SINFONIA
Der Weg zur Smart City
"European Smart Cities and Communities" nannte sich die Initiative der EU-Kommission, die im Jahr 2011 gestartet wurde. Das Hauptziel war die Steigerung der Energieeffizienz europäischer Städte, wobei Fördergelder über das 7. EU-Forschungsrahmenprogramm zur Verfügung gestellt werden. Das EU-Projekt SINFONIA (Smart INitiative of cities Fully cOmmitted to iNvest In Advanced large-scaled energy solutions) erfüllt nicht nur diese Ziele, sondern auch den europäischen Gedanken, vereint das Projekt doch Städte aus mehreren EU-Ländern. Maßnahmen, welche in den Pionierstädten Innsbruck und Bozen umgesetzt werden, versuchen fünf "Early Adopters" (Rosenheim/Deutschland, Sevilla/Spanien, Pafos/Zypern, Boras/Schweden) nach Projektabschluss zu übernehmen.
Die IKB ist der größte Industriepartner im Konsortium und für die Umsetzung verschiedener Demonstrationsmaßnahmen in Innsbruck verantwortlich. Sie entwickelt intelligente Energie- und Infrastrukturlösungen für den smarten Lebens- und Wirtschaftsraum Innsbruck. Im Fokus des EU-Projektes SINFONIA stehen innovative Energielösungen zur Erzeugung und Verteilung von Strom und Wärme mit verschiedenen Komponenten, die intelligent miteinander vernetzt sind.
Die IKB ist auch Forschungspartner und unterstützt die Universität Innsbruck beim Thema Energiemonitoring. Die in SINFONIA geplanten Projekte sowie die gewonnenen Erkenntnisse werden nach Projektabschluss der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, um möglichst viele Nachahmer zu finden.
Das Aufgabengebiet ist vielfältig: Im Bereich der Energieerzeugung kommen verstärkt erneuerbare Energiequellen zum Einsatz. Beispielsweise wird mittels einer Wärmepumpe, die dem Grundwasser oder dem Abwasser Energie entzieht, Wärme für die Beheizung von Gebäuden erzeugt. Photovoltaikanlagen liefern verbrauchsnah Strom. Neue Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen werden im Projektgebiet von SINFONIA errichtet. Als Brennstoff dient einerseits das in der Kläranlage Innsbruck anfallende Biogas, andererseits Holzgas, das durch einen Pyrolyseprozess entsteht. Um die erzeugte Wärme und den erzeugten Strom zu nutzen, sind Verteilnetze und Energiespeicher notwendig. Teilweise sind diese schon vorhanden, durch SINFONIA bekommen sie die notwendige Intelligenz und werden so zu „Smart Grids“. Mit der Einbindung von Wärme- und Stromspeichern stehen dann alle Komponenten für einen zukunftsorientierten und nachhaltigen Betrieb zur Verfügung. SINFONIA ist ein von der EU mitfinanziertes Projekt mit 31 Partnern. Ziel ist es, europäische Städte in "Smart Cities" zu verwandeln.
SINFONIA-Teilprojekte
Folgende Teilprojekte wurden erfolgreich umgesetzt:
Energienutzung Kläranlage
Die am Standort der Kläranlage Innsbruck, aus erneuerbaren Quellen anfallende Energiepotenziale werden auf intelligente Weise verschaltet und genutzt. Es werden Wärme und Strom, Phosphor, Aktivkohle, sowie ein Ersatzbrennstoff, auf Basis erneuerbarer Energien, erzeugt. Als Primärenergiequelle dienen das erzeugte Biogas und der anfallende Klärschlamm der Kläranlage Innsbruck, feste Biomasse in Form von Hackstückgut, Abwärme aus dem Trocknungsprozess und aus dem Abwasser. Das Biogas wird in einem Blockheizkraftwerk und im Brennkessel der Trocknungsanlage genutzt, aus dem Hackstückgut wird in einer Holzvergasungsanlage Strom und Wärme erzeugt und die Abwasserwärmenutzungen soll mittels Wärmepumpen erfolgen. Die aus den erneuerbaren Quellen gewonnene Energie wird für interne und externe Abnehmer (z. B. Versorgung des Hallenbades O-Dorf, Versorgung des Seerestaurants am Baggersee) genutzt. Der überwiegende Teil der Verbraucher sind jahresdurchgängige Wärme- und Stromabnehmer. Ziel des Projekts ist es, alle Abnehmer mit einem möglichst hohen Anteil an Erneuerbaren Energien zu versorgen. Bei der Wärmeversorgung soll der Anteil bei 100 Prozent und im Bereich der Stromversorgung bei rund 60 Prozent Erneuerbare Energien liegen.
Das Projekt „Energienutzung Kläranlage“ besteht aus den folgenden Hauptkomponenten:
• Biogas-Blockheizkraftwerk
• Thermische Trocknungsanlage für Klärschlamm
• Holzvergasungsanlage mit Blockheizkraftwerk
• Photovoltaikanlage am Hallenbad O-Dorf zur Eigenstromerzeugung
• Abwärmenutzung mittels Wärmepumpe
IKB-Smart-City-Lab
Hier wurden Strom- und Wärmenetze durch ein Hybridnetz verbunden. Fossile Energieträger wurden durch erneuerbare ersetzt. In Zusammenarbeit mit einem externen Partner hat die IKB eine einzigartige Energiemanagement-Software entwickelt, über die der Strom-Wärme-Haushalt kontrolliert und gesteuert wird. Das Thema „Energie“ wurde hier gesamtheitlich betrachtet und die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr miteinander gekoppelt.
• Blockheizkraftwerk zur Wärme- und Stromerzeugung
• Photovoltaikanlagen
• Wärmpumpenanlagen
• Abwärmenutzung aus dem Abwasser
Um die erzeugte Energie auch am gewählten Standort bestmöglich nutzen zu können, werden außerdem intelligente Wärme- und Stromspeicher benötigt. Beispielsweise helfen im Strombereich innovative Batteriespeichersysteme, den Stromeigenverbrauch zu optimieren. Ziel ist es, ein replizierbares Modell für den urbanen Raum zu schaffen, welches sich auch in bestehende Infrastrukturen integrieren lässt.
• Abwärme-Nutzung Trafo UW Mitte
Die Abwärme eines Großtransformators im Umspannwerk Mitte wird über eine Wärmepumpe zur Beheizung des Bürogebäudes der IKB in der Salurner Straße 11 genützt. Die Idee der Abwärmenutzung des Trafos ist bis dato noch nie in dieser Form umgesetzt worden.
• Power-to-Heat-Anlage Hallenbad Amras Straße
Dabei wird Überschussstrom aus dem Stromnetz in Wärme umgewandelt und zum Heizen der Schwimmbecken, für das Warmwasser in den Sanitäranlagen und die Gebäudebeheizung verwendet.
Musterhäuser
Dieses Teilprojekt erfolgt in nachhaltiger Zusammenarbeit mit der Universität Innsbruck, dem Passivhausinstitut sowie den gemeinnützigen Wohnbauträgern Neue Heimat Tirol (NHT) und Innsbrucker Immobilien Gesellschaft (IIG). Im Zuge von SINFONIA werden rund 66.000 m² Wohnfläche der gemeinnützigen Wohnbauträger saniert. Ziel ist es, die Energieeffizienz und den Anteil erneuerbarer Energien der Gebäude zu erhöhen und die Standorte nach Möglichkeit intelligent miteinander zu vernetzen. Durch die IKB wird ein Energiedatenmanagement aufgebaut, welches eine Visualisierung des Energiebedarfs ermöglicht. Auf dieser Basis können gezielte Energieberatungen für die einzelnen Haushalte durchgeführt werden. Neben den Messungen sollen einerseits zukunftsorientierte Mehrwertdienste entwickelt werden, andererseits sollen in den Gebäuden innovative Gesamtlösungen zum Einsatz kommen. Darunter fallen Produkte wie zum Beispiel: Photovoltaik- und Wärmepumpenanlagen, Batteriespeicher, moderne IT-Infrastruktur, oder eine gestützte Gebäudebeheizung mittels Abwasserwärmenutzung.
Innovative Neuerungen
Bei den Teilprojekten wurden viele innovativen Neuerungen umgesetzt. Die Software beim IKB-Smart-City-Lab ist in dieser Form einzigartig. Mögen auch die einzelnen Elemente vor Ort bekannt sein (wie PV-Anlagen, Blockheizkraftwerke, E-Ladestationen etc.), so ist deren intelligente Verknüpfung und das Wechselspiel der Komponenten das Innovative daran. Hervorzuheben ist auch die Nutzung des Abwassers zur Energiegewinnung mittels eines Abwasserwärmetauschers findet sich selten im Einsatz.
Dass die Abwärme eines Großtransformators zur Beheizung eines Gebäudes genutzt wird, ist europaweit einmalig.
Auch dass eine städtische Kläranlage, die normalerweise zu den größten Energieverbrauchern zählt, selber für den eigenen Betrieb Energie erzeugt und sogar weitergeben kann, ist nicht alltäglich. Am Standort der Kläranlage wurde eine Holzvergasungsanlage eingesetzt, welche technisch einen hohen Innovationsfaktor aufweist. Ein Folgeprojekt hieraus ist ein Josef-Ressel-Zentrum von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft. Dies soll die Technologie noch weiter vorantreiben.
Der Einsatz von Power-to-Heat-Anlagen wird in Zukunft noch wichtiger werden, daher ist es vorteilhaft, bereits jetzt Erfahrungen damit zu sammeln.
In Rahmen von SINFONIA haben gemeinnützige Immobilienträger rund 200 Wohnungen und einige Schulen saniert. Ziel war es, die Energieeffizienz und den Anteil erneuerbarer Energien der Gebäude zu erhöhen und die Standorte nach Möglichkeit intelligent miteinander zu vernetzen. Die IKB hat in diesem Rahmen einige innovative Photovoltaik-Projekte umgesetzt, wie beispielsweise die erste Mieterstromanlage in Österreich.