Ein Microgrid für das Weltquartier in Hamburg‐Wilhelmsburg

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

1.1 Forschungsfrage

1.2 Aufbau und Methodik der Arbeit

2. Grundlagen der Strom- und Wärmeerzeugung

2.1 Das Stromversorgungssystem

2.1.1 Strommarkt in der EU und Deutschland

2.1.2 Regelenergiemarkt

2.2 Das Wärmeversorgungssystem

2.2.1 Wärmeversorgung in Deutschland

2.2.2 Wärmenetze und Wärmespeicher

2.3 Rechtliche Rahmenbedingungen im Bereich Strom- und Wärmeversorgung

2.4 Kraft-Wärme-Kopplung und Blockheizkraftwerke

2.4.1 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung

2.4.2 Verbrennungskraftmaschinen in Blockheizkraftwerken

2.4.3 Betriebskonzepte für Blockheizkraftwerke

2.5 Microgrid

3. Stromnachfrage und Energieeffizienz

3.1 Entwicklung der Stromnachfrage von Haushalten

3.2 Energieeffizienzförderung durch Anreize und Technik

4. Planungen im Projektgebiet Hamburg-Wilhelmsburg

4.1 Projektgebiet Hamburg-Wilhelmsburg

4.2 Das Weltquartier im Reiherstiegviertel

4.2.1 Lage und bauliche Struktur

4.2.2 Bevölkerungsstruktur

4.2.3 Planungen

4.3 Der Energiebunker und das Nahwärmenetz

4.3.1 Lage, Geschichte und Aufbau

4.3.2 Bisherige Planungen

4.3.3 Geplantes Nahwärmenetz Weltquartier

4.3 Möglichkeiten für den stromgeführten Betrieb des Energiebunkers

4.4.1 Rahmenbedingungen

4.4.2 Varianten der Vermarktungsstrategie

5. Aufbau des Microgrid Energiebunker-Weltquartier

5.1 Grundannahmen

5.1.1 Varianten: Zwei Versorgungsgebiete

5.1.2 Netzverlegung

5.1.3 Stromnachfrage

5.2 Berechnung des Erlöspotentials und der möglichen Strompreise

5.2.1 Variante 1: Weltquartier

5.2.2 Variante 2: Gesamte SAGA GWG-Bestände südliches Reiherstiegviertel

5.3 Gesamtbetrachtung

6. Implementierung eines anreizbasierten Stromtarifs für das Weltquartier

6.1 Tarifstruktur

6.2 Ansprache und Gewinnung von Kunden

6.3 Ausgestaltung des Stromtarifs und konkrete Anreize zur Energieeffizienz

6.3.1 „Weltstromtarif“

6.3.2 Stromrechnung und Bewohneraufklärung

6.3.3 Aufbau des Anreizsystems

6.4 Effizienzgewinne und finanzielle Ersparnisse der Haushalte

7. Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit untersucht die Wirtschaftlichkeit des Aufbaus und Betriebs eines Microgrids im Weltquartier in Hamburg-Wilhelmsburg, um den lokalen Haushalten durch einen günstigeren Strompreis und ein integriertes Anreizsystem zur Energieeffizienzsteigerung eine finanzielle Entlastung zu ermöglichen.

• Implementierung eines Microgrids zur Umgehung von Netznutzungsentgelten.
• Entwicklung eines anreizbasierten Stromtarifs zur Förderung der Energieeffizienz.
• Analyse des Energiekonzepts für den "Energiebunker" und dessen Wärme- und Stromerzeugung.
• Sozialverträgliche Sanierung von energieeffizientem Wohnraum in sozial schwachen Gebieten.
• Wirtschaftlichkeitsberechnungen für verschiedene Versorgungsmodelle und Vermarktungsstrategien.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die Notwendigkeit des Ausbaus erneuerbarer Energien und die soziale Dimension des Energieverbrauchs in einkommensschwachen Quartieren.

2. Grundlagen der Strom- und Wärmeerzeugung: Dieses Kapitel erläutert die technischen und rechtlichen Rahmenbedingungen der Energieerzeugung, insbesondere im Kontext von Kraft-Wärme-Kopplung und Microgrids.

3. Stromnachfrage und Energieeffizienz: Hier wird der Stromverbrauch von Haushalten analysiert und Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz durch Anreize und Technik untersucht.

4. Planungen im Projektgebiet Hamburg-Wilhelmsburg: Das Kapitel beschreibt das spezifische Projektumfeld, einschließlich der baulichen und sozialen Struktur des Weltquartiers und der Energiebunker-Planungen.

5. Aufbau des Microgrid Energiebunker-Weltquartier: Dieser Abschnitt widmet sich den Grundannahmen, der Netzverlegung und der Wirtschaftlichkeitsberechnung des geplanten Microgrids.

6. Implementierung eines anreizbasierten Stromtarifs für das Weltquartier: Hier wird der konkrete "Weltstromtarif" vorgestellt sowie Strategien zur Kundengewinnung und Förderung der Energieeffizienz dargelegt.

7. Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bewertet die Übertragbarkeit des Modells als Instrument zur sozialen und energetischen Quartiersentwicklung.

Schlüsselwörter

Microgrid, Weltquartier, Energiebunker, Kraft-Wärme-Kopplung, Energieeffizienz, Stromtarif, SAGA GWG, Hamburg Energie, Regenerative Energien, Stromnachfrage, Sozialverträgliche Sanierung, Lastmanagement, Haushaltsstrom, Wirtschaftlichkeit, Anreizsystem.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der technischen und wirtschaftlichen Konzeption eines Microgrids in einem Hamburger Sanierungsquartier, das den Bewohnern günstigeren Strom ermöglichen und sie gleichzeitig zu mehr Energieeffizienz motivieren soll.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Zentrale Schwerpunkte sind die Kraft-Wärme-Kopplung, die rechtlichen und technischen Rahmenbedingungen von Stromnetzen, die energetische Sanierung von Mehrfamilienhäusern sowie Anreizsysteme für Privathaushalte.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?

Die Forschungsfrage lautet, ob ein integriertes Vorgehen mit Microgrid-Strombezug, einem niedrigen Strompreis und Anreizsystemen finanzschwache Haushalte entlasten und gleichzeitig zum Stromsparen animieren kann, um steigende Wohnkosten zu kompensieren.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Es wird eine Kombination aus Literaturrecherche, Auswertung von Expertengesprächen mit lokalen Akteuren sowie stichprobenartigen Beobachtungen zur Elektrogeräteausstattung in Haushalten des Weltquartiers genutzt, um darauf basierend eine Wirtschaftlichkeitsberechnung zu erstellen.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Grundlagen der Energieerzeugung, die spezifische Situation im Projektgebiet Weltquartier, die Planung und Wirtschaftlichkeitsberechnung des Microgrids sowie die Ausgestaltung eines anreizbasierten Tarifmodells.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Die wichtigsten Begriffe sind Microgrid, Weltquartier, Energiebunker, KWK (Kraft-Wärme-Kopplung), Energieeffizienz, Stromtarif und soziale Entlastung.

Welchen Einfluss hat das Alter der Elektrogeräte auf das Sparpotential im Weltquartier?

Die Beobachtungen zeigen, dass viele Haushalte sehr alte, ineffiziente Geräte (z.B. über 30 Jahre alte Kühlschränke) nutzen, was ein enormes, durch einen gezielten Austausch erschließbares Einsparpotential von bis zu 40% im Haushaltsstromverbrauch bietet.

Warum spielt die SAGA GWG eine entscheidende Rolle für den Erfolg des Microgrids?

Als Eigentümerin der Wohnungsbestände ermöglicht die SAGA GWG durch die Koordination der Sanierung und der Neuvermietung eine direkte Ansprache der Mieter und die Kopplung des Strombezugs an den Mietvertrag, was für die notwendige hohe Anschlussquote essentiell ist.

Wie trägt das Anreizsystem zur Finanzierung bei?

Ein "Subventionscent" pro verbrauchter Kilowattstunde fließt in einen Fonds, aus dem zusammen mit Sponsorengeldern effizientere Elektrogeräte finanziert werden, die dann als Anreiz bei erreichtem Minderverbrauch an die Kunden ausgegeben werden.