Innovatives all-elektrisches Modellprojekt FUBIC

Die Energieversorgung des zukünftigen Innovationszentrums FUBIC wird auf einem sogenannten Nur-Strom-System basieren, gespeist ausschließlich aus erneuerbarem Strom

Heizen mit Strom, das ist das Besondere an einem Nur-Strom-Quartier. „Die Umsetzung von Nur-Strom-Quartieren ist anspruchsvoll“, erklärt Beate Mekiffer, „vor allem, wenn sie CO₂- und emissionsfrei, aus rein erneuerbaren Energien sowie wirtschaftlich tragbar für die Nutzer sein soll.“ Zukunftsweisend und nachhaltig ist die Idee eines solchen Systems, da schon heute über 40 Prozent des deutschen Stroms durch erneuerbare Energien erzeugt werden.

„Für Wohngebäude und -siedlungen gibt es bereits Nur-Strom-Konzepte, für Technologiegebäude, insbesondere mit Labor- und Technikräumen ist das etwas Neues“, erläutert Mekiffer. Sie leitet für die WISTA Management GmbH das Forschungsprojekt zum Nur-Strom-Projekt, an dem auch die Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH) und die Freie Universität Berlin (FU) beteiligt sind. Die RWTH designt das Energiesystem und legt die Speicherkapazitäten aus, die FU erhebt die Bedarfe potenzieller Nutzerinnen und Nutzer und untersucht die unterschiedlichen Interessen von Akteuren.

„Die Herausforderungen sind wegen der Art und Nutzung der Räumlichkeiten wesentlich höher als bei Wohngebäuden, denn Labore haben einen erheblich höheren Energiebedarf als Wohnungen oder Büros“, weiß Mekiffer. Da Strom aus erneuerbaren Energien im Moment noch teurer ist als herkömmliche Fernwärme, müsse man die Stromkosten durch Effizienzmaßnahmen und eine gute Einkaufspolitik reduzieren. Dazu gehören auch ein gutes Netzkonzept, das Netzentgelte spart, und Speichertechnologien, die Lastspitzen vermeiden oder überschüssigen grünen Strom aus dem Netz speichern.

Der technologische Anspruch eines solchen Energiesystems, seine Wirtschaftlichkeit und die Vielfalt seiner Nutzer machen die Aufgabe komplex und zwingen alle Beteiligten zu neuen Ansätzen nicht nur beim Design, sondern auch bei Planung und Bau. In Zukunft soll das Konzept des CO₂-neutralen und emissionsfreien Technologiequartiers dann als Blaupause für andere Quartiere dienen. Auch deshalb fördert das Bundeswirtschaftsministerium das Projekt im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms.  

Ausgehend von den geplanten Nutzungszonen des FUBICs hat die RWTH Nutzerprofile für Büros, Labore und Technikräume entwickelt. Dabei hat sie Anwesenheitszeiten, Nutzungsintensitäten, Lüftungsbedarfe und Jahresaußentemperaturen berücksichtigt. Basierend darauf wurden die Energiebedarfe für Heizung, technische Geräte, Beleuchtung und raumlufttechnische Anlagen ermittelt. Mit den Ergebnissen hat die RHTW geprüft, welche Nur-Strom-Anlagenkonfiguration die simulierten Verbräuche am effizientesten decken kann. Im Ergebnis wurde ein System bestehend aus Wärmepumpen, Fußbodenheizung und Speicheranlagen zur Umsetzung vorgeschlagen, deren Effizienz über ein cloudbasiertes Energiemanagementsystem maximiert werden soll. Fazit aller bisherigen technischen und wirtschaftlichen Untersuchungen: „Die Nur-Strom-Versorgung kann den Energiebedarf des FUBICs sehr gut abdecken. Sie ist technisch möglich, wirtschaftlich tragfähig und sie ist genehmigungsfähig“, erklärt Mekiffer.

Natürlich kennt sie auch die Bedenken gegen die reine Stromversorgung, die Angst vor hohen Kosten oder Stromausfall. Doch intelligente Energie­versorgungs­systeme reagieren absolut flexibel und bedarfsgerecht und verfügen über gute Steuerungsmechanismen und Speicher. Ein günstiger Einkauf von grünem Strom minimiert die Kosten ebenfalls. Und ein möglicher Stromausfall wirkt sich auf ein Gebäudesystem, bei dem 30 Prozent des gesamten Strombedarfs in die Heizung fließen, ebenso aus wie auf ein konventionell versorgtes Gebäude.

„Wir haben ein System konzipiert und geplant, das die gewünschten Bedarfe deckt, wirtschaftlich ist und multiplikationsfähig für ganz Deutschland. Es ist nicht an spezifische lokale Voraussetzungen gebunden, wie etwa die Geothermie, und deswegen so gut übertragbar“, so Mekiffer. Die Einführung einer zunehmend höheren CO₂-Bepreisung unterstützt Nur-Strom-Systeme mit erneuerbaren Energien. In Zukunft wird erneuerbarer Strom dadurch im Verhältnis zu anderen Versorgungsvarianten stetig günstiger werden. „In den 1980er Jahren“, so Beate Mekiffer, „waren Elektroheizungen als ineffiziente Energie- und Kostenfresser verpönt. Jetzt, in Zeiten der allseits geforderten strombasierten Wärmewende, ist das Nur-Strom-System der richtige Weg in eine nachhaltige und klimafreundliche Zukunft.“

Von Bettina Tacke für Potenzial – Das WISTA-Magazin