Mit digitalen Werkzeugen zur kommunalen Wärmeplanung

Kai Mainzer, David Fischer und Sven Killinger haben 2019 das Start-up greenventory gegründet. Sie unterstützen mit ihren digitalen Werkzeugen Städte, Energieversorger und Netzbetreiber bei der kommunalen Wärmeplanung – auch in Duisburg.

Muss ich mir eine Wärmepumpe anschaffen oder wird mein Viertel bald an das Fernwärmenetz angeschlossen? Fragen wie diese sollen durch das Wärmeplanungsgesetz der Bundesregierung geklärt werden. Das Ziel ist, den Wärmeverbrauch in Deutschland bis 2045 klimaneutral zu gestalten. Mit dem Gesetz werden die Länder verpflichtet, sicherzustellen, dass Wärmepläne erstellt werden. In der Regel werden die Städte und Kommunen diese Aufgabe übernehmen. In einer Großstadt wie Duisburg soll die kommunale Wärmeplanung bis Mitte 2026 vorliegen. Federführend ist dabei die Stadt Duisburg. Die wichtigen technischen und inhaltlichen Grundlagen für diese Planung werden von der Duisburger Versorgungsund Verkehrsgesellschaft (DVV), zu der auch die Stadtwerke Duisburg gehören, bearbeitet.

Die Unternehmen aus dem DVV-Konzern haben deshalb bereits mit umfangreichen Vorarbeiten für die Wärmeplanung Duisburgs begonnen. Unterstützung erhalten sie dabei von der greenventory GmbH, einem Energie- und Softwareunternehmen aus Freiburg, das auf die Inventarisierung und Optimierung von Energiesystemen spezialisiert ist. „Für die Bürgerinnen und Bürger wird die Wärmeplanung vor allem Orientierung bieten: Wenn jemand in einem Gebiet lebt, das in naher Zukunft an das Fernwärmenetz angeschlossen wird, muss er sich keine Wärmepumpe installieren. Gebiete, die nicht an die Fernwärme angeschlossen werden, können sich darauf einstellen und - mit möglichen Fördermitteln - ihre Heizung umrüsten. Wärmeplanung ist daher für uns als Wärmeerzeuger und Wärmeverteiler ebenso wichtig wie für die Bürgerinnen und Bürger“, sagt Andreas Gutschek, Vorstand Infrastruktur und Digitalisierung bei den Stadtwerken Duisburg.

Das im Oktober 2019 gegründete Start-up greenventory liefert Städten, Energieversorgern und Netzbetreibern digitale Werkzeuge für die Planung der Energiewende. „Mithilfe eines digitalen Zwillings wird die Stadt gebäudescharf dargestellt und der Energieverbrauch, Energieträger und erneuerbare Potenziale innerhalb des Gebiets transparent sichtbar gemacht”, erläutert Dr. Kai Mainzer, Geschäftsführer von greenventory.

Für den Erfolg der Energiewende macht die Verfügbarkeit von Daten sowie deren sinnvolle Kombination und Interpretation einen entscheidenden Unterschied. Welcher Wärmeverbrauch besteht in den Stadtteilen und womit wird geheizt? Wie gestaltet sich die bestehende Netzinfrastruktur und welche Erzeugungsanalgen gibt es schon heute? Welche Potenziale zur Nutzung Erneuerbarer Energien, zum Beispiel durch industrielle Abwärme, Photovoltaik oder Geothermie existieren in einem Stadtteil? Lohnt sich die Investition in eine energetische Sanierung des Altbaubestands bei begrenztem Budget oder wäre der Aufbau eines kommunalen Fernwärmenetzes effektiver?

Das Hightech Spin-off greenventory aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme hat es sich zur Aufgabe gemacht, derartige Fragen datenbasiert zu beantworten. Grundlage dafür ist eine Software, mit der Energiesysteme in Städten einfach inventarisiert und mithilfe umfangreicher Algorithmen sowie der Planungsarbeit von Experten optimiert werden können. So hilft greenventory Unternehmen und Kommunen dabei, ihre Energie- und Klimaziele einfacher, schneller und kostengünstiger zu erreichen.

Mit Hilfe der greenventory-Software werden für die Wärmeplanung die Daten von insgesamt 97.000 Duisburger Gebäuden verarbeitet und analysiert. Hierzu nutzen die Freiburger Experten öffentliche zugängliche Daten sowie bestehende Datensätze von Stadt, Netzversorger und Stadtwerken. Sensible Daten werden hierbei zu keiner Zeit veröffentlicht und nach Abschluss eines Projektes gelöscht. Der Gebäudebestand ließ sich so digital erfassen und visuell abbilden. Das bildet die Grundlage für die weiteren Schritte. Das Softwaretool ermöglicht dann die Zusammenführung dieser Daten mit Energiemodellen, Geodaten und Statistiken.

Im zweiten Schritt der Wärmeplanung werden alle lokal verfügbaren erneuerbaren Potenziale analysiert. Die Stadtwerke Duisburg nutzen derzeit insbesondere Erdgas für die Wärmeerzeugung im Fernwärmenetz. Durch die Datenanalysen können dann weitere Potenziale sichtbar gemacht werden. Das können zum Beispiel bereits geplante Großwärmepumpen sein oder die Nutzung von vorhandener Erdwärme über die Förderung von Tiefengeothermie. Auch die Potenziale für industrielle Abwärme bei Duisburger Unternehmen wird für den Wärmeplan erhoben und analysiert. Die Potenzialanalyse wird zudem verdeutlichen, wie viel die Gebäudesanierung zur Wärmewende beitragen kann.

Die Software von greenventory wurde bereits in mehr als 60 Projekten mit Energieversorgern, Netzbetreibern und Städten erfolgreich eingesetzt. Für ihre innovativen Ideen haben die drei Gründer Kai Mainzer, David Fischer und Sven Killinger mehrere Preise erhalten.