaktionen. Ziel ist es, das Engagement der Menschen und Institutionen vor Ort für eine nachhaltige Entwicklung zu würdigen und zu fördern.

Das Promotionsprojekt untersucht diesen Beteiligungsprozess insbesondere im Hinblick auf die Zugangsvoraussetzungen und den Grad der Inklusivität (Input-Legitimität) sowie im Hinblick auf Fragen der Transparenz und den Grad der Partizipation (Troughput-Legitimität). Aus dem Projekt sollen Erkenntnisse für die (forschungs-)praktische Arbeit in und die theoretische Konzeptualisierung von Reallaboren abgeleitet werden.

Foto: Teilnehmerinnen und Teilnehmer einer Beteiligungsveranstaltung im Gespräch

Foto: Eindrücke aus Bochum-Hamme

20.11.2019 Dissertationsthema // Beitrag von Dione Hernández Galvis

DIGITALISIERUNG DER ENERGIEWENDE

RECHTSRAHMEN FÜR EINEN EFFIZIENTEREN EINSATZ VON SOLARENERGIE IM SMARTEN QUARTIER

Ziel der Forschung ist es, einen Vorschlag zur Optimierung des derzeitigen deutschen Rechtsrahmens zur Fortsetzung der Energiewende durch die Digitalisierung und zur effizienteren Nutzung der Solarenergie im Quartier zu erarbeiten.

Der bestehende deutsche Rechtsrahmen stellt zunehmend nicht mehr den Motor, sondern vielmehr den Hemmschuh für die deutsche Energiewende dar. Speziell im Bereich der Solarenergie gibt es das Problem, dass aufgrund der Mieterstromproblematik Hausbesitzer zu Unternehmern werden. Außerdem darf der Sonnenstrom nicht im Quartier verteilt werden. Die Hauptfrage wird daher sein, in welchem Ausmaß sich rechtliche Rahmenbedingungen verändern müssen, um die Chancen Digitalisierung für die Energiewirtschaft nutzbar zu machen. Im Fokus steht dabei das Energierecht, das allgemeine Zivil- und Vertragsrecht, das Datenschutzrecht sowie das IT-Sicherheitsrecht.

Zunächst wird der Ist-Zustand des deutschen Rechtsrahmens untersucht. Anschließend soll mittels einer vergleichenden Analyse der anderen modernen Gesetzgebung, verschiedener Regulierungsansätze und Best Practice-Beispielen ein Reformvorschlag erarbeitet werden. Bei der vergleichenden Analyse wird der Fokus auf die EU-Ebene gelegt werden. Darüber hinaus ist auch eine Einbeziehung übereuropäischer ‚Best Practices‘ nicht ausgeschlossen. Die zu vergleichenden Staaten werden festgelegt, nachdem die Defizite im deutschen Rechtsrahmen identifiziert wurden. Anhand dessen kann besser bewertet werden, welche Regelungsansätze/Rahmen/Steuerungsmittel o.ä. zweckmäßig in Deutschland eingesetzt werden können.

Als Hauptuntersuchungsgegenstände kommen dabei sog. „Smart Contracts“, das IoT, die Digitalisierung als Megatrend und die neuen Geschäftsmodelle (diese würden die Verbindung zum Quartier verfassen, z.B. die Prosumers und die Verteilung der Solarenergie im Quartier) ins Spiel. Der Begriff „Quartier“ ist dem deutschen (Energiewirtschafts-)Recht zunächst fremd, jedoch kennt es quartiersrelevante Anordnungen im Sinne von Kriterien, welche für die Bildung und Abgrenzung eines Quartiers hilfreich sein können. Wir müssen die unaufhaltsame Entwicklung neuer Szenarien anerkennen, die in unseren derzeitigen rechtlichen Dimensionen oder Rahmenbedingungen noch nicht vorgesehen sind. Die schier unvorstellbaren Entwicklungen, mit denen wir durch den technischen Fortschritt konfrontiert sein werden, stellen unsere Institutionen und unser Zusammenleben in der Gesellschaft vor große Herausforderungen. Dennoch ist die Berücksichtigung der Rahmenbedingungen notwendig, da diese die Akteure maßgeblich beeinflussen. Ohne eine umfangreiche Digitalisierung der Energiewirtschaft wird die beabsichtigte Energiewende nur schwer zu erreichen sein. Nach dem Motto „Think Global, Act Local“ hilft die interdisziplinäre Herangehensweise zum einen bei der gegenseitigen Beantwortung von Forschungsfragen des Forschungskollegs, zum anderen aber auch bei der positiven Gestaltung der zukünftigen gesellschaftlichen und politischen Herausforderungen.

13.11.2019 Dissertationsthema // Beitrag von Sina Diersch

Die menschenfreundliche Gestaltung urbaner Mobilität im Kontext der Energie- und Ressourcenwende, ist eine der wesentlichen Herausforderungen, mit denen sich die Mobilitäts- und Stadtplanung derzeit konfrontiert sieht. Im städtischen Raum stellt Nahmobilität, die energieeffizienteste, gesündeste, klima- und ressourcenschonendste Form der Mobilität, die ‚Basismobilität‘ und somit den Grundbaustein für eine sozial-ökologische Verkehrswende dar. Einer Verkehrswende, die als zentraler Bereich der Energiewende, neben (technischer) Infrastruktur ebenso die Etablierung flexibler Handlungs- und Verhaltensweisen und die Schaffung neuer Zuständigkeiten und Regulierungsanforderungen erfordert. In diesem Kontext dienen Stadtquartiere als Inkubatoren der Entwicklung evidenter Lösungsansätze. Denn, in ihrer Funktion als Quell- und Zielort der Alltagsmobilität können sie sowohl Initiator eines Bewusstseins- und Verhaltenswandels als auch Impulsgeber für Veränderungen von Rahmenbedingungen und Entscheidungsstrukturen sein. Oft scheitert die Umsetzung von Innovationen der Mobilitätsforschung allerdings am Transfer in die Praxis. Das Setzen realweltlicher und experimenteller Impulse, mithilfe derer Mobilität nicht nur im Sinne einer technologischen, sondern ebenso einer institutionellen Experimentierkultur erlebbar gemacht wird, kann in diesem Zusammenhang neue Perspektiven für die Verkehrswende als transformativen Lernprozess aufzeigen.

Zielsetzung meines Promotionsvorhabens im Rahmen des Forschungskollegs NEQ ist es dementsprechend, mithilfe explorativer Ansätze der Transformationsforschung resp. transformativer Forschungsansätze, umsetzungsorientierte und experimentelle Perspektiven urbaner Nahmobilität im und für den realen städtischen Kontext des Quartiers zu untersuchen. Einem Lern- und Möglichkeitsraum, in dem in einem transdisziplinären und co-kreativen Prozess mobilitätsrelevante Experimental-Settings operabel gemacht und wissenschaftliche und außerwissenschaftliche Perspektiven im Realexperiment verknüpft werden können. Realexperimente sind in diesem Kontext als Instrumente der transformativen Wissensgenerierung und -anwendung zu betrachten. Mit ihrer Hilfe soll Forschung in die Praxis übertragen und weiterentwickelt werden. Der anwendungsorientierte Forschungsansatz des Vorhabens unter der forschungsleitenden Fragestellung ‚Welche Perspektiven für die Transformation urbaner Nahmobilität ergeben sich durch Realexperimente im Quartier?‘ liegt demzufolge in der ‚Knowledge-Action-Gap‘ urbaner Mobilitätsforschung und -planung. Zur Evaluation relevanter Umsetzungsstrategien steht zunächst die Kontextualisierung der wechselseitigen Dynamiken von Gesellschaft, Raum und Governance im Mittelpunkt der Untersuchung. Darauffolgend gilt es, Realexperimente in Hinblick auf ihre Wirkung auf jene Dynamiken in einem iterativen Prozess systematisch zu evaluieren. Darüber hinaus steht die Relevanz transformativer Forschungsformate als Experimentierräume der Mobilitätsforschung im Zentrum des Forschungsinteresses.