Hochhausfassade

© Shotshop

Nicht nur die Dächer, sondern auch die Fassaden sind für Fotovoltaik-Anlagen geeignet.

Es ist durchaus sinnvoll, gerade dort nach Möglichkeiten der regenerativen Energieerzeugung zu suchen, wo auch die meiste Energie verbraucht wird, nämlich in den Städten. Diesen Ansatz verfolgt auch das vor vier Jahren gestartete und inzwischen beendete SECuRe-Projekt (Smart Energy Cities and Regions) am Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST). Ziel des von der ENVOS Fondation maßgeblichen finanzierten Projekts ist die Erstellung eines Online-Tools. Diese soll einerseits Energieeinsparpotenziale in den Städten und andererseits auch die Möglichkeiten der Stromerzeugung durch Solarenergie aufzeigen.

Detaillierte Angaben für jeden Quadratmeter Fassade und Dach

Die LIST-Forscher nutzten dazu als Grundlage einen bereits in einem vorherigen Projekt erstellten 2D-Algorithmus zur Ermittlung von Dachflächen für Fotovoltaik und entwickelten daraus dann eine 3D-Simulation am Beispiel von Esch-sur-Alzette. Zu den Besonderheiten dieses Algorithmus‘ zählt dabei, dass neben der Einbeziehung von Gebäudefassaden auch die Veränderung des Sonnenstands oder aber der Schatten durch andere Gebäude, Bäume und topografische Gegebenheiten berücksichtigt wurde. Und das bezogen auf das ganze Jahr. So lassen sich für jeden Standort recht detaillierte Angaben zur Effizienz möglicher Fotovoltaik-Anwendungen machen.

Aus mehr als 12.000 einzelnen, kleinen Karten wurde dabei eine große 3D-Karte erstellt. Allein für die Stadt Esch waren bei der Verarbeitung sämtlicher Parameter drei Milliarden Rechenschritte erforderlich. Entsprechend hoch ist auch die Auflösung, die die Potenziale auf jedem einzelnen Quadratmeter Fassade und Dachfläche zeigt. Ergänzend dazu wurden auch der Energieverbrauch von Gebäuden und die Möglichkeiten der Optimierungen miterfasst.

Modell lässt sich auch auf andere Städte übertragen

„Der Energiebedarf wird sich bis 2050 verdoppeln, während der Anteil der erneuerbaren Energien bis 2035 auf 50 Prozent steigen soll“, sagt LIST-Forscher Ulrich Leopold, Verantwortlicher des SECuRe-Projekts. „Wir brauchen also sehr detaillierte und präzise Informationen, damit wir den Unternehmen und auch den politisch Verantwortlichen dabei helfen können, neue Möglichkeiten der Erzeugung erneuerbarer Energien in den Städten voranzutreiben und den CO2-Ausstoß zu reduzieren“, so Leopold. Dabei helfe die Plattform. Das Tool zeige für jedes Gebäude den Energiebedarf und die Möglichkeiten des Einsatzes von Solarenergie.

Zu den zukünftigen Nutzern dieses Angebots, für das sich Nutzer zunächst registrieren lassen müssen, sollen unter anderem Stadtplaner gehören. Diese können daraus dann Vorschläge für eine energetische Sanierung von Gebäuden oder aber die optimale Installierung und Ausrichtung von Fotovoltaikanlagen ableiten könnte, wie Leopold erklärt. So zeige die Simulation am Beispiel Esch-sur-Alzette, dass dort an den Fassaden und Dächern insgesamt bis zu 40 Gigawatt erzeugt werden könnten, womit sich ein Großteil des Energiebedarfs der Stadt abdecken ließe.  Zudem sei das Modell so angelegt, dass es sich – sofern die entsprechenden Daten vorlägen – auch auf jede andere Stadt übertragen ließe. So gebe es bereits einen Testlauf mit Diekirch, aber auch Interesse von Städten außerhalb Luxemburgs wie beispielsweise Berlin oder Zürich.

CO2-Ausstoß in 30 Jahren um 90 Prozent reduzieren

Für Luxemburg ist das Projekt ein Baustein, um die ambitionierten Ziele des nationalen Energie- und Klimaplans zu erreichen. Bis 2030 soll der CO2-Ausstoß um 55 Prozent reduziert, der Energieverbrauch ebenfalls um mindestens 40 Prozent gesenkt und gleichzeitig der Anteil erneuerbarer Energien um 25 Prozent gesteigert werden. Darüber hinaus gehört Luxemburg auch zu den Staaten, die das Pariser Klimaschutzabkommen von 2015 unterzeichnet haben. Die damit verbundene Verpflichtung ist, alles dafür zu tun, dass die Klimaerwärmung unter zwei Grad bleibt.

„Uns bleiben 30 Jahre, um den CO2-Ausstoß um 90 Prozent zu reduzieren, und um dieses Ziel zu erreichen, brauchen wir bahnbrechende Innovationen“, sagt dazu LIST-Geschäftsführer Thomas Kallstenius. Ähnlich sieht das Energieminister Claude Turmes, fordert gleichzeitig aber auch ein gesellschaftliches Umdenken. „Technik und Forschung allein reichen nicht aus, um die Klimaerwärmung auf unter zwei Prozent zu halten“, so der Minister. Das Erreichen der Klimaziele sei nicht nur eine politische und wissenschaftliche Aufgabe, sondern vor allem eine gesellschaftliche.

Autor: Uwe Hentschel

Auch interessant

Wettbewerb Jonk Fuerscher Ein Fenster, das auch nachts für Licht sorgt

Schüler Lucan Nooi vom Lycée Josy Barthel in Mamer hat im Rahmen des Wettbewerbs Jonk Fuerscher ein ganz besonderes Fens...

Nachhaltige Herstellung Wasserstoff mit Hilfe der Sonne erzeugen

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft, benötigt aber selbst viel Energie bei der Herstellung. Eine neue, welt...

FNR ATTRACT Fellow Alex Redinger Forschung für bessere Solarzellen

Alex Redinger und sein Team nutzen ein Rastertunnelmikroskop um die Oberfläche von Solarzellen sichtbar zu machen. Wie f...

Auch in dieser Rubrik

Nachhaltiges Bauen Bauen nach dem Lego-Prinzip

Kann ein Gebäude aus Stahl und Beton nachhaltig sein? Eine Antwort darauf liefert die Forschungsarbeit von Christoph Odenbreit, Professor für Stahl und Verbundkonstruktionen an der Uni Luxemburg.

Urbaner Metabolismus Die verborgenen Folgen des Ressourcen-Verbrauchs in Städten sichtbar machen

Die Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit, die das Leben in Städten mit sich bringt, machen sich meist ganz woanders bemerkbar. Mit diesen Zusammenhängen befasste sich Thomas Elliot am LIST.

FNR
Road sign CO2 Emissions
Statistik Der Einfluss der Corona-Krise auf Luxemburgs Klimaziele

Im Jahr 2020 befand sich Luxemburg auf einem guten Weg, seine CO2-Emissionsziele für 2030 zu erreichen. Leider ist dies jedoch nicht dem Klimaschutz zu verdanken.

Science Alert Film ab für Tischtennis, Wein und Wissenschaft

Mit seinem neuen Angebot „Science Alert“ wirft das Luxembourg Science Center einen Blick auf wissenschaftliche Zusammenhänge hinter alltäglichen Themen.