Lebensdienlichkeit

Ziel Lebensdienlichkeit steht über Mitteln Marktdienlichkeit und Netzdienlichkeit

Lebensdienlichkeit

Vielfalt und Lebensdienlichkeit durch Autonomie sowie Sicherheit und Dynamik durch Gemeinschaft

Das Zulas­sen von Viel­falt und Lebens­dien­lich­keit durch Auto­no­mie ist Quel­le von Dif­fe­ren­zen und damit von Gestal­tung. Auf der ande­ren Sei­te ist Ver­bun­den­heit Ursa­che der Kraft, Unter­schie­de zur Ent­fal­tung von dyna­mi­scher Ent­wick­lung und Sicher­heit in der Gemein­schaft zu nut­zen.

Die­se Grund­idee führ­te zum zel­lu­la­ren Ansatz bei der Gestal­tung des Ener­gie­sys­tems. Dabei ist das Archi­tek­tur­kon­zept Grund­la­ge der Mas­sen­fä­hig­keit neu­er Hand­lungs­räu­me für die Men­schen und Unter­neh­men in den Regio­nen. Es ermög­licht Eigen­ver­ant­wor­tung, Gestal­tungs­ho­heit bei der Pla­nung in Kom­mu­nen sowie gleich­zei­tig Soli­da­ri­tät im Ver­bund.

Dazu wird die Beför­de­rung von Eigen­strom­ver­brauch, von Mie­ter­strom­mo­del­len sowie der loka­le Aus­tausch von Ener­gie in Gebäu­den und Stadt­quar­tie­ren benö­tigt. Die Zen­tra­li­sie­rung der Ener­gie­wirt­schaft und die zuneh­men­de Regu­lie­rung tech­ni­scher Details durch den Staat behin­dert den Erfolg der Ener­gie­wen­de sowie die dafür not­wen­di­ge Betei­li­gung und Eigen­in­itia­ti­ve.

Auto­no­me Gestal­tungs­ho­heit, Betei­li­gung, Zusam­men­wir­ken und das Pri­mat der Lebens­dien­lich­keit sind Teil einer neu­en inte­gra­ti­ven Wirt­schafts­ethik (Kon­zept einer lebens­dien­li­chen Öko­no­mie).

 

Autonome Gestaltung ermöglicht Autarkie und Lebensqualität im Notfall

Fürch­ter­li­che Wör­ter bestim­men die Dis­kus­si­on zum Umbau des Ener­gie­sys­tems. An vor­ders­ter Stel­le ste­hen dabei die Begrif­fe „Markt­dien­lich­keit“, Netz­dien­lich­keit“ oder „Sys­tem­dien­lich­keit“. Sie ent­stam­men dem Streit der Exper­ten um die Gestal­tung und die Archi­tek­tur des zukünf­ti­gen, nach­hal­ti­gen Ener­gie­sys­tems. Es ist eine inter­dis­zi­pli­nä­re Dis­kus­si­on der Ener­gie­wirt­schaft, der Her­stel­ler, der Bera­tungs­un­ter­neh­men sowie der Wis­sen­schaft­ler aus den Berei­chen Ener­gietch­nik und Ener­gie­markt. Man spricht von der not­wen­di­gen Par­ti­zi­pa­ti­on der Ener­gie­nut­zer aus allen Lebens­be­rei­chen. Aber gera­de die­se Par­ti­zi­pan­ten feh­len oft bei der Bestim­mung des Weges in die Ener­gie­zu­kunft. Wir benö­ti­gen nach über einem Jahr­zehnt des inten­si­ven inter­dis­zi­pli­nä­ren Aus­tau­sches ver­stärkt das trans­dis­zi­pli­nä­re Zusam­men­wir­ken.

Ener­gie als Ursa­che von allem wird in der Phy­sik als die Fähig­keit, Arbeit zu ver­rich­ten, beschrie­ben. Das Ange­bot von Ener­gie ist Grund­la­ge von Arbeit in der Gesell­schaft und somit Trei­ber von Wohl­stand. Län­der mit nicht aus­rei­chen­dem Zugriff auf Ener­gie gehö­ren zu den ärms­ten Län­dern auf dem Pla­ne­ten Erde. Nun kann der nicht nach­hal­ti­ge Zugriff auf die Quel­len von Ener­gie und Roh­stof­fen zu einer unum­kehr­ba­ren Zer­stö­rung der Lebens­grund­la­gen der Men­schen füh­ren. Somit wird der Wan­del zu einem nach­hal­ti­gen Wachs­tum mit erneu­er­ba­ren Ener­gi­en und geschlos­se­nen Stoff­kreis­läu­fen benö­tigt. Aus der Fähig­keit von Ener­gie zur Arbeits­ver­rich­tung resul­tie­ren grü­ne Jobs sowie die Mög­lich­keit zur Selbst­ver­sor­gung in Gebäu­den und Stadt­quar­tie­ren.

Vor­ran­gig zu betrach­ten ist also zuerst die Lebens­dien­lich­keit“ der Gestal­tung von Ener­gie­kreis­läu­fen. Men­schen wol­len in ihrem Lebens­um­feld nicht netz­dien­lich oder markt­dien­lich sein. Men­schen möch­ten in den Gebäu­den gestal­ten, Kom­fort erhö­hen, Kos­ten opti­mie­ren, Freu­de erle­ben sowie Sicher­heit spü­ren. Das Gebäu­de soll den Men­schen Lebens­dien­lich­keit bie­ten, gar „über­le­bens­dien­lich“ sein. Aus ide­el­len, gemein­schaft­li­chen und auch mate­ri­el­len Aspek­ten kann ein netz­dien­li­ches und markt­dien­li­ches Ver­hal­ten fol­gen.

 

Beispiele für Zielstellungen der Lebensdienlichkeit

Mei­ne Frau hat die unheil­ba­re Krank­heit ALS (Amyo­tro­phe Late­ral­skle­ro­se) und benö­tigt 24 Stun­den am Tag und sie­ben Tage in der Woche unun­ter­bro­che­ne nicht-inva­si­ve Beatmung. Die not­wen­di­ge Strom­ver­sor­gung für die zwei dafür ein­ge­setz­ten Gerä­te ist jeweils durch eine Not­fall­ver­sor­gung mit Akkus abge­si­chert, die vier Stun­den Ener­gie lie­fern. Ein Gerät für den Tag und eines für die Nacht. Ein 10-stün­di­ger Strom­aus­fall wür­de wahr­schein­lich … unvor­stell­bar.

Beatmungs­ge­rä­te für inva­si­ve bezie­hungs­wei­se nicht-inva­si­ve Beatmung sind tau­send­fach im Ein­satz! Gro­be Schät­zun­gen gehen von meh­re­ren 100.000 Gerä­ten aus!

Es müs­sen unbe­dingt „über­le­bens­dien­li­che“ Lösun­gen in Form von klei­nen aut­ar­ken, kos­ten­güns­ti­gen Sys­te­men imple­men­tiert wer­den, um im wirk­lich gro­ßen oder klei­nen Not­fall Über­le­bens­chan­cen für vie­le – beson­ders für Schwa­che – zu bie­ten.“

 

Die Lebens­dien­lich­keit für die Funk­ti­on einer Stadt beschreibt ein Ober­bür­ger­meis­ter mit fol­gen­den Wor­ten:

Ich habe die Auf­ga­be, die Funk­ti­on der Ver­wal­tung auch im Kata­stro­phen­fall sicher­zu­stel­len und suche dafür Lösun­gen. Regel­mä­ßig tau­schen wir uns dazu auch mit den Ver­tre­tern ande­rer Kom­mu­nen aus.“

 

Bei Strom­aus­fall im Stadt­netz muss die Pum­pe mei­nes Aqua­ri­ums wei­ter­funk­tio­nie­ren.“

Die Über­le­bens­dien­lich­keit für die Fische im Aqua­ri­um ist somit Aus­gangs­punkt der Gestal­tung der Fähig­keit zur aut­ar­ken Ener­gie­ver­sor­gung.

Zur Umset­zung bei­spiel­haf­ter Aspek­te von Lebens­dien­lich­keit erfolg­te die nach­fol­gend beschrie­be­ne Pilo­tie­rung im Rah­men des Lab Noir.

 

C/sells demonstriert die Lebensdienlichkeit des Inselbetriebes bei Netzausfall

Meh­re­re Pro­jekt­part­ner des vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und Ener­gie geför­der­ten C/sells-Pro­jek­tes haben am 22. Mai beim soge­nann­ten “Lab Noir“ im Real­be­trieb die kurz­fris­ti­ge Ver­sor­gung von zwei Gebäu­den im Insel­netz­be­trieb bei einem simu­lier­ten regio­na­len Netz­aus­fall und die anschlie­ßen­de Resyn­chro­ni­sa­ti­on mit dem Ver­teil­netz demons­triert. Unter Mit­wir­kung von Ficht­ner IT Con­sul­ting, Fraun­ho­fer IEE, den Stadt­wer­ken Schwä­bisch Hall sowie Andre­as Kieß­ling ener­gy design wur­de ein Lösungs­weg zur Füh­rung einer Ener­gie­zel­le im abge­si­cher­ten Über­gangs­be­trieb am Bei­spiel der zwei Rei­hen­häu­ser in Lei­men bei Hei­del­berg erfolg­reich ein­ge­führt. Die­ses Sze­na­rio wur­de beim Lab Noir gemein­sam mit den Stadt­wer­ken Schwä­bisch Hall als Ver­teil­netz­be­trei­ber vor Ort durch­ge­spielt.

Nach­fol­gen­de Schil­de­rung des Ablau­fes erfolgt aus Sicht von drei Akteu­ren, um ver­schie­de­ne Aspek­te der „Dien­lich­keit“ einer Funk­ti­on im Ener­gie­sys­tem auf­zu­zei­gen.

 

Lebensdienlichkeit für Gebäude‑, Quartiers- und Arealbetreiber

Erneu­er­ba­re Ener­gie, zel­lu­la­re Sys­tem­kon­zep­te und Digi­ta­li­sie­rung bie­ten neue Mög­lich­kei­ten zur Eigen­ge­stal­tung von Ener­gie­kreis­läu­fen und deren Lebens­dien­lich­keit. Dabei trifft dies sowohl für Wohn­ge­bäu­de, kom­mer­zi­el­le Gebäu­de, Stadt­quar­tie­re als auch für gewerb­li­che Area­len und Indus­trie­ge­bie­te zu. In Gebäu­den mit Ener­gie­ge­win­nung, Spei­che­rung, Netz­er­satz­an­la­gen und Manage­ment­sys­te­men kann bei exter­nen Aus­fäl­len die Netz­ab­tren­nung und aut­ar­ke Ver­sor­gung erfol­gen.

Nach­fol­gend wird im Gebäu­de die kor­rek­te Fre­quenz und Span­nung auf­recht­erhal­ten sowie der Ener­gie­fluss zwi­schen Erzeu­gern, Spei­chern und Ver­brau­chern gesteu­ert. Bei nicht aus­rei­chen­dem Ener­gie­an­ge­bot im Gebäu­de kann ein Not­be­trieb für die wich­tigs­ten Ver­brau­cher umge­setzt wer­den. Dabei besteht die Mög­lich­keit, nicht zwin­gend benö­tig­te grö­ße­re Ver­brau­cher von der Ver­sor­gung zu tren­nen.

Wenn der exter­ne Ener­gie­fluss wie­der zur Ver­fü­gung steht, erfolgt durch die Netz­er­satz­an­la­ge des Gebäu­des wie­der die Zuschal­tung zum umge­ben­den Netz.

Im Rah­men einer ers­ten Demons­tra­ti­on im Nach­bar­schafts­ver­bund aus zwei Rei­hen­häu­sern in Lei­men auf der Rudolf-Die­sel-Stra­ße bei den Fami­li­en Andre­as Kieß­ling und Marc Berg­haus wur­de die­ses Ver­fah­ren am 22. Mai 2019 beim Lab Noir vor­ge­stellt.

Das The­ma betrifft jedoch alle Wohn­quar­tie­re, gewerb­li­che Area­le, Infra­struk­tur­be­trie­be als auch Flug­hä­fen oder Indus­trie­ge­bie­te.

 

Netzdienlichkeit Netzbetreiber Stadtwerke Schwäbisch Hall

Im simu­lier­ten Netz­be­trieb ging am 22. Mai gegen 18 Uhr über ein Ver­bund­sys­tem des Lan­des Baden-Würt­tem­berg (ASBW) in der Leit­war­te der Stadt­wer­ke Schwä­bisch Hall die Mel­dung über einen Netz­aus­fall in allen 22 ange­schlos­se­nen Ver­teil­net­zen ein. Die im Netz­si­mu­la­tor für den Net­z­wie­der­auf­bau geschul­ten Tech­ni­ker der Stadt­wer­ke Schwä­bisch Hall eröff­ne­ten nun den Pro­zess „Insel­netz­auf­bau“. Das Füh­rungs­kraft­werk nahm den Betrieb auf. Suk­zes­si­ve wur­den hier­mit die wei­te­ren Kraft­wer­ke und Abneh­mer ver­sorgt. Das Netz Schwä­bisch Hall lief in der Fol­ge sta­bil als Insel­netz. Wäh­rend die­ser Zeit wur­de das Rei­hen­haus in Lei­men über die im Gebäu­de ein­ge­bau­te Bat­te­rie­an­la­ge ver­sorgt.

Im Sze­na­rio erfolg­te anschlie­ßend der Wie­der­auf­bau des Ver­bund­net­zes im Bun­des­land.  Dar­auf­hin erhielt der Dispatcher die Mel­dung, die Leis­tung zu erhö­hen und alle ver­füg­ba­ren Reser­ve­ag­gre­ga­te hoch­zu­fah­ren. Par­al­lel wur­de das Netz wie­der syn­chro­ni­siert.

Durch den Ver­sand eines Signa­les an die Steu­er­box im Rei­hen­haus­ver­bund erfolg­te die Mel­dung, dass das Nie­der­span­nungs­netz wie­der zur Ver­fü­gung steht. Hier­mit konn­te das Gebäu­de für den Pro­zess der Wie­der­syn­chro­ni­sie­rung mit der Umge­bung wie­der frei­ge­ge­ben wer­den.

Bei einem brei­ten, unko­or­di­nier­ten Ein­satz eines sol­chen Netz­ersatz­be­triebs könn­te der Net­z­wie­der­auf­bau nach einer grö­ße­ren Stö­rung wesent­lich erschwert wer­den. Ohne Koor­di­na­ti­on sind die Last­flüs­se im Netz, das sich noch in der Sta­bi­li­sie­rungs­pha­se befin­det, kaum vor­her­seh­bar. Im Rah­men des Lab Noir wur­de die Wie­der­syn­chro­ni­sa­ti­on durch den Ver­tei­lungs­netz­be­trei­ber gesteu­ert. Auf die­se Wei­se ermög­licht die Lebens­dien­lich­keit des Gebäu­des mit Netz­ersatz­be­trieb als poten­zi­el­ler Stör­fak­tor die zusätz­li­che Netz­dien­lich­keit beim Net­z­wie­der­auf­bau.

 

Marktdienlichkeit für Anbieter von Solaranlagen und Energiemanagementsystemen

Für Anbie­ter von Solar­an­la­gen ist eine funk­tio­nie­ren­de Insel­netz­fä­hig­keit ins­be­son­de­re zur Opti­mie­rung des Eigen­ver­brau­ches erzeug­ten Solar­stro­mes als Grund­la­ge der Leben­dien­lich­keit inter­es­sant. Nach Aus­lau­fen der EEG-För­de­rung wird die Bedeu­tung der Gestal­tung von Auto­no­mie und Eigen­ver­brauch in Gebäu­den, Quar­tie­ren und Area­len als Ener­gie­zel­len wach­sen. Das zusätz­li­che Ange­bot zur Aut­ar­kie im exter­nen Stö­rungs­fall ver­stärkt das Leis­tungs­an­ge­bot der Anbie­ter von Solar­an­la­gen und Ener­gie­ma­nage­ment­sys­te­men.

Nach Her­stel­ler­an­ga­ben wird inzwi­schen mehr als jede vier­te PV-Anla­ge mit einem insel­netz­fä­hi­gen Wech­sel­rich­ter instal­liert. Somit wer­den Pro­duk­te bereit­ge­stellt, die sowohl den zeit­wei­li­gen, aut­ar­ken Betrieb und den Wie­der­auf­bau des Ver­bund­net­zes unter­stüt­zen als auch den Betrei­bern von Lie­gen­schaf­ten und Anla­gen neue Chan­cen beim Ein­satz des Solar­stro­mes in Gebäu­den sowie bei der Inter­ak­ti­on mit Ener­gie­märk­ten und Ener­gie­net­zen bie­ten.

Im Rah­men vom Lab Noir wur­de die begrenz­te Aut­ar­kie bei exter­nem Span­nungs­aus­fall durch jeweils ein Ener­gie­ma­nage­ment­sys­tem pro Gebäu­de ermög­licht. Dabei über­nahm der Bat­te­rie­spei­cher, der über die auf dem Haus­dach instal­lier­te PV-Anla­ge gespeist wird, die Ver­sor­gung bei­der Rei­hen­häu­ser.

Ziel war es, in der Über­gangs­pha­se des Netz­aus­fal­les mög­lichst lan­ge die Ver­sor­gung in bei­den Gebäu­den zu gewähr­leis­ten. Des­halb wur­den an den im Gebäu­de benö­tig­ten Ver­brau­chern Sen­so­ren ein­ge­baut, die den Leis­tungs­be­darf sekünd­lich erfass­ten und die­se Infor­ma­ti­on den Ener­gie­ma­nage­ment­sys­te­men zur Begren­zung und Prio­ri­sie­rung des Leis­tungs­be­dar­fes bereit­stell­ten. Somit wur­de die zeit­li­che Staf­fe­lung der Gerä­te­nut­zung unter den Bedin­gun­gen einer Leis­tungs­gren­ze im Not­fall­be­trieb ermög­licht.

Der Gerä­te­ein­satz, die bezo­ge­nen Leis­tun­gen und der Spei­cher­stand wur­den durch das Ener­gie­ma­nage­ment­sys­tem auf mobi­len End­ge­rä­ten dar­ge­stellt. Der Nut­zer erhielt hier­mit die Mög­lich­keit, die Prio­ri­sie­rung der Gerä­te­nut­zung zu beein­flus­sen. Mit­tels der Sen­so­ren wur­de Beginn und Ende des Aus­fal­les erkannt und somit die Pha­se des Not­be­trie­bes gestar­tet und been­det.

Die Inte­gra­ti­on des Ener­gie­ma­nage­ment­sys­tems mit Insel­netz­fä­hig­keit in Lösun­gen für intel­li­gen­te Gebäu­de kann wirt­schaft­li­che und attrak­ti­ve Anwen­dun­gen in klei­ne­ren Objek­ten beför­dern. Das prio­ri­tä­ten­ba­sier­te Ener­gie­ma­nage­ment und die modu­la­re Rea­li­sie­rung mit­tels der Platt­form OGEMA stel­len somit eine wesent­li­che Wei­ter­ent­wick­lung gegen­über bestehen­den Lösun­gen dar.

Andreas Kießling
Über Andreas Kießling 55 Artikel
Andreas Kießling hat in Dresden Physik studiert und lebt im Raum Heidelberg. Er beteiligt sich als Freiberufler und Autor an der Gestaltung nachhaltiger Lebensräume und zugehöriger Energiekreisläufe. Dies betrifft Themen zu erneuerbaren und dezentral organisierten Energien. Veröffentlichungen als auch die Aktivitäten zur Beratung, zum Projektmanagement und zur Lehre dienen der Gestaltung von Energietechnologie, Energiepolitik und Energieökonomie mit regionalen und lokalen Chancen der Raumentwicklung in einer globalisierten Welt.

1 Kommentar

  1. Aut­ar­ke Inseln wer­den zuneh­mend an Bedeu­tung gewin­nen, unab­hän­gig von der Stär­ke der Umwelt­be­las­tung. Kran­ken­häu­ser und ande­re Ein­rich­tun­gen, bei dem das Leben von Men­schen auf dem Spiel steht, brau­chen jetzt schon unab­hän­gi­ge Ener­gie­ver­sor­gun­gen. Auch die Ver­sor­gung mit Inter­net erfor­dert ein Min­dest­maß an Leis­tung, die dann dem Zusam­men­bruch ande­rer Sys­te­me ent­ge­gen­wir­ken kann. Der Net­z­wie­der­auf­bau nach der Stö­rung ist offen­bar hier schon gut gelun­gen, ich gra­tu­lie­re zu die­sem Erfolg!

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