Elbinsel Wilhelmsburg Energiewende im Visier Monitoring und Evaluierung

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1 Virtuelle Kraftwerke Nachverdichtung Plusenergiestandard Elbinsel Wilhelmsburg Energiewende im Visier Monitoring und Evaluierung

2 Projektinhalt: Förderschwerpunkt: Förderung: Konzeption, Qualitätssicherung und wissenschaftliches Messprogramm für das Energie-Monitoring der IBA Hamburg 2013 Energieeffiziente Stadt Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Projektlaufzeit: bis

3 Projektinhalt: Förderschwerpunkt: Förderung: Konzeption, Qualitätssicherung und wissenschaftliches Messprogramm für das Energie-Monitoring der IBA Hamburg 2013 Energieeffiziente Stadt Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Projektlaufzeit: bis Projektleitung: Institut für Gebäude und Solartechnik der TU Braunschweig Kooperationspartner: Internationale Bauaustellung - IBA Hamburg GmbH Technische Universität Clausthal Energie-Forschungszentrum Niedersachsen - EFZN HafenCity Universität Hamburg - HCU Hochschule für Angewandte Wissenschaft Hamburg Technische Universität Hamburg Harburg RWTH Aachen University TU Clausthal Hamburger Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt Hamburg Energie Hamburg Wasser E.On Hanse Wärme GmbH Vattenfall Distribution Unternehmen der Wohnungswirtschaft Hamburger Landesbetrieb für Geoinformation und Vermessung

4 Projektziel: CO 2 neutral bis 2050 Solare Strahlungsenergie Wind- und Wasserkraft Umweltwärme und Geothermie Biomasse

5 Kurzportrait Energieforschungszentrum Niedersachsen Gegründet als Forschungsverbund EFZ der TU Clausthal in Kooperation mit der Universität Oldenburg im Herbst 2005 Öffnung zum EFZN und Erweiterung um die Universitäten Braunschweig, Göttingen und Hannover im Herbst niedersächsische Gründungsprofessuren, welche in zahlreichen Bereichen der Energieforschung tätig sind

6 Kurzportrait Energieforschungszentrum Niedersachsen Disziplinübergreifende Forschungsausrichtung entlang der gesamten Energiekette

7 Arbeitsphasen des Projektes Das Forschungsprojekt wird die IBA Hamburg in den innerhalb des Förderkonzeptes EnEff:Stadt für Demonstrationsvorhaben vorgesehenen drei Projektphasen intensiv wissenschaftlich begleiten, die innovativen Konzepte analysieren und bewerten sowie Erkenntnisse und Erfahrungen publizieren. Projektphase 1 Prüfung des laufenden konzeptionellen Prozesses hinsichtlich der Energieeffizienz sowie der methodischen Grundlagen für die Umsetzung des Monitorings. Projektphase 2 - Überwachung und Dokumentation der Maßnahmen auf Gebäude- (Neubau und Sanierung von Gebäuden) und Quartiersebene (Energiekonzeptbausteine, Vernetzung, Gesamtenergieeffizienz, ) sowie wissenschaftliche Begleitung und Bewertung des IBA- Prozesses. Projektphase 3 Überwachung, Analyse und Dokumentation des Gesamtenergieversorgungskonzeptes der IBA mit den wesentlichen Bausteinen sowie herausgehobener Einzelprojekte der Bereiche Neubau und Sanierung in einem einheitlichen Monitoring. Erstellung der Stoff-, Emissions- sowie Energiebilanzen.

8 Maßnahmen im Detail Kategorie 1a: erweitertes Monitoring Energiebereitstellung/Netze regelmäßige Erfassung des Strom- /Gasverbrauchs einer Region in Zusammenarbeit mit dem jeweiligen Netzbetreiber Energieerzeugung und -verteilung: Energiebunker Energieberg Georgswerder Energieverbund Wilhelmsburg Mitte

9 Monitoring Netzte: WÄRME Kategorie 1a NETZE WÄRME Erweitertes Monitoring Messfühleranordnung im Bereich Wärmeversorgung beim EVU und der Gebäudeübergabe getrennte Ermittlung der Energieversorger auch Erfassung zugespeister Energien je Gebäude ist die Übergabe zu messen im Fall von Wärmelieferung je Gebäude in das Netz ist auch dieser Wärmestrom zu erfassen Messungen mittels: Wärmemengenzähler Temperaturfühler weiterer Sensorik (projektabhängig) EVS: Energieversorger Bildquelle: Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt

10 Monitoring Netzte: STROM Kategorie 1a NETZE STROM Erweitertes Monitoring Messfühleranordnung im Bereich Stromversorgung beim EVU und der Gebäudeübergabe getrennte Ermittlung der Energieversorger auch Erfassung zugespeister Energien je Gebäude ist die Überzu messen im Fall von Stromlieferung je Gebäude in das Netz ist auch dieser Energiestrom zu erfassen Messungen mittels: Stromzähler weiterer Sensorik (projektabhängig) EVS: Energieversorger Bildquelle: Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt

11 Monitoring Netzte: STROM Kategorie 1a NETZE STROM Erweitertes Monitoring Datenerhebung über Lastgang Online, Vattenfall Aufteilung des IBA-Gebietes in drei Regionen (Wilhelmsburg, Veddel, Harburger Schlossinsel) mit drei Umspannwerken, die mit Messtechnik ausgestattet sind Erfassung der Strommenge nach Tarifkunde (Haushalt), Großkunde, Industrie Bestimmung des regenerativen Anteils im IBA-Gebiet Vergleich der Daten mit Energie Atlas Quelle: Lastgang Online, Vattenfall

12 Monitoring Netzte: GAS Kategorie 1a NETZE GAS Erweitertes Monitoring Datenerhebung über EONHanse GmbH Aufbereitung der Daten ab 2007 Jährliche Erfassung des Jahresverbrauchs Aufteilung der Hausanschlüsse, zusammengefasst zu mehreren Einheiten (Datenschutz!) Bestimmung der Spitzenlast über Vollbenutzungsstunden

13 Energiebunker Kategorie 1a NETZE GAS Erweitertes Monitoring Anonymisierung der Nutzer Aufteilung nach Straßennamen

14 Energiebunker Kategorie 1a Energiebunker Hamburg Energie, Finanzbehörde - Immobilienmanagement, Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt / Bezirksamt HH Mitte, Geschichtswerkstatt Wilhelmsburg & Hafen Architekten: Hegger Hegger Schleiff HHS Plan + Architekten AG, Kassel Tragwerksplanung: Ing.-Büro Prof. Bertram und Partner, Ottersberg-Fischerhude Energiekonzept: Averdung Ingenieurgesellschaft mbh, HH Realisierungszeitraum: Monitoring-Aspekte: Bezug Hackschnitzel Bezug Biomethan Bezug industrieller Abwärme der Nordischen Oelwerke (NOW) Ertrag Solarthermie Produktion Wärme - Hackschnitzel - BHKW - Spitzenlastkessel Wärmebilanz und Temperaturschichtung Speicher Wärmemenge und Qualität Nahwärmenetz Wärmemenge und Qualität Übergabestationen Produktion Strom PV Produktion Strom BHKW

15 Energiebunker

16 Energieberg Kategorie 1a Energieberg Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt Amt für Umweltschutz Bodenschutz/Altlasten, Projektgruppe Sprung über die Elbe und Abteilung Natur- und Ressourcenschutz, Hamburg Energie und REpower, Arbeitskreis Georgswerder, Bezirksamt Hamburg- Mitte Architekten: Konermann Siegmund Architekten, Hamburg Landschaftsarchitektur: Häfner/Jiménez, Büro für Landschaftsarchitektur, Berlin Realisierungszeitraum: Monitoring-Aspekte: Produktion Strom PV Produktion Strom Windkraft Informationszentrum: Wärmemenge Eigenverbrauch über Wärmepumpe bereitgestellte Wärmemenge Stromverbrauch Wärmepumpe Stromlieferung Photovoltaik

17 Energieverbund Wilhelmsburg Mitte Kategorie 1a Energieverbund Wilhelmsburg Mitte Projektträger: Hamburg Energie Fachplaner: MegaWATT, Berlin Energieerzeugung: Biomethan-BHKW, Gasbrennwertkessel Energie-Erzeugungsanlagen in verschiedenen Gebäuden werden zu einem großen virtuellen Kraftwerk zusammengeschaltet Wärmenetz ist offen für alle Anlieger zur Einspeisung von erneuerbarer Wärme Monitoring-Aspekte: Bezug Biomethan Bezug Erdgas Produktion Wärme - BHKW - Erdgas-Spitzenlast Wärmemenge und Qualität Nahwärmenetz Wärmemenge und Qualität Übergabestationen Wärmemenge und Qualität Einspeisestationen Einspeisung erneuerbarer Energie der Anlieger

18 Kurzportrait Technische Universität Braunschweig Institut für Gebäude und Solartechnik Ingenieure aus den Bereichen Architektur Bauingenieurwesen Maschinenbau Elektroingenieurwesen Bauphysik TGA Seminare Klausuren Lehre Forschung Institut Publikationen Beratung Gutachten Energieausweise Wettbewerbe Monitoring Simulationen In der Fakultät Architektur Bauingenieurwesen Umweltwissenschaften SMA, Niestetal HHS, Architekten, Kassel

19 Monitoring Strom und Wärme: Gebäude Kategorie 1b Erweitertes Monitoring Kategorie 2 Einfaches Monitoring Tor zur Welt Smart Material Houses Haus der Projekte Wohnungsbau Weltquartier Pavillion Weimarer Platz Smart Material Houses Smart Material Houses Welt-Gewerbehof Neue Hamburger Terrassen Hybrid Houses IBA Dock Open House Smart Price Houses Eingang- und Hallenkomplex Behörde für Stadtentwicklung Velux Model Home Water Houses Prima Klima Anlage Hausgemeinsschaft n. Mitte Hamburger Binnenhafen

20 Projektstatus: Planung/ Bauphase Kategorie 1b Erweitertes Monitoring Kategorie 2 Einfaches Monitoring Tor zur Welt Smart Material Houses Haus der Projekte Wohnungsbau Weltquartier Pavillion Weimarer Platz Smart Material Houses Smart Material Houses Welt-Gewerbehof Neue Hamburger Terrassen Hybrid Houses IBA Dock Open House Smart Price Houses Eingang- und Hallenkomplex Behörde für Stadtentwicklung Velux Model Home Water Houses Prima Klima Anlage Hausgemeinsschaft n. Mitte Hamburger Binnenhafen

21 Projektstatus: Bauphase / Vorbereitung Monitoring Kategorie 1b Erweitertes Monitoring Kategorie 2 Einfaches Monitoring Tor zur Welt Smart Material Houses Haus der Projekte Wohnungsbau Weltquartier Pavillion Weimarer Platz Smart Material Houses Smart Material Houses Welt-Gewerbehof Neue Hamburger Terrassen Hybrid Houses IBA Dock Open House Smart Price Houses Eingang- und Hallenkomplex Behörde für Stadtentwicklung Velux Model Home Water Houses Prima Klima Anlage Hausgemeinsschaft n. Mitte Hamburger Binnenhafen

22 Projektstatus: Fertig/ laufendes Monitoring Kategorie 1b Erweitertes Monitoring Kategorie 2 Einfaches Monitoring Tor zur Welt Smart Material Houses Haus der Projekte Wohnungsbau Weltquartier Pavillion Weimarer Platz Smart Material Houses Smart Material Houses Welt-Gewerbehof Neue Hamburger Terrassen Hybrid Houses IBA Dock Open House Smart Price Houses Eingang- und Hallenkomplex Behörde für Stadtentwicklung Velux Model Home Water Houses Prima Klima Anlage Hausgemeinsschaft n. Mitte Hamburger Binnenhafen

23 Monitoring Gebäude Kategorie 1b/ 2 Gebäude WÄRME Einfaches und erweitertes Monitoring Anordnung der Messfühler im Bereich Gebäude bei gebäudespezifischen Maßnahmen sind diese direkt zu erfassen Erfassung der Erfassung der jeweils gelieferten Wärmemengen und/oder der selbst genutzten Wärmemengen bei Gebäuden ohne Maßnahmen ist eine Gesamterfassung ausreichend (Einbindung der EVUs) Messungen mittels: Wärmemengenzähler Temperaturfühler Bildquelle: Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt

24 Monitoring Gebäude Kategorie 1b/ 2 Gebäude STROM Einfaches und erweitertes Monitoring Anordnung der Messfühler im Bereich Gebäude bei gebäudespezifischen Maßnahmen sind diese direkt zu erfassen Erfassung der jeweils gelieferten Energiemengen und/oder der selbst genutzten Energiemenge bei Gebäuden ohne Maßnahmen ist eine Gesamterfassung ausreichend (Einbindung der EVUs) Messungen mittels: Stromzähler Bildquelle: Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt

25 Monitoring Gebäude Kategorie 1b Erweitertes Monitoring Gebäude Verbrauchsdatenerfassung WÄRME Wärmemengenzähler Verbrauchsdatenerfassung STROM Stromzähler Kategorie 2 Einfaches Monitoring Gebäude Mittels M-Bus Abruf Taktung: 15 Minuten Mittels M-Bus Abruf Abfrage beim Versorger Monatliche oder Jährliche Erfassung

26 Monitoring Gebäude Übersicht möglicher Datenexportschnittstellen Teamviewer

27 Beispiel Gebäude-Monitoring Kategorie 1b Open House

28 Monitoring Gebäude

29 Monitoring Gebäude Übergabestation Strom-und Wärmemengenzähler mit Impulsgeber

30 Beispiel Gebäude-Monitoring Kategorie 1b Velux-Model-Home: LichtAktivHaus

31 Ergebnisse Monitoring: LichtAktivHaus Allgemeine Angaben Standort Katenweg, Hamburg Baujahr/ Modernisierung 1950er/2010 Bezug Dezember 2011 Personen/ Nutzer 4 Bauherr VELUX Deutschland GmbH Geometrische Gebäudedaten Wohnfläche 132 m² Gebäudenutzfläche nach EnEV 172 ² Gebäudenutzfläche beheizt 172 m² Wärmeübertragende Umfassungsfläche 581 m² beheiztes Gebäudevolumen 642 m³ Fensterfläche Wand: 62 m² Dach: 39 m²

32 Monitoring: LichtAktivHaus

33 Monitoring: LichtAktivHaus

34 Jahresbetrachtung 2011 Ergebnisse Monitoring: LichtAktivHaus

35 Projektziele: Darstellung von - Energiebilanzen Erzeugung und Verbrauch - gebäudespezifischen Verbrauchswerten - differenzierte Analyse - Effizienzpotentialen - Verbrauchsverhalten