Zuverlässige Planung braucht Simulation

Es gibt aber noch ein weiteres, gewichtiges Argument dafür – und zwar ein finanzielles. Um die Förderziele im Rahmen von Wärmeverbund 4.0 zu sichern, ist eine verlässliche energetische Simulation zentral (Abb. 2). 

„Die Software Polysun lieferte bereits in einer frühen Planungsphase wegweisende Erkenntnisse“, sagt Sebastian Grabowski, Projektingenieur bei PBS Energiesysteme. Das erste Ergebnis einer solchen Planung: Der Energiebedarf lässt sich valide abschätzen und ressourcenschonende Energiequellen können ebenso zuverlässig prognostiziert werden.

Schließlich ist eine solche Simulation auch wichtig, wenn es beispielsweise um die Umnutzung zu Quartieren geht. Denn natürlich funktioniert ein in Polysun erstelltes digitales Modell sowohl für Neubauten als auch für Sanierungen, Umnutzungen oder punktuelle Modernisierungen. Und natürlich beziehen umsichtige Bauherren auch mögliche Fördergelder in die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Energie- und Sanierungskonzepts mit ein. 

Wer auf Simulationslösungen setzt, kann beispielsweise die Jahresarbeitszahl (JAZ) einer Wärmepumpe validiert simulieren. Die mit der Software ermittelte Effizienz ermöglicht so die Inanspruchnahme von Fördermitteln. Diese können entscheidend sein, um die Umnutzung für Bauherren und Mieter attraktiver zu machen. Letztlich kann sogar das gesamte Projekt davon abhängen, denn pro Antrag können bis zu 100 Mio. € an Fördergeldern fließen. 

Allerdings: „Der Antragsteller hat durch eine Wirtschaftlichkeitslückenberechnung und geeignete Nachweise darzulegen, dass die beantragte Förderung unter Berücksichtigung aller Kosten-, Erlös- und Förderkomponenten über die Lebensdauer des zu fördernden Projektes sowie eines plausiblen kontrafaktischen Falles für die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens erforderlich ist“. Ein Idealfall also für eine Lösung wie Polysun.

Im Bereich der Quartiere kommt noch ein letzter Pluspunkt hinzu: Denn leistungsstarke Simulationslösungen sollten auch in der Lage sein, besondere bauliche Vorgehensweisen in Sachen Energieeffizienz für die Förderung nachzuweisen. Bei größeren Projekten, wie eben in Quartieren, kommt es beispielsweise zu einem Umbau des bisher getrennten Heizungsnetzes, das aus Hochtemperatur- (bestehende Heizkörper, Warmwasser) und Niedertemperaturanlagen (Flächenheizung Neubaugebiet) bestehen kann. 

Wird daraus ein einziger, modernerer Hochtemperatur-Heizkreislauf, können in der Simulationssoftware Varianten ergänzt und berechnet bzw. das vom Bauherrn erstellte Energiekonzept validiert werden. Im Zuge einer solchen energetischen Sanierungsplanung stellt sich oft heraus, dass bei fortschreitender Stromwende und steigender CO₂-Bepreisung das modernere, teilweise kostenintensivere Energiekonzept deutlich zukunftsfähiger ist, als beispielsweise ein Weiterbetrieb mit Gas. Damit lassen sich auch die Fördermittelgeber überzeugen.

Resiliente lokale Energienetze erfordern daher eine frühzeitige digitale Planung, um energieeffizientere Infrastrukturen zu ermöglichen. Gleichzeitig kann deren Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit klar überprüft werden.

Intelligente Kombination maßgebender Kriterien im digitalen Planungsprozess 

Insgesamt betrachtet kann eine Lösung wie Polysun ihre Stärken und Zuverlässigkeit in gleich vier Kriterien nachvollziehbar unter Beweis stellen: Komfort, Wirtschaftlichkeit, Autarkie und Anteil erneuerbarer Energien im Quartier.

Folgende Fragen werden während des digitalen Planungsprozesses zuverlässig beantwortet: Ist die kontinuierliche Warmwasserversorgung gewährleistet? (Komfort). Stehen Aufwand und Ertrag der Energieinfrastruktur in einem adäquaten Verhältnis, insbesondere unter Berücksichtigung möglicher Förderungen? (Wirtschaftlichkeit). Hält das System auch längeren Kälteperioden stand? Erfüllt die dezentral vor Ort gebaute und genutzte Infrastruktur die an sie gestellten Anforderungen? (Autarkie). Und ist der Anteil erneuerbarer Energien zeitgemäß und kein „Green Washing“? Wichtig: Der letztgenannte Punkt ist an eine valide Planung für die Bewilligung von Fördermitteln geknüpft.

Letztlich ermöglicht mehr Zeit für die Planung in den frühen Projektphasen des Quartiers, verschiedene Möglichkeiten hinsichtlich der vier beschriebenen Kriterien durchzuspielen und diese dann den Investoren vorzustellen. Nur Planer, die in dieser Phase verschiedene Technologien intelligent kombinieren, ermöglichen energetische Innovationen.

Solche Berechnungen wie mit Polysun werden in Zukunft zur Pflicht. Nur mit ihnen lässt sich die Zuverlässigkeit der Energieinfrastruktur in verschiedenen Verbrauchsszenarien glaubhaft darstellen. Wetter- und Nutzungsbedingungen, ja sogar Klimaveränderungen, lassen sich darin interpretieren. Das gilt nicht nur für Neubauten, sondern auch für Bestandsimmobilien können so verschiedene Möglichkeiten getestet werden. Bauherren bekommen so einen Eindruck, wie stark sich einzelne Kennzahlen verbessern lassen. Zudem machen sie sich unabhängiger von konventionellen Energieträgern und kompensieren damit letztlich die höheren Planungskosten.

Fakt ist auch, dass der Gesetzgeber zunehmend dazu übergeht, innovative Energiekonzepte intensiv zu fördern, etwa durch das Gebäudeenergiegesetz (GEG), das energetische Anforderungen an Gebäude festlegt, die beheizt oder klimatisiert werden. Auch als Nachfolger von Wärmenetz 4.0 legt es großen Wert auf Planungsqualität und -genauigkeit sowie auf das Monitoring im laufenden Betrieb. Letztlich bildet das Gesetz die Grundlage für die Inanspruchnahme möglicher Fördermittel.

Fazit

Die softwaregestützte Simulation ist ein hervorragendes Werkzeug, um die Planung resilienter lokaler Energienetze in Quartieren zuverlässig abzubilden. Die Simulation mit geeigneter Software ist die einzige Möglichkeit, die vier notwendigen Kriterien (Komfort, Erneuerbare, Wirtschaftlichkeit, Autarkie) zu überprüfen. Es führt also im Grunde kein Weg daran vorbei. 
Ein kleines Detail noch: Die Überseeinsel GmbH wurde für ihre Quartiersentwicklung mit dem immobilienmanager-Award 2023 in der Kategorie „Stadtentwicklung“ ausgezeichnet. Auch dank der mit Planungssoftware erreichten Energieeffizienz. 

A. Krainer, Geschäftsführerin Vela Solaris, Winterthur/Schweiz
www.velasolaris.com