Die Digitalisierung verändert die Energieversorgung. Wenn alle Akteure frühzeitig in die Entwicklung eingebunden werden, lassen sich künftige Energiesysteme situationsgerecht optimieren. Neben technischem Fachwissen ist dafür auch interdisziplinäres Denken und Handeln erforderlich. Die Initiative «Digitalisierung der Energiesysteme in der Quartierentwicklung» der Fachhochschule Nordwestschweiz leistet in Zusammenarbeit mit Praxispartnern in diesem Themengebiet einen wichtigen Forschungsbeitrag.

Die Herausforderungen zukünftiger Energiesysteme lassen sich nicht mehr rein technisch lösen. Die verschiedenen Anspruchsgruppen wie Konsumenten, Investoren und Energieversorger haben unterschiedliche und oft gegensätzliche Interessen. Dabei stellen sich strategische Fragen: Wie soll das System optimiert werden und nach welchen Planungsgrundsätzen soll vorgegangen werden? Gleichzeitig muss man davon ausgehen, dass es künftig nicht nur eine ideale Lösung geben wird. Vielmehr lassen sich Energiesysteme mit Hilfe der Digitalisierung optimieren und deren Funktionsweise dadurch nachhaltig sicherstellen.

 

Quartiere im Fokus der Entwicklung

Quartiere rücken in den Fokus einer durch bauliche Verdichtung geprägten Schweiz und spielen eine zentrale Rolle bei der Umsetzung der Energiestrategie 2050. Es entstehen neue, nachhaltige Stadtteile durch die Wiederbelebung ehemals industriell genutzter Areale. Quartiere bieten sich als räumliche Bezugsgrösse und Experimentierfeld für zukünftige Energiesysteme an, denn sie weisen die notwendige Komplexität auf einem begrenzten Raum aus und ermöglichen gleichzeitig Rückschlüsse auf das ganze System. Zudem sind Mietende, Besitzende, Gewerbe, Industrie, Verbrauchende und Produzierende auf engem Raum vernetzt und können in die Entscheide mit einbezogen werden. Im weiteren Sinne gehören hierzu auch Gemeinden, Städte, die Politik sowie Verbände. Je früher diese verschiedenen Anspruchsgruppen und ihre Bedürfnisse in den Entwicklungsprozess einbezogen werden, desto reibungsloser und wirkungsvoller werden nachhaltige Energiesysteme umgesetzt. Durch den frühzeitigen, fachübergreifenden Austausch von Informationen entstehen ganz neuartige Lösungen für Energiesysteme. Dies erfordert neben den technischen Kompetenzen auch die Fähigkeit, interdisziplinär zu denken und zu handeln.

Abbildung 1: Darstellung der unterschiedlichen Themenfelder (grau) und der äusseren Einflüsse (weiss) des Projektes «Optimierung der Energiesysteme mit Hilfe der Digitalisierung in der Quartierentwicklung»

Abbildung 1: Darstellung der unterschiedlichen Themenfelder (grau) und der äusseren Einflüsse (weiss) des Projektes «Optimierung der Energiesysteme mit Hilfe der Digitalisierung in der Quartierentwicklung»

Geleitet durch diese Überlegungen startet die Fachhochschule Nordwestschweiz im März 2018 eine Initiative mit dem Titel «Digitalisierung der Energiesysteme in der Quartierentwicklung». Die Fachhochschule Nordwestschweiz möchte mit dieser Initiative einen Beitrag zur Optimierung zukünftiger nachhaltiger Energiesysteme leisten. In realen Quartieren werden zu diesem Zweck nachhaltige Energiesysteme und technische Lösungen auf städtebauliche, wirtschaftliche, technische und nutzerspezifische Bedürfnisse, sowie auf die Umwelt abgestimmt, eingesetzt, geprüft und optimiert (siehe Abbildung 1). Der Entwicklungsprozess wird dabei durch entsprechende Fachexperten begleitet und gesteuert. Neben verschiedenen Hochschulen der Fachhochschule Nordwestschweiz – Hochschule für Angewandte Psychologie, Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik, Hochschule für Life Sciences, Hochschule für Technik sowie Hochschule für Wirtschaft – sind an der Initiative Konsumenten, Wirtschaftspartner, Energiedienstleister, Investoren und Quartierentwickler beteiligt. Aktuell finden die ersten Sondierungsgespräche mit möglichen Partnern statt. Ein potenzieller Projektpartner aus der Praxis ist ecocoach. Das Unternehmen entwickelt Lösungen für eine nachhaltige und erneuerbare Energiezukunft, welche sowohl schlüsselfertige Energiekomponenten für den Gebäudebereich als auch umfassende Automatisierungsprodukte für Liegenschaften beinhalten. Ein mögliches Quartier für den Feldprüfstand ist Mättivor (www.mättivor.ch). Von insgesamt 100 geplanten Wohneinheiten sollen bis Mitte 2019 in einer ersten Etappe 50 Wohneinheiten realisiert werden. Die Umsetzung weiterer 50 Wohneinheiten ist zeitlich noch nicht definiert. In Schwyz steht heute bereits ein Holzpavillon, der für Besucher vollautomatisiertes und nachhaltiges Wohnen simuliert (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Holzpavillon, der für Besucher vollautomatisiertes und nachhaltiges Wohnen simuliert (www.maettivor.ch)

Abbildung 2: Holzpavillon, der für Besucher vollautomatisiertes und nachhaltiges Wohnen simuliert (www.maettivor.ch)

Ein zweites potentielles Quartier für den Feldprüfstand ist das Areal Klybeck plus in Basel (www.klybeckplus.ch, siehe auch Abbildung 3). Klybeck plus ist bereits Gegenstand verschiedener Semesterprojekte des Masterstudiengangs Architektur am Institut Architektur der Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik der Fachhochschule Nordwestschweiz. Zusätzlich ist eine Fallstudie zu energetischen Fragen im Klybeck plus Quartier im Rahmen der Initiative denkbar.

Abbildung 3: Das Areal Klybeck plus (www.klybeckplus.ch), hier mit seinem baulichen Bestand abgebildet.

Abbildung 3: Das Areal Klybeck plus (www.klybeckplus.ch), hier mit seinem baulichen Bestand abgebildet.

Interdisziplinäres Wissen der Fachhochschule Nordwestschweiz

Heutige Energiesysteme bieten das Potenzial, dass sie sich in Zukunft zu intelligenten Netzen mit einer hohen Verfügbarkeit und der kostengünstigen Informationsbereitstellung ausbauen lassen. Gleichzeitig müssen sie für die zukünftige Nutzung den neuen politischen, technischen und sozialen Herausforderungen angepasst werden. Die Verbrauchs- und Erzeugerprofile umweltgerechter Energiesysteme müssen somit aufeinander abgestimmt werden und dabei stets eine ausreichende Versorgungssicherheit garantieren. Die Digitalisierung wird einerseits neue Angebote und Dienstleistungen ermöglichen, andererseits bereits bestehende Geschäftsmodelle und Beziehungen verändern. Die Fachhochschule Nordwestschweiz hat sich in den letzten drei Jahren im Rahmen verschiedener Projekte interdisziplinäres Wissen aufgebaut, um Fragen des Energiewandels ganzheitlich und unter Einbezug aller Interessensvertreter anzugehen. Alle Projektbeteiligten arbeiten von Beginn an aktiv an der Identifikation von Problemstellungen, an Strategieentwicklung und an der Umsetzung im Rahmen anwenderorientierten Forschung mit und nehmen ihre Gestaltungsaufgabe in einem gegebenen Rahmen wahr. Entlang der Projektentwicklung werden weitere Interessierte laufend aktiv eingebunden. Die Fachhochschule Nordwestschweiz stösst dabei den jeweiligen Prozess an und übernimmt die Moderation.