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Monitoring, Betriebsoptimierung und Know-how-Transfer im Pfaff-Quartier Kaiserslautern, Teilvorhaben: Transfer zu Fachplanern

Das Pfaff-Quartier ist ein 20 ha großes ehemaliges Fabrikgelände, das die Stadt Kaiserslautern zu einem klimaneutralen Mischquartier mit Gewerbe und wohnen entwickelt möchte. Die Quartiersentwicklung wird von 2017 bis 2024 fachlich unterstützt im 7. Energieforschungsprogramm durch das Leuchtturm-Vorhaben EnStadt:Pfaff, in dem Energie-, Mobilitäts- und Digitalisierungskonzepte erarbeitet und die Erstellung des Bebauungsplan begleitet wurde. Zwei Bestandsgebäude wurden energetisch saniert, eine Energiezentrale gebaut und die zentrale Quartiersachse mit der Versorgungsinfrastruktur in Betrieb genommen. Im Rahmen des Vorhabens werden verschiedene innovative Technologien zur Umsetzung klimaneutraler Quartiere demonstriert. Werkzeuge und Leitfäden in den Bereichen Energie, Bauen und Mobilität wurden entwickelt. Auch die sozialwissenschaftlichen Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Quartiersentwicklung wurden untersucht und ein Reallabor-Zentrum aufgebaut, um allen Interessierten die Ergebnisse zu vermitteln. Im Anschlussvorhaben EnStadt:Pfaff 2 wird das Quartier im aktuellen Ausbaustand gemonitort, um die Wirksamkeit der Konzepte zu überprüfen und zu belegen. Ausgewählte Technologien werden untersucht und optimiert, wie der Betrieb des Niedertemperatur-Wärmenetzes mit Einspeisung von Abwärme einer Kältemaschine, die bidirektionale E-Mobil-Ladeinfrastruktur zur Stützung des Stromnetzes, die Kundenanlage zur Erhöhung der Eigenstromnutzung sowie und die Nutzerfreundlichkeit digitaler Services. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Transfer der Erkenntnisse an lokale, regionale und überregionale Zielgruppen. Hierzu werden Veranstaltungen durchgeführt und gemeinsam mit den Teilnehmenden die Lösungsansätze diskutiert. Fachveröffentlichungen adressieren Planende und Umsetzende mit dem Ziel, durch den Know-how-Transfer die Transformation von Quartieren hin zur Klimaneutralität effizienter und zielgerichteter zu gestalten und zu beschleunigen.

Neuartige Steuerung verschiedener Abtauverfahren zur Erhöhung der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit in der Lebensmittelindustrie, Teilprojekt 2: Modellierung und Bewertung

FH-Kooperativ 1-2021: Innovative Kältemittel-Plattenverdampfer - InnoREva

Erneuerbare Kälte – Methodenentwicklung zur Abbildung der zur Kälteversorgung genutzten erneuerbaren Energie

Im Kontext des Klimawandels gewinnt die Kälteversorgung von Gebäuden an Bedeutung, doch zeigt die Datenlage in Deutschland erhebliche Lücken, insbesondere beim Endenergieverbrauch und der Struktur der Kälteversorgungssysteme. Dieser Bericht erläutert die in der EU-Richtlinie (EU) 2018/2001 beschriebene Methode und klärt zentrale Begriffe und Abgrenzungen. Das entwickelte Umsetzungsmodell differenziert zwischen Kälteerzeugern unter und über 1,5 MW sowie Fernkälteversorgung. Modellierte Parameter wurden durch Expertengespräche validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass neben den privaten Haushalten der Sektor Gewerbe, Handel und Dienstleistungen den größten Anteil an erneuerbarer Kälte aufweisen. Veröffentlicht in Climate Change | 54/2025.

Nachhaltige Kälte- und Wärmeversorgung urbaner Räume mittels Fernkälte- bzw. Fernwärmenetzen unter dem Einsatz energieeffizienter und HFKW-freier Techniken

Durch den Klimawandel steigt der Bedarf an Komfortklimakälte auch in Deutschland stetig an. Viele Bestandsgebäude werden mit Klimatechnik auf- oder nachgerüstet, Neubauten im Nichtwohngebäudebereich werden selten ohne maschinelle Klimatisierung errichtet. Der Bedarf wird meist gebäudeindividuell ermittelt und die entsprechende Technik installiert. Durch den Anschluss an ein Fernkältenetz entfallen wesentliche Komponenten wie Kältemaschine(n) und Rückkühlwerk, was nicht nur den Raum zur Aufstellung dieser einspart, sondern die Kunden auch von der Einhaltung der damit verbundenen Verordnungen (z.B. 42. BImSchV, F-Gas-V) befreit. Ähnliches gilt analog für Fernwärmenetze. Durch die zentrale Bereitstellung von Kaltwasser ergeben sich mehrere positive Umwelt- und Wirtschaftlichkeitseffekte: Der aggregierte Energiebedarf ist abzüglich der Leitungsverluste ca. 40-50% niedriger gegenüber der gebäudeindividuellen Lösung. Die Spitzenlast eines Fernkältenetzes ist niedriger als die der Gebäude mit eigenem System aufsummiert, dementsprechend fällt die installierte Leistung niedriger aus (Ressourcen- und Investitionskostenersparnis). Lastverschiebungen durch Eisspeicher sind in zentralen Einrichtungen mit dem nötigen Fachpersonal einfacher und effizienter zu betreiben als in den einzelnen Gebäuden. Weiterhin sind in Fernkältezentralen oftmals verschiedene Techniken zur Deckung des Kältebedarfs (Kompressionskälte, Absorptionskälte, Nutzung von natürlicher Kälte (Flüsse, Stadtbäche, Seen, Brunnenkühlung)) installiert, die je nach Situation nahe am optimalen Betriebspunkt eingesetzt werden können. Die Hürden, Kältemaschinen mit umweltfreundlichen natürlichen Kältemitteln wie z.B. Ammoniak und Kohlenwasserstoffe einzusetzen, sind in Fernkältezentralen deutlich niedriger als in den Einzelgebäuden (insbesondere im Bestand).

Monitoring, Betriebsoptimierung und Know-how-Transfer im Pfaff-Quartier Kaiserslautern, Teilvorhaben: Optimierung Kundenanlage

Das Vorhaben EnStadtPfaff_2 monitort den Betrieb des Pfaff-Quartiers in Kaiserslautern, seiner Gebäude und Technologien. Einzelne Technologien werden im Betrieb untersucht und optimiert, wie das Niedertemperatur­Wärmenetz mit Abwärme-Einspeisung einer Kältemaschine, das bidirektionale Laden von E-Mobilen zur Stützung des Stromnetzes, die Kundenanlage zur Erhöhung der Eigenstromnutzung und die Nutzerfreundlichkeit digitaler Services. Weiter erfolgt der Transfer der Erkenntnisse aus der Quartiersentwicklung an lokale, regionale und überregionale Zielgruppen. Das Pfaff-Quartier ist ein 20 ha großes ehemaliges Fabrikgelände, das die Stadt Kaiserslautern zu einem modernen Mischquartier mit dem Ziel der Klimaneutralität entwickelt. Im vorausgehenden Leuchtturm-Vorhaben EnStadt:Pfaff wurden Energie-, Mobilitäts- und !KT-Konzepte für das Quartier erarbeitet und die Erstellung des Bebauungsplans begleitet. Im ersten Bauabschnitt wurden die Infrastruktur umgesetzt und zwei Bestandsgebäude energetisch saniert, eine Energiezentrale neu erstellt und innovative Technologien und Komponenten zur Erreichung der Klimaneutralität installiert. Werkzeuge und Leitfäden in den Bereichen Energie, Gebäude, Mobilität und Digitalisierung wurden entwickelt sowie die Prozesse der Quartiersentwicklung sozialwissenschaftlich untersucht. Ein Reallabor-Zentrum wurde erstellt, um mit verschiedenen Zielgruppen Lösungen weiterentwickeln zu können. Das Teilvorhaben nutzt die Betriebserfahrungen mit der im Pfaff-Quartier umgesetzten Kundenanlage nach §3 Nr. 23a EnWG, um die Messstellentechnik, die Abrechnung und die Betriebsweise zu optimieren. Das Ziel ist dabei die Erhöhung der Eigenversorgung der angeschlossenen Verbraucher mit lokal erzeugtem Solarstrom. Untersucht wird weiter, wie die E-Mobil-Ladesäulen im Parkhaus optimal in das Energiemanagement integriert werden können. Ermittelt werden die energetischen und ökonomische Vorteile einer Kundenanlage für die Quartiersenergieversorgung.

Monitoring, Betriebsoptimierung und Know-how-Transfer im Pfaff-Quartier Kaiserslautern, Teilvorhaben: Transfer in die Kommune

Das Vorhaben EnStadtPfaff_2 monitort den Betrieb des Pfaff-Quartiers in Kaiserslautern, seiner Gebäude und Technologien. Einzelne Technologien werden im Betrieb untersucht und optimiert, wie das Niedertemperatur-Wärmenetz mit Abwärme-Einspeisung einer Kältemaschine, das bidirektionale Laden von E-Mobilen zur Stützung des Stromnetzes, die Kundenanlage zur Erhöhung der Eigenstromnutzung und die Nutzerfreundlichkeit digitaler Services. Weiter erfolgt der Transfer der Erkenntnisse aus der Quartiersentwicklung an lokale, regionale und überregionale Zielgruppen. Das Pfaff-Quartier ist ein 20 ha großes ehemaliges Fabrikgelände, das die Stadt Kaiserslautern zu einem modernen Mischquartier mit dem Ziel der Klimaneutralität entwickelt. Im vorausgehenden Leuchtturm-Vorhaben EnStadt:Pfaff wurden Energie-, Mobilitäts- und IKT-Konzepte für das Quartier erarbeitet und die Erstellung des Bebauungsplans begleitet. Im ersten Bauabschnitt wurden die Infrastruktur umgesetzt und zwei Bestandsgebäude energetisch saniert, eine Energiezentrale neu erstellt und innovative Technologien und Komponenten zur Erreichung der Klimaneutralität installiert. Werkzeuge und Leitfäden in den Bereichen Energie, Gebäude, Mobilität und Digitalisierung wurden entwickelt sowie die Prozesse der Quartiersentwicklung sozialwissenschaftlich untersucht. Ein Reallabor-Zentrum wurde erstellt, um mit verschiedenen Zielgruppen Lösungen weiterentwickeln zu können. Das Teilvorhaben ‚Transfer in die Kommune' bereitet die Konzepte und Erkenntnisse des Basisvorhabens auf und vermittelt sie aktiv an die Zielgruppen der Quartiersentwicklung in der Kommune. Grundstückseigentümer im Pfaff-Quartier werden beraten bezüglich der Erreichung der Klimaneutralität. Planer, Entwickler und Eigentümer aus anderen Stadtquartieren werden über die Erkenntnisse zu Konzeption, Planung und Umsetzung von klimaneutralen Quartieren aus dem Basisvorhaben informiert und bei der Übertragung der Erkenntnisse unterstützt.

Monitoring, Betriebsoptimierung und Know-how-Transfer im Pfaff-Quartier Kaiserslautern, Teilvorhaben: Monitoring

Das Vorhaben EnStadtPfaff_2 monitort den Betrieb des Pfaff-Quartiers in Kaiserslautern, seiner Gebäude und Technologien. Einzelne Technologien werden im Betrieb untersucht und optimiert, wie das Niedertemperatur- Wärmenetz mit Abwärme-Einspeisung einer Kältemaschine, das bidirektionale Laden von E-Mobilen zur Stützung des Stromnetzes, die Kundenanlage zur Erhöhung der Eigenstromnutzung und die Nutzerfreundlichkeit digitaler Services. Weiter erfolgt der Transfer der Erkenntnisse aus der Quartiersentwicklung an lokale, regionale und überregionale Zielgruppen. Das Pfaff-Quartier ist ein 20 ha großes ehemaliges Fabrikgelände, das die Stadt Kaiserslautern zu einem modernen Mischquartier mit dem Ziel der Klimaneutralität entwickelt. Im vorausgehenden Leuchtturm-Vorhaben EnStadt:Pfaff wurden Energie-, Mobilitäts- und IKT-Konzepte für das Quartier erarbeitet und die Erstellung des Bebauungsplans begleitet. Im ersten Bauabschnitt wurden die Infrastruktur umgesetzt und zwei Bestandsgebäude energetisch saniert, eine Energiezentrale neu erstellt und innovative Technologien und Komponenten zur Erreichung der Klimaneutralität installiert. Werkzeuge und Leitfäden in den Bereichen Energie, Gebäude, Mobilität und Digitalisierung wurden entwickelt sowie die Prozesse der Quartiersentwicklung sozialwissenschaftlich untersucht. Ein Reallabor-Zentrum wurde erstellt, um mit verschiedenen Zielgruppen Lösungen weiterentwickeln zu können. Im Teilvorhaben ‚Monitoring' wird die Energieerzeugung und der-verbrauch der in Betrieb befindlichen Gebäude, Infrastrukturen und einzelner Anlagen gemonitort und die realen Betriebswerte mit den Planwerten abgeglichen. Defizite im Betrieb werden untersucht und Optimierungsmöglichkeiten abgeleitet. Darüber hinaus werden Monitoringverfahren von Quartieren weiterentwickelt, um z.B. zu berücksichtigen, dass sich bei im Ausbau befindlichen Quartieren die Betriebsbedingungen mit jedem neu erstellten Gebäude verändern.

Monitoring, Betriebsoptimierung und Know-how-Transfer im Pfaff-Quartier Kaiserslautern, Teilvorhaben: Betriebsoptimierung und Transfer

Das Vorhaben EnStadtPfaff_2 monitort den Betrieb des Pfaff-Quartiers in Kaiserslautern, seiner Gebäude und Technologien. Einzelne Technologien werden im Betrieb untersucht und optimiert, wie das Niedertemperatur-Wärmenetz mit Abwärme-Einspeisung einer Kältemaschine, das bidirektionale Laden von E-Mobilen zur Stützung des Stromnetzes, die Kundenanlage zur Erhöhung der Eigenstromnutzung und die Nutzerfreundlichkeit digitaler Services. Weiter erfolgt der Transfer der Erkenntnisse aus der Quartiersentwicklung an lokale, regionale und überregionale Zielgruppen. Das Pfaff-Quartier ist ein 20 ha großes ehemaliges Fabrikgelände, das die Stadt Kaiserslautern zu einem modernen Mischquartier mit dem Ziel der Klimaneutralität entwickelt. Im vorausgehenden Leuchtturm-Vorhaben EnStadt:Pfaff wurden Energie-, Mobilitäts- und IKT-Konzepte für das Quartier erarbeitet und die Erstellung des Bebauungsplans begleitet. Im ersten Bauabschnitt wurden die Infrastruktur umgesetzt und zwei Bestandsgebäude energetisch saniert, eine Energiezentrale neu erstellt und innovative Technologien und Komponenten zur Erreichung der Klimaneutralität installiert. Werkzeuge und Leitfäden in den Bereichen Energie, Gebäude, Mobilität und Digitalisierung wurden entwickelt sowie die Prozesse der Quartiersentwicklung sozialwissenschaftlich untersucht. Ein Reallabor-Zentrum wurde erstellt, um mit verschiedenen Zielgruppen Lösungen weiterentwickeln zu können. Das Teilvorhaben untersucht basierend auf den Betriebsdaten der vorhandenen Wärmeversorgung simulativ das Potenzial der dezentralen Abwärmenutzung und -einspeisung beim weiteren Quartiersausbaus. Im E-Mobil- und Batterielabor der Energiezentrale wird das bidirektionale Laden von E-Fahrzeugen und sein Beitrag zur Stabilisierung der Quartiersstromversorgung erforscht. Digitale Werkzeuge werden in der Quartierswerkstatt mit den Nutzern getestet und weiterentwickelt. Weiter erfolgt der gezielte Transfer der Erkenntnisse zur Quartiersentwicklung.

Monitoring, Betriebsoptimierung und Know-how-Transfer im Pfaff-Quartier Kaiserslautern, Teilvorhaben: Wärmeversorgungsoptionen und Transfer

Das Vorhaben EnStadtPfaff_2 monitort den Betrieb des Pfaff-Quartiers in Kaiserslautern, seiner Gebäude und Technologien. Einzelne Technologien werden im Betrieb untersucht und optimiert, wie das Niedertemperatur- Wärmenetz mit Abwärme-Einspeisung einer Kältemaschine, das bidirektionale Laden von E-Mobilen zur Stützung des Stromnetzes, die Kundenanlage zur Erhöhung der Eigenstromnutzung und die Nutzerfreundlichkeit digitaler Services. Weiter erfolgt der Transfer der Erkenntnisse aus der Quartiersentwicklung an lokale, regionale und überregionale Zielgruppen. Das Pfaff-Quartier ist ein 20 ha großes ehemaliges Fabrikgelände, das die Stadt Kaiserslautern zu einem modernen Mischquartier mit dem Ziel der Klimaneutralität entwickelt. Im vorausgehenden Leuchtturm-Vorhaben EnStadt:Pfaff wurden Energie-, Mobilitäts- und IKT-Konzepte für das Quartier erarbeitet und die Erstellung des Bebauungsplans begleitet. Im ersten Bauabschnitt wurden die Infrastruktur umgesetzt und zwei Bestandsgebäude energetisch saniert, eine Energiezentrale neu erstellt und innovative Technologien und Komponenten zur Erreichung der Klimaneutralität installiert. Werkzeuge und Leitfäden in den Bereichen Energie, Gebäude, Mobilität und Digitalisierung wurden entwickelt sowie die Prozesse der Quartiersentwicklung sozialwissenschaftlich untersucht. Ein Reallabor-Zentrum wurde erstellt, um mit verschiedenen Zielgruppen Lösungen weiterentwickeln zu können. Im Teilvorhaben werden die Wärmeversorgungsoptionen des Quartiers überprüft und neu bewertet. Ein Fokus liegt dabei auf der Identifikation nachhaltiger, effizienter Wärmeversorgungstechnologien sowie Untersuchung der bestehenden und neu zu bewertenden Potenziale unter Berücksichtigung heutiger Rahmenbedingungen. Es werden technische, organisatorische und prozessuale Erfahrungen aus EnStadt:Pfaff an Multiplikatoren und professionelle Marktakteure zur Beschleunigung der kommunalen Energiewende und zur Erreichung eines klimaneutralen Quartiers transferiert.

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