EnRiMa  
  Das zentrale Ziel des EU Forschungsprojektes EnRiMa war es, ein Entscheidungsfindungsprogramm (Decision Support System – DSS) zu entwickeln, dass Betreiber von öffentlichen Gebäuden in der Effizienzsteigerung und CO2 Emissionsreduktion unterstützt. Öffentliche Gebäude konstituieren einen beträchtlichen Anteil an den Kosten des öffentlichen Budgets und deshalb unterstützte die europäische Kommission, im Zuge des 7. EU-Rahmenprogramms, Betreiber von öffentlichen Einrichtungen, durch eine teilweise Finanzierung des Grundlagenforschungsprojekts EnRiMa.

Das DSS erlaubt es die Effizienz in einem Gebäude in der kostengünstigsten Weise zu steigern und dabei die Risikotoleranz gegenüber neuen Investitionen sowie die Ansprüche an Komfort zu berücksichtigen. Bevor jedoch ein Prototyp dieses DSS entwickelt wurde, musste ein mathematisches/physikalisches Modell eines Gebäudes entwickelt werden, dass alle relevanten Parameter berücksichtigt. Es sollte eine ganzheitliche Sichtweise entwickelt werden, die verbraucherseitige Maßnahmen, wie dynamische Fenster oder automatische Leuchtstärkenregelung, etc. berücksichtigt. Auf der Erzeugerseite können neue Technologien wie Brennstoffzellen mit Wärmeauskopplung, solarthermische Anlagen, Photovoltaik (PV), Speichertechnologien, Absorptionskälteanlagen, etc. berücksichtigt werden. Bereits durchgeführte Forschungsarbeiten in den Vereinigten Staaten von Amerika zeigen überraschende Ergebnisse, die nur mit einem ganzheitlichen Modell und Betrachtungsweise aller Optionen, in Form eines stochastischen Optimierungsprogramms, erlangt werden können.

Als Beispiel seien PV und elektrische Speichertechnologien genannt. Eine gängige Annahme in der Energieforschung ist, dass elektrische Speicher (z.B. Li-Ion Batterie) zur Speicherung von elektrischer Energie, erzeugt durch PV, benutzt werden können. Diese Annahme ist aber falsch, wenn in die Betrachtung das begrenzte Budget und fluktuierende Strompreise eingehen. Die Europäische Union (Europäisches Parlament, 2006) fordert intelligente Stromzähler und das die Verbraucher zu jeder Zeit die tatsächlichen Strompreise und den tatsächlichen Energieverbrauch kennen müssen. Es ist zu erwarten, dass dadurch die zunehmend volatilen Großhandelspreise für Strom, individuelle zeitabhängige Strompreise für den Endkunden ergeben. Solche zeitvariablen Tarife sind bereits in Kalifornien in Verwendung und zeigen beträchtliches Potential zur Reduktion des Stromverbrauchs.

Wie aus Abbildung 1 ersichtlich, wird die Batterie mit billigem Netzstrom und nicht mit teurem PV-Strom geladen. Aufgrund des zeitvariablen Tarifes, ist elektrische Energie zur Mittagszeit teuer und um Kosten zu sparen, wird billiger Nachtstrom in den Tag verschoben, was z.B. dazu führt, dass PV im Wettbewerb mit der Batterie steht und nicht PV-Strom in der Batterie gespeichert wird. Die Batterie wird zur selben Zeit entladen wenn Strom mit der PV-Anlage erzeugt wird. Das Ergebnis dieser Optimierung zeigt, dass dieses öffentliche Gebäude rund 6% Energiekosten (inklusive Investitionskosten für PV, etc.) und rund 23% an CO2-Emissionen reduzieren kann (Quelle: Stadler, 2009). Der Gebäudebetreiber reduziert die Energiekosten und CO2-Emissionen zugleich.

Werden aber zeitvariable Tarife und begrenztes Budget vernachlässigt und wird nur auf die CO2-Emissionen fokussiert, führt dies zu einer wesentlich größeren PV-Anlage, aber auch zu einer extremen Kostensteigerung von ca. 82%. Die CO2-Emissionen werden nur um ca. 45% reduziert und das zu extremen Kosten, die entweder vom Gebäudebetreiber getragen werden müssen oder durch Subventionen aus öffentlichen Geldern zur Verfügung gestellt werden. Dieses Beispiel zeigt das Potential des Projekts EnRiMa um Kosten zu sparen und effektive Förderstrategien für Gebäude zu entwickeln.

 
 

Abbildung 1: Stündliche Stromprofile für ein Krankenhaus in Kalifornien an einem Wochentag im Juli. Quelle: Stadler, 2009.

 

 
 

Im Rahmen von EnRiMa wurde eine DSS-Prototypensoftware entwickelt, sodass die Kosten und/oder CO2-Emissionen minimiert werden. Ein weiteres Ziel von EnRiMa ware es es aber auch sich Gebäudesanierungen anzusehen und ganzheitlich festzustellen was die besten/günstigsten Investitionsoptionen sind. Weiteres, wurden EU-politische Maßnahmen abgeleitet, die effizientere Fördermaßnahmen für den Gebäudebereich ermöglichen. Dies wird auch durch die DSS-Software beurteilt, welche natürlich den Kofinanzierungspartnern zur Verfügung steht. Die DSS-Prototypensoftware wird nicht im Rahmen dieses Projektes kommerzialisiert, da dies nicht Ziel dieses EU-Grundlagenforschungsprojektes ist. DSS-Prototypensoftware wurde innerhalb vom Projekt INNOSPIRIT weiterverwendet,

Der gemeinnützige Verein Zentrum für Energie und innovative Technologien (Center for Energy and innovative Technologies – CET) hat mit acht anderen europäischen Partnern das 3 ½ jährige EU-Projekt EnRiMa beantragt und genehmingt bekommen. Projektstart: 1. Oktober 2010.

Folgende Forschungspartner waren am EU-Projekt EnRiMa beteiligt:

1) Stockholms Universitet, Schweden;

2) University College London, Grossbritannien;

3) International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Österreich;

4) Universidad Rey Juan Carlos, Spanien;

5) Center for Energy and Innovative Technologies (CET), Österreich;

6) Minerva Consulting & Communication, Belgien;

7) Stiftelsen SINTEF, Norwegen;

8) Fundacion LABEIN, Spanien;

9) Hidrocantábrico Energia, Spanien.

Referenzen
Europäisches Parlament, 2006: Richtlinie 2006/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen

Stadler Michael, Chris Marnay, Afzal Siddiqui, Judy Lai, and Hirohisa Aki: “Integrated building energy systems design considering storage technologies,” ECEEE 2009 Summer Study, 1–6 June 2009, La Colle sur Loup, Côte d'Azur, France, ISBN 978-91-633-4454-1 and LBNL-1752E.

Österreichische EnRiMa Testobjekt ist online und Energieflüsse können dargestellt werden. Energieflüsse / Sankey Diagramm hier.

Offizielle EnRiMa Info hier (nur in Englisch).

Offizielle EnRiMa Internetseite (nur in Englisch)

 
 

 
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