Neues Projekt erforscht innovative Technologien für klimaneutrale Quartiere

Nähmaschinenwerk soll Leuchtturm werden

Noch ein altes Fabrikgelände, bald ein innovatives Quartier. © Stadt Kaiserslautern

Das Pfaff-Quartier in Kaiserslautern soll zum Leuchtturm für die Planung klimaneutraler Quartiere werden. Wo 150 Jahre lang Nähmaschinen produziert wurden, können Gesundheits- und Technologieunternehmen, Arbeitnehmer und Bewohner ein nachhaltiges Arbeits- und Lebensumfeld in zentrumsnaher Lage finden. Neun Partner wollen dafür eine zukunftsweisende Quartiersentwicklung nach neuestem wissenschaftlichem Stand auf die Beine stellen.

EnStadt:Pfaff ist eines von sechs Leuchtturmprojekten, das Wirtschafts- und Forschungsministerium in der Initiative "Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt" fördern. Das Projekt ist als Reallabor konzipiert. Technische und sozialwissenschaftliche Fragen sollen gemeinsam mit Investoren, Planungsbüros, Arbeitnehmern und Bewohnern beantwortet werden. Untersucht wird auch, wie man sie besser in die Bauleit- und Erschließungsplanung integrieren könnte.

Außerdem will das Projekt neue Technologien in den Sektoren Energieversorgung, Gebäude, Elektromobilität und Digitalisierung entwickeln, demonstrieren und optimieren. Die Zusammenführung der Aufgaben in einem Leuchtturmprojekt ermöglicht es, aufeinander abgestimmte Lösungen zu entwickeln, die durch das Reallabor-Konzept auch auf ihre Praxistauglichkeit hin geprüft werden, teilt das beteiligte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE mit.

Digitale Quartiersplattform

Die Digitalisierung spiele dabei eine zentrale Rolle, denn in der geplanten digitalen Quartiersplattform sollen die Daten aus allen Sektoren zusammengeführt und unter anderem für ein intelligentes Energiemanagement genutzt werden. Neue digitale Dienstleistungen sollen entwickelt und auf ihre Praxistauglichkeit und ihren Mehrwert für die verschiedenen Zielgruppen hin geprüft werden. EnStadt:Pfaff ist dabei auch verknüpft mit der Initiative Digitale Stadt in Kaiserslautern.

Die Energieversorgung des Pfaff-Quartiers erfolgt mit einem Smart Grid, in dem alle Erzeuger, Wandler, Speicher und Verbraucher mit Sensoren und Smart Metern ausgestattet werden. Die Daten werden zur intelligenten und effizienten Steuerung der Strom- und Wärmenetze genutzt. Durch die Installation eines zentralen elektrischen Speichers (gegebenenfalls wird es auch dezentrale Speicher geben) soll der Stromeigenverbrauch im Quartier maximiert werden. Beabsichtigt ist auch, Energiedienstleistungen für andere Quartiere bereitzustellen.

Ziel ist, im Pfaff-Quartier einen möglichst hohen Anteil an selbst erzeugter erneuerbarer Energie zu erreichen, weshalb Konzepte zur optimalen Nutzung der vorhandenen Solarflächen auf den Gebäuden erarbeitet werden. Das Wärmenetz ist als Niedertemperaturnetz geplant, das einen Austausch von Energiemengen zwischen Netz und Gebäuden ermöglicht. Dies wird auch erreicht durch ein agentenbasiertes Energiemanagementsystem, das die Gebäude und deren Leittechnik in die Steuerung der Strom- und Wärmeversorgung im Quartier aktiv einbezieht. Durch den Einsatz von Blockchain-Technologien werden zusätzlich die Möglichkeiten des Energiehandels zwischen Gebäuden und Prosumern im Quartier untersucht.

Im Reallaborzentrum kann alles ausprobiert werden

In und an den Gebäuden werden unter anderem innovative Solarfassaden, elektrochrom schaltbare Fenster und neue Lüftungskonzepte erprobt und demonstriert. Auch die Verknüpfung von Smart Home-Technologien mit dem Quartiers-Energiemanagementsystem wird untersucht. Eine optimale Integration von Elektrofahrzeugen und deren Ladeinfrastruktur in das Energiesystem ist ein wichtiges Projektziel, wobei insbesondere das bidirektionale Laden weiterentwickelt wird, bei der die Batterien der E-Fahrzeuge als zusätzliche Stromspeicher dem Stromnetz zur Verfügung gestellt werden.

Mit dem Reallaborzentrum wird ein Ort geschaffen, in dem alle Technologien vorgestellt und mit Virtual Reality-Techniken interaktiv begreifbar gemacht werden. In einer Quartierswerkstatt können Angebote wie Planungswerkzeuge und Dienstleistungs-Apps erprobt und gemeinsam weiterentwickelt werden. Workshopräume bieten Raum für Austausch und Zusammenarbeit.

Auch an die Nutzer von morgen ist gedacht

Das Ziel von EnStadt:Pfaff ist die Entwicklung einer zukunftsfähigen, effizienten, flexiblen und von den Nutzern akzeptierten Quartiersinfrastruktur. EnStadt:Pfaff untersucht dabei auch, wie sich die Arbeits-, Wohn- und Freizeitwelten der Bevölkerung künftig verändern werden, weil die entwickelten Lösungen auch in den kommenden Jahrzehnten attraktiv sein sollen. Dafür werden im Rahmen von EnStadt:Pfaff Planungs- und Monitoringwerkzeuge weiterentwickelt.

Das Projekt wird im Verbund von neun Partnern umgesetzt. Koordinator ist die Stadt Kaiserslautern, die wissenschaftliche Leitung hat das Fraunhofer-Institut ISE aus Freiburg inne. Weitere Projektpartner sind die Pfaff-Areal-Entwicklungsgesellschaft, die Stadtwerke Kaiserslautern, das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering aus Kaiserslautern, die Hochschule Trier mit ihrem Umwelt-Campus Birkenfeld, die Hochschule Kaiserslautern, die Hochschule Fresenius in Idstein sowie die Palatina Wohnbau. Quelle: Fraunhofer ISE / sue

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