Projekt

Der digitale Energie-Zwilling als Planungswerkzeug zur ökologischeren und ökonomischeren Energieversorgung misst Energie- und Materialströme (Strom, Wärme, Wasser) eines Gebäudes oder Quartiers und bildet sie in einem digitalen Modell nach. Die räumliche Darstellung dieser Daten schafft neue Erkenntnisse zum Energieverbrauch und eine Bewertungsbasis lokaler Einsparpotenziale.

Herausforderung

Bislang konnten eine starre, kontinuierliche Energieerzeugung und die vorhandene Netzinfrastruktur den Energiebedürfnissen gerecht werden. Nach diesem Prinzip werden an zentralen Punkten Strom und Wärme erzeugt bzw. eingespeist und an anderen Stellen von den Verbrauchern abgenommen.

Erneuerbare Energiequellen, die künftig den Großteil der Energieversorgung leisten, fluktuieren dagegen deutlich stärker und können nicht in der Produktion bedarfsweise hoch- bzw. heruntergefahren werden. Ihre Integration in das Energienetz funktioniert bislang, da bei der Versorgung stets auf die kontrollierbaren, fossilen Erzeugungsanlagen zurückgegriffen werden kann.

Mit dem Ziel unseren Energiebedarf künftig zu 100% durch erneuerbare Energien zu decken, wird unser Energiesystem jedoch zunehmend dezentraler, mehrteiliger und komplexer. Verlässlichkeit im Betrieb und Wirtschaftlichkeit im Umbauprozess lassen sich nur gewähren, wenn ein dezidiertes Verständnis des Energiesystems vorhanden ist und die notwendigen Maßnahmen passgenau geplant werden.

Lösung

Der digitale Energie-Zwilling schafft ein genaues Verständnis von Energie- und Materialflüssen (Strom, Wärme, Wasser, u. a.), ihren Veränderungen und Zusammenhängen der Systemkomponenten. Durch anschauliche Darstellung abstrakter Informationen als dreidimensionale, digitale, kartenähnliche Abbildung der energetischen Geschehnisse eines Hauses, Wohnblocks oder Quartiers lassen sich energetische Einsparpotenziale erkennen, verorten und langfristig mittels geeigneter Maßnahmen planen und ausschöpfen.

Vorgehen

Der Aufbau eines digitalen Energie-Zwillings erfordert eine umfassende, strategische Herangehensweise. Langfristige Ziele müssen zunächst mittels erster Maßnahmen auf kleiner Ebene erprobt werden, bevor sie auf eine größere Ebene übertragen werden können. Das Projekt startet mit der einjährigen Phase A und wird in der vierjährigen Phase B weitergeführt.

In einem ersten Schritt ist die Bewertung von Regensburger Quartieren hinsichtlich ihrer Eignung für das Projektvorhaben  anhand historischer, baulicher, energie-technischer und eigentumsrechtlicher Kriterien notwendig.               
Nach der Quartiersauswahl muss die lokale Messtechnik bewertet und ggf. erweitert werden, um in einem nächsten Schritt die Energie- und Materialströme des Quartiers bzw. eines Untersuchungsobjekts zu erfassen. Der Einsatz verschiedener Messtechnologien und Untersuchungsansätze soll ein möglichst breites Verständnis der energetischen Realität schaffen.

Die erhobenen Daten werden anschließend mittels intelligenter Software untersucht, aufbereitet und mit einem dreidimensionalen, dynamischen Gebäudemodell zusammengeführt, in dem umfangreiche Gebäudeinformationen hinterlegt sind (z.B. Flächen, Volumen, Baujahr, Sanierungs-zustand, Gebäudehülle, usw.).

Im Zuge des Projekts werden außerdem rechtliche Aspekte des Vorhabens mituntersucht. So werden zu Beginn und in jedem einzelnen Projektschritt datenschutzrechtliche Belange eingehalten.

Phase B verfolgt anschließend das Ziel, ein skalier- und replizierbares Modell für die Übertragung auf weitere Quartiere oder die Gesamtstadt zu erreichen. Das Energiemanagement kann dadurch an vielen Stellen wirtschaftlicher und ökologischer werden.