Smart City Cologne Achim Südmeier Potsdam 13.02.2019 - MIL Brandenburg
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Smart City Cologne Achim Südmeier Potsdam 13.02.2019
Energiewirtschaft im Wandel: dezentral, digital, regenerativ
dreidimensional, digital, multidirektional
.
Gestern Heute
Erzeugung Konventionelle Smart Grid Regenerative Erzeugung
Erzeugung
Smart Meter
Speicher
Internet
Aggregatoren of Things
Übertragung / Verteilung Energieeffizienz
Automatisierung
Haus-Photovoltaik
Elektromobilität Wärmepumpe
Verbrauch Sektorkopplung
2 13.02.2019 Achim Südmeier
SmartCity Cologne Über 40 Projekte mit mehr als 50 Partnern 3 13.02.2019 Achim Südmeier
Attraktives Quartier dank smarter Lösungen.
Energieeffizienz
Mieterstrom
intelligente
Fernwärme
Beleuchtung
Solarstrom
Virtuelles Kraftwerk
Ökostrom
Batteriespeicher
Netze
Dezentrale Erzeugung
Nahwärme
Kundenportal
smarter
Messstellenbetrieb Wärmepumpe
E-Mobility
4 13.02.2019 Achim Südmeier
Leistungspalette des Stadtwerke-Konzerns: Vernetzte Power für eine Smart City
Komplettangebot unter einem Dach.
Abwasser/ Entwässerung
E-Mobilitätslösungen
Car-Sharing
Entsorgung
5 13.02.2019 Achim Südmeier
Beispiel: Digitale und integrierte Leistungsfähigkeit aus einer Hand
Keine Smart City ohne Daten und Steuerung
6 13.02.2019 Achim Südmeier
GrowSmarter
Projekt Stegerwaldsiedlung – Vogelperspektive
BJ 1950-1963
700 Wohneinheiten
Ca. 1100 Bewohner
Ca. 33.500m² WFL
(44.000m² BGF)
Einteilung in 3 Bauabschnitte
1. BA – 4 Gebäude
2. BA – 8 Gebäude
3. BA – 4 Gebäude
Gesamtbauzeit 3 Jahre
7 13.02.2019 Achim Südmeier
Ziele • Blaupause für nachhaltige Stadtentwicklung • Lokale Energieproduktion aus erneuerbaren Energien in Kombination mit Speichern • Senkung des spez. Energiebedarfs von 130-180 kWh/m²/Jahr auf 30-40 kWh/m²/Jahr • geplante Senkung der CO2-Emissionen um 60-70 % • geplante Senkung der Primärenergie um 60-70% 8 13.02.2019 Achim Südmeier
Ziele
Soziale Aspekte „Modernes Wohnen“
• Einheitliches Farbkonzept für Fassaden und Dach
• Funktionale und gestalterische Einbindung von
technischen Anlagen
– Batteriespeicher, Wärmepumpen, PV
• Einbindung eines Mobilitätshubs
– 2 Ladesäulen (öffentlich und Cambio),
Pedelec-Station, Parkplatzreservierung (Ampido)
• Vorsatzbalkone für alle Häuser
9 13.02.2019 Achim Südmeier
Maßnahmen
Energieversorgung Stegerwaldsiedlung
• Versorgung von
16 Wohnblöcken
mehr als 700 Wohneinheiten
Ca. als 1.100 Mietern
• PV-Module auf allen Dächern (ca. 5.780 m², 968 kWp)
• 41 Luft-Wasser-Wärmepumpen (492 kWth)
• Spitzenlast über Fernwärme (1743 kW)
• 16 Batteriespeicher (210 kW, 655 kWh)
10 13.02.2019 Achim SüdmeierMaßnahmen
Energetische Sanierung (Dewog)
• Dämmung der Gebäude
Fassade (bis zu 16 cm)
Dach
Kellerdecken
• Teilweise 3-Fach-Verglasung
• Energieeffiziente Aufzüge
• LED Umrüstung
11 13.02.2019 Achim SüdmeierEindrücke nach der energetischen Sanierung 12 13.02.2019 Achim Südmeier
Eindrücke nach der energetischen Sanierung 13 13.02.2019 Achim Südmeier
Herausforderungen bei der Umsetzung
• Umbau im laufenden Mietverhältnis
• Platz für die Anlagentechnik
– Kellerräume mussten entmietet werden
• Vernetzung der Batteriespeicher sehr schwierig
– Regulatorischen Rahmenbedingungen
– Strikte Sicherheitsvorschriften für Batterien in Wohngebäuden
• Umbau auf größere Hausanschlüsse
14 13.02.2019 Achim Südmeiercloudbasiertes Energiemanagement/
Siedlungsmanagement
• Prognosen auf Basis von selbstlernenden Algorithmen
• Optimierung mit wirtschaftlichem und ökologischem
Schwerpunkt
• Vermarktung von Flexibilitäten der gesamten Siedlung über
das Virtuelle Kraftwerk der RheinEnergie
15 13.02.2019 Achim SüdmeierSiedlungsmanagement – das cloudbasierte Energiemanagement Ausblick 16 13.02.2019 Achim Südmeier
Siedlungsmanagement
• Prognosen auf Basis von selbstlernenden Algorithmen
– Prognosen werden aufgrund von Wetter-, Verbrauchs- und Anlagendaten erstellt
– Prognosequalität verbessert sich ständig über selbstlernende Algorithmen
• Optimierung mit wirtschaftlichem und ökologischem Schwerpunkt
– Im Projekt GrowSmarter mit ökologischem Schwerpunkt
– Betrieb der Anlagen wird vollautomatisch, kontinuierlich optimiert
– Aus der Optimierung resultieren Anlagenfahrpläne und verfügbare Flexibilitäten
17 13.02.2019 Achim SüdmeierSiedlungsmanagement
• Vermarktung von Flexibilitäten der gesamten Siedlung über das Virtuelle Kraftwerk der
RheinEnergie
Verfügbare Flexibilitäten werden an das Virtuelle Kraftwerk übermittelt und dort gehandelt:
• Regelenergie
• Optimierte Beschaffung
• Bilanzkreisoptimierung
• Direktvermarktung
• Berechnung eines Fahrplans für die nächsten 36 Stunden erfolgt alle 15 Minuten
18 13.02.2019 Achim SüdmeierVisualisierung der Energieströme 19 13.02.2019 Achim Südmeier
Aktuelle Herausforderungen für Städte steigen. • Klimaverschmutzung • Mobilitätsanforderungen • Wohnungsdichte • Flächenmangel • demographischer Wandel • ... Anforderungen an Infrastruktur: vernetzt, innovativ, nachhaltig, mobil, wirtschaftlich 20 13.02.2019 Achim Südmeier
Smart-City-Konzepte sind eine Antwort – Energie ist Schwerpunkt. 21 13.02.2019 Achim Südmeier
22 13.02.2019 Achim Südmeier
Klimastraße Köln
Projektbeschreibung
Musterstraßenzug Praktischer Alltag Bürger
Plattform für
Unternehmen
Unser Ziel ist es, eine Plattform zu Bürger beteiligen, ihnen Technik
Die Klimastraße soll als Muster- schaffen, auf der sich Innovationen nahebringen und die
straßenzug das Aufeinandertreffen darstellen, fördern und im Umsetzbarkeit bzw.
aller Maßnahmen des SmartCity praktischen Alltag testen lassen. Wirtschaftlichkeit „smarter
Cologne und Smart Energy Technik“ demonstrieren.
Projekts öffentlichkeitswirksam
darstellen.
23 13.02.2019 Achim SüdmeierKlimastraße Köln Maßnahmenübersicht 24 13.02.2019 Achim Südmeier
Urban Cockpit
Entwicklung eines „Veedels Dashboard“
Urban Cockpit
– Sammeln von lokalen urbanen Daten
– Aufbereitung und Visualisierung
– Informationsbereitstellung für Bürger
Maßnahme in Bearbeitung
25 13.02.2019 Achim SüdmeierQuartierskonzepte integrieren Wohnen, Leben und Mobilität.
Sektoren koppeln
Energieeffizienz
Mieterstrom
Zentrale Energie
Solarstrom
Fernwärme
Ökostrom
Batteriespeicher
Nahwärme
Wärmepumpe
E-Mobility
Kundenportal
26 13.02.2019 Achim SüdmeierUnser E-Mobility Backend-System.
Flexible Softwarelösung für alle Einsatzbereiche rund um Ladeinfrastruktur.
240 kW 50 kW
Hotelschiffe (700A)
RLM-Messung
Mennekes EBG ecota ABB/EVTe EBG Jean Müller Mennekes Heliox
p c
• Funktionen für Betreiber-Rolle (CPO) – Monitoring & Steuerung der
Ladeinfrastruktur
• Funktionen für Provider-Rolle (EMP) – Kundenverwaltung mit
ChargePoint Operator System Zugangsberechtigungen, flexiblem Tarifsystem und Abrechnung
flexible (Monitoring, Fernwartung, …)
z.B. Parksensoren Schnittstellen • Hochverfügbarkeitshosting nach deutschem Datenschutzrecht
• e-Roaming Schnittstellen
E-Mobility Provider System
(Kundenverwaltung, • Aufnahme von Sensordaten und zusätzlichen Messwerten (z.B. Parksensoren)
Abrechnung, …) • flexible Schnittstellen für fremde Systeme möglich (z.B. POI-Daten,
Schrankensystem)
• Smartphone-Apps
• M2M-SIM-Karten
• Lademanagement
• Anbindung weiterer Ladestationshersteller kurzfristig möglich (OCPP)
27 13.02.2019 Achim SüdmeierDas Virtuelle Kraftwerk lenkt die Energieströme – auch in Autos. 28 13.02.2019 Achim Südmeier
RheinEnergie und Elektromobilität
Bedarfsgerechter Aufbau von Ladeinfrastruktur seit 2009
Full-Service-Dienstleister rund um Ladeinfrastruktur
Maßgeschneiderte Komplettlösungen für alle Anwendungszwecke
z.B. Flotten, Wohnungswirtschaft, Filialisten, Parkhäuser, öffentlichen Raum
Ganzheitlicher Service: Beratung, Planung, Umsetzung und Betrieb aus
einer Hand
Alle Fahrzeugklassen im Angebot (Autos, Busse, E-Motorräder und Schiffe)
Kooperationen mit Mobilitätsanbietern (CarSharing und ÖPNV)
Passende Zählkonzepte und Abrechnungsmodelle
Private und öffentliche Ladeinfrastruktur
Öffentliche Ladeinfrastruktur im TankE-Netzwerk
Mehr als 280 errichtete Ladepunkte in Köln und Umgebung
29 13.02.2019 Achim SüdmeierRheinEnergie und Elektromobilität. Ladeinfrastruktur in Köln und Umgebung. 30 13.02.2019 Achim Südmeier
Erste E-Buslinie in Köln – powered by Ökostrom.
Batterie-elektrische Busse im Regelbetrieb.
Ladestationen an der Endhaltestelle... ... Zwischenladen an der Haltestelle.
31 13.02.2019 Achim SüdmeierDabei bieten wir Lösungen von privat bis ÖPNV.
• Maßgeschneiderte Komplettlösungen wie z.B.
Quartiersentwicklung, Wohnungswirtschaft, Filialisten,
Firmenparkplätze, u.a.
• Angebote für alle Fahrzeugklassen (Autos, Zweiräder,
Busse und Schiffe).
• Ganzheitlicher Service - Beratung, Planung,
Umsetzung und Betrieb aus einer Hand.
• Kooperationen mit Herstellern, CarSharing-
Unternehmen und dem ÖPNV.
• Innovator im Bereich Elektromobilität: Systemlösungen,
TankE-Netzwerk, u.a.
32 13.02.2019 Achim SüdmeierIntelligente Verknüpfung der Verkehrssysteme. Mostly electric.
Problem: Open Data, One Stop View, Wettbewerb mit gratis Google!
33 13.02.2019 Achim SüdmeierDer Hub, digital vernetzt, als Drehscheibe für individuelle Mobilität. 34 13.02.2019 Achim Südmeier
Elektromobilität
Verteilnetzausbau durch ungesteuertes Laden notwendig
• Verteilnetzausbau im Netz der Rheinischen Netzgesellschaft (RNG) ist insbesondere aufgrund zunehmender E-Mobilität
(insgesamt etwa 1,5 TWh/a in 2050) notwendig.
• Die Ladezyklen können in gesteuertes und ungesteuertes Laden unterteilt werden. Es wird für diese Abschätzung
angenommen, dass sich der Anteil des gesteuerten Ladens von 13% in 2020 auf 70% in 2050 erhöht.
ungesteuertes Laden gesteuertes Laden Anstieg der Spitzenlast im RNG-Netz durch
2,0 ungesteuertes Laden
Netzgebiet in TWh/a
Strom E-Mob. RNG-
250
1,5 200
200 195
174 179
148
1,0 150
MW
128
100 80
0,5
50
0,0 0
• Ungesteuertes
2020 Laden 2030
2025 erfolgt gemäß
2035 eines typischen
2040 2045 2050Nutzungsverhaltens
2020 2025(vereinfachte
2030 2035 2040 Annahme:
2045 2050 tägliche Ladezeiten
von 17h bis 0h) → führt zum Anstieg der Spitzenlast im RNG-Netz auf bis etwa 200 MW in 2040.
35 13.02.2019 Achim SüdmeierE-Mobilität bietet aber auch Risiken, woher kommt am Ende der Strom?
Quelle: Volker Quaschning (HTW Berlin) „Sektorkopplung durch die Energiewende“
36 13.02.2019 Achim SüdmeierCopyright Copyright 2019 der RheinEnergie AG. Alle Rechte vorbehalten. Weitergabe und Vervielfältigung dieser Publikation oder von Teilen daraus sind, zu welchem Zweck und in welcher Form auch immer, ohne die ausdrückliche schriftliche Genehmigung durch die RheinEnergie AG nicht gestattet. In dieser Publikation enthaltene Informationen können ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Die vorliegenden Angaben werden von der RheinEnergie bereitgestellt und dienen ausschließlich zu Informationszwecken. Die RheinEnergie übernimmt keinerlei Haftung oder Garantie für Fehler oder Unvollständigkeit in dieser Publikation. Die RheinEnergie steht lediglich für Produkte und Dienstleistungen nach der Maßgabe ein, die in der Vereinbarung über die jeweiligen Produkte und Dienstleistungen ausdrücklich geregelt ist. Aus den in dieser Publikation enthaltenen Informationen ergibt sich keine weiterführende Haftung. Sofern diese Publikation Verweise auf Internetseiten enthält, die nicht von der RheinEnergie verantwortet werden, so ist die RheinEnergie für diese Inhalte nicht verantwortlich. RheinEnergie AG | Parkgürtel 24 | 50823 Köln 37 13.02.2019 Achim Südmeier
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