Strategischer Energienutzungsplan für die Stadt Köln
Die Stadt Köln hat sich das Ziel gesetzt, zum Jahr 2035 klimaneutral zu sein [1]. Damit steht die Stadt Köln, wie viele andere Großstädte, vor der Herausforderung, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, um ihre selbstgesteckten Klimaneutralitätsziele schnellstmöglich zu erreichen. Hierbei liegen die Herausforderungen vor allem in der Umstellung der Wärmeversorgung für Raumwärme, Trinkwarmwasser und Prozesswärme. Der Transformationsprozess im Bereich der Wärmeversorgung benötigt insbesondere eine langfristig gedachte strategische Planung. Diese Planung umfasst neben technischen Analysen auch ein Vernetzen der wichtigsten Akteure, damit die kommunale Wärmeplanung erfolgreich gelingen kann. Um eine erste Strategie entwickeln zu können, hat die Stadt Köln den Auftrag an die FfE sowie Averdung Ingenieure & Berater erteilt, einen strategischen Energienutzungsplan mit Fokus auf die Wärmeversorgung zu erarbeiten und aus diesem konkrete Maßnahmen für die Wärmetransformation in Köln abzuleiten.
Rolle der FfE
Im Rahmen dieses Auftrages fallen der FfE zwei Arbeitspakete zu: Zum einen die federführende Erstellung des wärmebezogenen Energienutzungsplans für die Stadt Köln und zum anderen die Entwicklung eines Tools zur Bewertung von Versorgungslösungen in Energiesystemen.
Vorgehensweise zur Erstellung des Energienutzungsplans
Für die Erarbeitung des Energienutzungsplan sind drei Schritte vorgesehen:
- Status Quo Analyse mit Visualisierung relevanter Bedarfe und Potenziale,
- Regionalisierte Priorisierung verschiedener Wärmeversorgungstechnologien und
- Entwicklung von Versorgungsszenarien für die künftige Wärmeversorgung.
Grundlage des Energienutzungsplans ist die Ermittlung des Status Quo. Dafür wird, in einem ersten Schritt basierend auf bestehenden Daten der Stadt Köln, der lokale Gebäudebestand räumlich aufgelöst kartografisch aufbereitet und hieraus die besonders relevanten Kennzahlen, wie Wärmebedarfsdichte und -belegungsdichte, bestimmt. Eine beispielhafte Wärmebedarfskarte ist in Abbildung 1 zu sehen.
Im zweiten Schritt werden zunächst die Vorranggebiete für Wärmenetze (sowohl Fernwärme als auch Inselnetze) und Einzelversorgung über dezentrale Heizsysteme identifiziert. Weiterhin wird eine Priorisierung der Anlagen und Maßnahmen, wie beispielsweise Sanierungsraten und -tiefen, untereinander durchgeführt. Danach werden diese Lösungen im Modell über die Stadt ausgerollt und es erfolgt eine kartografische Darstellung für die verschiedenen Wärmeversorgungsszenarien für die Stadt Köln.
Vorgehensweise zur Erstellung des Tools zur Auslegung von Energiesystemen
Das zu entwickelnde Tool dient dazu, es der Stadt Köln nach Abschluss der Studie weiterhin zu ermöglichen, eigene Bewertungen von potenziellen Energiesystemszenarien durchzuführen. Das Tool wird in Excel umgesetzt, um damit auch eine benutzerfreundliche Bedienung zu ermöglichen.
Zur Bewertung von unterschiedlichen Energiekonzepten benötigt das Tool diverse Eingabedaten, wie beispielsweise Angaben über den Gebäudestand sowie Energiestandard, um Strom-, Wärme- und Kältebedarfslastgänge zu berechnen. Daher ist das Tool in zwei Teilkomponenten gegliedert. Im ersten Teil werden Eingabedaten zur Erstellung und Analyse der Lastgänge genutzt und im zweiten Teil erfolgt eine Dimensionierung und Bewertung der Versorgungskonzepte basierend auf den im ersten Teiltool erstellten Lastgängen. Die Bewertung erfolgt dabei insbesondere anhand techno-ökonomischer Kennwerte.
Literatur
[1] Stadt Köln, Klimaziele für Köln, https://www.stadt-koeln.de/artikel/69164/index.html (abgerufen am 17.10.21)