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Auf einem ehemaligen Güterbahnhofsgelände in Esslingen entsteht ein neues, nahezu klimaneutrales Stadtquartier. Über einen Zeitraum von fünf Jahren erproben Wissenschaftler in dem geplanten Quartier „Neue Weststadt“ ein innovatives Energieversorgungskonzept, bei dem Stromüberschüsse aus fluktuierenden Erneuerbaren Energien als Wasserstoff gespeichert und bei Bedarf wieder ans Netz abgegeben werden. Das Quartier dient darüber hinaus als Reallabor für die systemdienliche Kopplung der Sektoren Wärme, Kälte, Strom und Mobilität.

Das Stadtquartier „Neue Weststadt“  entsteht auf einem rund 12 ha großen, direkt am Neckar gelegenen Areal und umfasst über 600 Wohnungen, Büro- und Gewerbeflächen sowie einen Neubau der Hochschule Esslingen. Die Planungen basieren auf einem 2011 durchgeführten städtebaulichen Wettbewerb. Der Bau einzelner Gebäudeblöcke startete bereits in 2016 und wird bis etwa 2022 erfolgen.

Das Forschungsprojekt baut auf den Erkenntnissen einer vorbereitenden Studie auf, in der die erforderlichen Grundlagen für ein klimaneutrales Stadtquartier erarbeitet wurden. Bei der Umsetzung des Konzepts werden konkrete Lösungen für die Nutzung von regenerativ erzeugten Stromüberschüssen und Abwärme Anwendung finden. Die Kopplung der verschiedenen Sektoren wie Strom, Wärme, Kälte und Mobilität sollen überregionale Versorgungsstrukturen entlasten und eine klimaneutrale Versorgung des Quartiers ermöglichen.

Besonderes Augenmerk gilt dem netzdienlichen Betrieb und der Bilanzkreisoptimierung beim Bezug regenerativer Stromüberschüsse. Die Nutzung von netz- und marktbasierten Stromüberschüssen trägt dazu bei, die zunehmenden Erzeugungs- und Lastspitzen des Stromsektors einander anzupassen. Stromnetzstabilisierende Maßnahmen werden mit dem weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien immer wichtiger, um diese in das Stromnetz zu integrieren und eine regenerative Versorgungssicherheit garantieren zu können.

Lageplan des in der Entwicklung und zum Teil bereits im Bau befindlichen Stadtquartiers „Neue Weststadt“ in Esslingen.

© SIZ - EGS

Elektrolyseur produziert Wasserstoff im Quartier

Die technischen Potentiale zur regenerativen Stromproduktion vor Ort werden soweit als möglich ausgeschöpft. Diese reichen jedoch aufgrund der hohen Bebauungsdichte nicht aus, um den gesamten Bedarf bilanziell decken zu können. Um diese Energiemenge bereitzustellen und das Stromnetz zu entlasten, werden Stromüberschüsse aus erneuerbaren Energien bezogen, welche möglicherweise nicht genutzt werden könnten. Um mit diesen schwankenden Überschüssen ein Quartier zu versorgen, ist eine Zwischenspeicherung des Stroms erforderlich, beispielsweise in Form von Wasserstoff. Diese Aufgabe übernimmt in dem Quartier ein Elektrolyseur, welcher sich in der Energiezentrale befindet. Der erzeugte Wasserstoff wird mehrheitlich in das bestehende Erdgasnetz eingespeist, welches als Langzeitspeicher dient. Der klimaneutrale Wasserstoff kann auch in der Mobilität eingesetzt werden, um den Mobilitätssektor zu dekarbonisieren. Bei Strombedarf im Netz ist auch eine Rückverstromung möglich. Dadurch werden die erneuerbaren Stromüberschüsse netzstabilisierend verwertet. Zudem ist vorgesehen, die bei den Umwandlungsprozessen anfallende Abwärme in ein Nahwärmenetz einzuspeisen und im Quartier zu nutzen.

Schematische Darstellung des Energiekonzeptes

© SIZ - EGS

Energie für eine systemdienliche Mobilität

Das Quartier erhält ein flächendeckendes Angebot an E-Ladestationen sowohl für private Fahrzeuge als auch für ein quartiersinternes Car-Sharing. Geplant ist, die Lade- und Buchungstechnik der Fahrzeuge zu vernetzen und einen systemdienlichen Betrieb zu realisieren. Zukünftig soll es auch möglich sein, Energie aus den Fahrzeugen wieder in das Quartiersnetz einzuspeisen.

Schon heute erbringen in Esslingen oberleitungsgebundene Elektrobusse circa 30% des öffentlichen Nahverkehrs. Im Laufe des Projektes sollen Elektrobusse auch weitere Dieselbusse im Fuhrpark ersetzen. Da das Oberleitungsnetz nicht komplett ausgebaut werden kann, sind Oberleitungsbusse mit zusätzlichen Batterien notwendig. Durch diese hybriden Elektrobusse können, bei einem Ausbau der Oberleitungslinien um 20%, die elektrisch gefahrenen Strecken vervierfacht werden.

Sozialwissenschaftliches und technisches Monitoring

Erfolg und Übertragbarkeit des Projektes hängen entscheidend von der Akzeptanz der verschiedenen Nutzungsgruppen ab. Deshalb begleitet ein sozialwissenschaftliches Monitoring den Transformationsprozess auf dem ehemaligen Güterbahnhofsgelände, um frühzeitig die Wünsche und die Zufriedenheit der Bürgerinnen und Bürger zu erkennen und zu berücksichtigen. Mit Hilfe eines detaillierten Kommunikationskonzeptes soll außerdem umfassend und transparent über das Projekt und die eingesetzten neuen Technologien informiert werden. Ziel ist nicht nur, den Nachweis für die Funktionsfähigkeit und Alltagstauglichkeit im Hinblick auf ein zukünftiges, deutschlandweit anwendbares Energiesystem zu erbringen, sondern auch nachvollziehbar zu dokumentieren. Die Projektstruktur von lokalen und überregionalen Verbundpartnern und die beispielhafte Siedlungs- und Nutzungsstruktur der „Neuen Weststadt“ bietet die Chance, die Ergebnisse auf andere Städte und Kommunen zu übertragen.

Förderinitiative Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt

Das Verbundvorhaben „EnStadt-Es_West_P2G2P: Klimaneutrales Stadtquartier Neue Weststadt Esslingen“ ist eines von sechs Leuchtturmprojekten der in 2016 gestarteten Förderinitiative Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das Projektkonsortium besteht aus 10 Verbundpartnern. Die Gesamtkoordination und wissenschaftliche Leitung erfolgt durch das Steinbeis Innovationszentrum Energie-, Gebäude- und Solartechnik (SIZ-EGS), Stuttgart.

Letzte Aktualisierung: 5. Juli 2018

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