Energiewende in der Stadt erfolgreich umsetzen

"Smart-East" ist eine Erfolgsstory in Karlsruhe

Karlsruhe. Das "Reallabor Smart East" hat sich in drei Jahren zu einer Blaupause für städtische Energiewendeprojekte entwickelt: Im Osten Karlsruhes entstand unter Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik ein smartes, energieoptimiertes und klimaschonendes Quartier, in dem durch Digitalisierung und Erweiterung von PV-Anlagen 270 Tonnen CO2 jährlich gespart wurden, innovative Ladekonzepte für E-Mobilität und zwei Start-ups im Bereich Smart Charging sowie Mieterstrom entstanden.

Konzept ist übertragbar

Das Konzept wird bald auch auf einen Durlacher Gewerbepark übertragen. Durch eine Weiterführung im Rahmen des "EU-Horizon- Projektes WeForming" kann das Projekt zukünftig auf europäischer Ebene wirken. Unter dem Motto „Wir bringen die Energiewende in die Stadt“ startete das Reallabor-Projekt Smart East im März 2021 mit Förderung durch das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg. In drei Jahren gelang es den Projektpartnern aus den Bereichen Forschung, IT- und Energie-Unternehmen, die Bestandsgebäude eines gemischten Gewerbequartiers um die "Hoepfnerburg" in der Karlsruher Oststadt in ein smartes, energieoptimiertes und klimaschonendes Stadtquartier zu transformieren – und damit auch erfolgreich über den Reallaboransatz Forschungswissen in die Praxis zu übertragen. Als assoziierte Partner engagierten sich dabei unter anderem Technologiefabrik Karlsruhe, Smart Grids-Plattform Baden-Württemberg e.V., Energienetzwerk fokus.energie e.V., Cyberforum, Hoepfner Bräu, die Hochschule Karlsruhe und die Badische Energie Servicegesellschaft.

Mission erfüllt: Eine Vision wird Realität

Nicht nur die Vision einer klimafreundlichen Energieversorgung für sowohl Gewerbe- als auch Wohnflächen wurde Realität, auch über das Projekt hinaus hat Smart East nachhaltig Strahlkraft und Wirkung entfaltet. Zunächst wurden die Bestandsgebäude – FZI House of Living Labs, Technologiefabrik, Cyberforum, Mehrgenerationenhaus, Hoepfner Areal, iWerkx und Hoepfner-Villa – mit Smart Metern digitalisiert. Dann folgte in der Quartiersplattform von Seven2one die Vernetzung, in der alle Energieströme und Ladevorgänge des Quartiers – ob Strom, Wärme oder Mobilität – digital live erfasst und mit Blick auf Energieverbrauch und -erzeugung optimiert werden können.

Emissionen im Quartier um 270 Tonnen CO2 jährlich reduziert

Durch Investitionen in Höhe von circa 750.000 Euro für PV-Anlagen (640 kWp) konnte der PV-Anteil am Stromverbrauch im Quartier auf beachtliche 22 Prozent gesteigert werden, wodurch die CO2- Emissionen im Quartier um 270 Tonnen jährlich reduziert werden konnten – das entspricht 17 Prozent des gesamten CO2-Ausstoßes des Quartiers (beziehungsweise 22 Prozent der CO2-Emissionen aus dem Stromverbrauch) und ist somit ein bemerkenswertes Ergebnis für mehr Klimaschutz. Für die Integration der E-Mobilität in das Konzept bauten die Partner zudem eine Ladeinfrastruktur mit fast 50 Ladepunkten auf.

Neue Geschäftsmodelle und 2 Start-ups hervorgegangen

Ein weiteres wichtiges Ziel auf dem Weg zum Modellcharakter des Reallabors Smart East war die Entwicklung neuer, lohnenswerter digitaler Geschäftsmodelle für Energieversorger und Quartiersbetreiber, die auf Nachhaltigkeit und Klimafreundlichkeit zielen und unter der Einbeziehung aller Akteure im Quartier erprobt werden können. Auch durch die Expertise der Stadtwerke konnten zwei neue Geschäftsmodelle für den wirtschaftlichen Betrieb von Ladeinfrastruktur sowie die wirtschaftliche Nutzung der Photovoltaik nach ihrer Erprobung in Zusammenarbeit mit der BES (Badische Energie-Servicegesellschaft) am Markt angeboten werden.

Zwei im Verlauf des Projektes entstandene Start-ups, unter anderem "InnoCharge", das vom Energie-Accelerator AXEL unterstützt wird, stellen die notwendige IT-Infrastruktur zur Verfügung, damit die Quartiersenergieversorger den im Quartier erzeugten Strom auch in Zukunft optimal vermarkten können: InnoCharge mit einer SaaS-Lösung für Smart Charging zum optimierten Laden von E-Fahrzeugen und Solarize mit einer Mieterstrom-SaaS-Lösung für Gewerbe.

Partizipation: Einbeziehung aller Beteiligten im Quartier

Auch Partizipation, ein unabdingbarer Faktor für das gesellschaftliche Gelingen der Energiewende, spielte bei Smart East eine wichtige Rolle: In fünf Anwender-Workshops wurden alle Beteiligten im Quartier – ob Eigentümer, Mieter, Anlagenbetreiber oder Energieversorger – einbezogen und konnten ihre Erfahrungen sowohl untereinander als auch mit der Fachwelt teilen.

Und ein besonderer Erfolg in der Projektlaufzeit: die Gewinnung der RaumFabrik Durlach als erster, weiterer Gewerbepark, der das Smart-East-Konzept übernimmt. Mit dieser Bilanz hat Smart East nach drei Jahren als Leuchtturmprojekt ein neues, skalierbares Konzept für nachhaltigen, städtischen Klimaschutz in Deutschland definiert.

"WeForming" mit europäischem Horizont

Das Projekt WeForming, das im Rahmen des EU-Programms Horizon im Call „Sustainable, secure and competitive energy supply“ unter dem Topic „Smart grid ready and smart network ready buildings, acting as active utility nodes“ gefördert wird: In diesem Rahmen wird das Reallabor Smart East in den nächsten drei Jahren zum Netzstabilisator weiterentwickelt und in ein Netzwerk mit Partnern in elf europäischen Ländern gestellt werden, die weitere fünf Reallabore betreiben.

Im neuen Projekt wird es um Themen wie Batteriespeicher, bidirektionales Laden von E-Fahrzeugen mit Rückspeisung, dynamische Stromtarife, Green Carsharing, Sektorkopplung sowie die optimierte Wärmeversorgung gehen, zum Beispiel mit Wärmepumpen. (pm/fe)