Urbane Energiewende: Auf die Städte kommt es an

Das Wachstum der Welt spielt sich vor allem in den urbanen Zentren ab: Schon heute leben mehr als die Hälfte aller Menschen in Städten, rund 80 Prozent der globalen Treibhausgase werden dort emittiert. Damit spielen Städte und Kommunen eine zentrale Rolle für Energiewende und Klimaschutz.

Im Kontext der Transformation des Energiesystems beschäftigt sich die dena intensiv mit dem Megatrend der Urbanisierung und hat im dena-Projekt Urbane Energiewende gemeinsam mit zahlreichen Partnern aus der Wirtschaft und Kommunen Lösungsansätze und politische Handlungsempfehlungen für die Energiewende im urbanen Raum erarbeitet.

dena-Projekt Urbane Energiewende

Starke Praxisorientierung und gemeinsame Impulse an die Politik

Das dena-Projekt Urbane Energiewende hat für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende in Städten Erkenntnisse aus der Praxis zusammengetragen und Handlungsempfehlungen für die Politik erarbeitet.

Neben einem engagierten Beirat waren mehr als 30 Partner – darunter Stadtwerke und Energieversorger, Technologieanbieter und IT-Dienstleister, Wohnungsgesellschaften und Mobilitätsanbieter sowie Logistik- und Handelsunternehmen - an der fachlichen Ausarbeitung beteiligt. Im Fokus des stark praxisorientierten Projekts standen Herausforderungen wie die Suche nach geeigneten Technologien und Geschäftsmodellen, die zunehmende Digitalisierung sowie die Weiterentwicklung von Infrastrukturen.

Ergebnisse des Projekts wurden am 26. November 2019 in Form eines umfassenden Projektberichts im Rahmen der Projekt-Abschlusskonferenz auf dem dena Energiewende-Kongress 2019 veröffentlicht.

Christoph Jugel

Leiter Energiesysteme

T: +49 (0)30 66 777 - 757
 F: +49 (0)30 66 777 - 699
 jugel@dena.de

Aufbau des Projektberichts

Der Projektbericht besteht aus drei Teilen: Teil A stellt übergeordnete Erkenntnisse und Empfehlungen dar. Teil B gibt einen kompakten Überblick über zwölf „Ansätze“ mit mehr als dreißig Konzepten zur Energiewende in urbanen Räumen und stellt eine Vielzahl von Praxisprojekten vor. Teil C enthält die gutachterliche Ausarbeitung zu regulatorischen Herausforderungen, eine Analyse prägender Hemmnisse sowie Möglichkeiten zu deren Auflösung in Hinblick auf die Erreichung der Klimaziele in 2030.

Bei Fragen zu dem Projekt können Sie sich unter urbane-energiewende@dena.de direkt an das Projektteam wenden.

Einzelteile des Abschlussberichts

Landkarte der Urbanen Energiewende

Im Rahmen der Projektarbeit hat die dena eine Vielzahl an Praxisbeispielen aus allen Teilbereichen der urbanen Energiewende gesichtet und ausgewertet. Einen Teil dieser Projekte ist in der untenstehenden digitalen Landkarte zu finden. Für eine bessere Auffindbarkeit ist die Karte nach Energiesektoren, Technologien, räumlichem Projektumfang und Verantwortlichen filterbar.

Handlungsempfehlungen für die urbane Energiewende

Städte zeichnen sich durch hohen Energiebedarf und starken Ressourcenverbrauch aus. Sie bieten durch die hohe Dichte an Infrastrukturen und die Vielzahl von Akteuren gleichzeitig einen starken Hebel, um die Klimaziele für 2030 zu erreichen. Das dena-Projekt Urbane Energiewende hat zentrale Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende in urbanen Räumen erarbeitet.

Die urbane Energiewende als querschnittliche Aufgabe verstehen

Die Bundesregierung sollte die Energiewende im urbanen Raum stärker in den Fokus der politischen Arbeit nehmen. Dabei sind „querschnittlich“ eine Vielzahl unmittelbar betroffener Anspruchsgruppen sowie unterschiedliche politische Ebenen zu koordinieren – insbesondere muss die Zusammenarbeit mit den Bundesländern intensiviert und weiterentwickelt werden. Dabei gilt es, die drei Säulen der integrierten Energiewende auch im urbanen Energiesystem zu verankern: Energieeffizienz erhöhen, mehr Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien (EE) direkt nutzen, sowie erneuerbare gasförmige und flüssige Energieträger und Rohstoffe bereitstellen. Dabei müssen Fehlanreize bezüglich der übergeordneten Ziele beseitigt, passende Investitionsanreize gesetzt und langfristige Planungssicherheit gewährleistet werden.

Wirksame CO2-Bepreisung im Non-ETS-Bereich setzen

Die Einführung einer CO2-Bepreisung in den nicht durch das europäische Emissionshandelssystem abgedeckten Sektoren ist ein zentrales Element, um die langfristige Planungs- und Investitionssicherheit zu erhöhen und Anreize zur Änderung des Verbrauchsverhaltens und zur Umstellung technischer Anlagen zur Vermeidung von CO2-Emissionen zu erreichen. Das im Klimapaket gewählte Vorgehen soll die Planungssicherheit erhöhen, wird voraussichtlich aufgrund des niedrigen Preisniveaus jedoch nur geringe Lenkungswirkung entfalten. Auch deshalb müssen politische Instrumente und Maßnahmen eine CO2-Bepreisung flankieren. Dabei ist ein laufendes Monitoring zur Bewertung der Wirksamkeit essenziell. Ziel muss sein, besonders geeignete Maßnahmen im Sinne von hoher Effektivität (CO2-Minderung), Kosteneffizienz zu stärken und weniger wirksame Maßnahmen zu reduzieren oder zu beenden.

Optimale Integration lokaler Infrastrukturen sicherstellen

Urbane Räume sind durch gut ausgebaute und weit verzweigte Infrastrukturen für Strom, Wärme, Verkehr und Kommunikationssysteme geprägt. In Zukunft können vermehrt verbrauchernähere kleinere Quartiers-, Wohnblock- oder Gebäude-integrierte Anlagen entstehen, die durch eigene Erzeugung, Speicherung oder Umwandlung am Energiesystem teilnehmen. Für das übergeordnete Ziel der CO2-Reduktion in einem möglichst kosteneffizienten Gesamtsystem ist eine ganzheitlich optimierte Nutzung technischer Anlagen und Infrastrukturen entscheidend. Um den effizienten Einsatz bei der großen Vielzahl unterschiedlicher Akteure zu ermöglichen, müssen die technischen, marktlichen und regulatorischen Schnittstellen weiterentwickelt werden. Zudem sollten die Bundesländer Anreize setzen, um die kommunale Energieleitplanung als Aufgabe der Stadtplanung weiter in die Breite zu bringen.

Vernetzung der Akteure stärken und Erfahrungsaustausch ermöglichen

Bei der lokalen Umsetzung innovativer Ansätze und Konzepte zur urbanen Energiewende kommt es häufig zu zeitlichen Verzögerungen und erhöhtem Verwaltungsaufwand. Dies ist in vielen Fällen darauf zurückzuführen, dass die Projekte mit besonderen technischen, planerischen und administrativen Anforderungen verbunden sind und das notwendige spezifische Fachwissen in Planungsbüros, Handwerksbetrieben oder Verwaltungseinheiten oftmals nicht verbreitet ist. Bundes- und Landespolitik sollten in Abstimmung die zielgerichtete Koordination und Kooperation der urbanen Akteure untereinander sowie den Erfahrungsaustausch zwischen Kommunen in Netzwerken ermöglichen. Dabei sollte auch der Austausch über Forschungsergebnisse intensiviert werden, um einen laufenden Know-how-Transfer sicherzustellen.

Digitalisierung zur Flexibilisierung des Energiesystems nutzen

Mit fortschreitender Energiewende wird das urbane Energiesystem immer komplexer. Daher müssen digitale Werkzeuge eingesetzt werden, um die Koordination der Systemakteure zu ermöglichen und den operativen Betrieb zu optimieren. Damit Informations- und Kommunikationstechnologien stärker genutzt werden können, muss die Interoperabilität zwischen Geräten über standardisierte Schnittstellen und Regeln gesichert werden. Dabei müssen diese so ausgestaltet werden, dass die Anwendungen an lokale Besonderheiten angepasst werden können. Um die Akzeptanz neuer digitaler Angebote zu erhöhen, sollten Technologieanbieter und Bund die Verbraucher über digitale Energietechnik sowie Datenschutz und -sicherheit informieren.

Netz- und systemdienliche Flexibilisierung zur Erhöhung der EE-Anteile voranbringen

Im Stromsystem bestehen als Grundvoraussetzung für eine stabile Versorgung besonders hohe Anforderungen an die Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Verbrauch. Zur bestmöglichen Nutzung erneuerbarer Energien muss mit dem weiteren Anstieg fluktuierender EE-Stromerzeugung eine stärkere zeitliche Anpassung des Verbrauchs einhergehen. Hierfür muss die Bundespolitik den regulatorischen Rahmen so weiterentwickeln, dass wirtschaftliche Anreize für netz- und systemdienliche Verbrauchsflexibilisierung geschaffen werden. Zudem sollten die Flexibilisierungspotenziale von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen stärker genutzt werden. Um die Anteile erneuerbarer Energien in einem flexibel gesteuerten Gesamtsystem zu erhöhen, sollte der Bund „Nutzen statt Abregeln“ zum Standard machen. Zudem müssen energierechtliche Fachbegriffe im Zusammenhang mit integrierten Konzepten und Quartierslösungen definiert werden.

Innerstädtische EE-Stromerzeugung ausbauen und Mieterstrom stärken

Urbane Räume sind Energiesenken. Um die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien zu erhöhen, muss auch die innerstädtische EE-Stromerzeugung gesteigert werden. Zudem nehmen die Herausforderungen bei der Akzeptanz für Großprojekte der Energiewende im ländlichen Raum zu. Auch hierdurch steigt die Notwendigkeit, vermehrt kleinteiligere, verbrauchsnähere Erzeugungspotenziale zu nutzen. Um die innerstädtische EE-Stromerzeugung zu befördern, sollte insbesondere die Attraktivität von „Mieterstrom“ erhöht werden. Dabei müssen steuerliche Barrieren beseitigt und der Begriff der Kundenanlage im Energiewirtschaftsgesetz geschärft werden. Da die Wirtschaftlichkeit von Mieterstromprojekten maßgeblich durch das Messkonzept beeinflusst wird, sollten Verwaltungsaufwände reduziert und komplexe Zählerkonzepte standardisiert und vereinfacht werden.

Wirtschaftlichkeit klimafreundlicher Versorgungsvarianten erhöhen

Zur Erreichung der Klimaziele kommt einer CO2-armen und langfristig klimaneutralen Wärmeversorgung große Bedeutung zu. Dabei spielen gerade im urbanen Raum integrierte Ansätze sowie der weitere Einsatz von Wärmenetzen als Sammelschiene klimaneutraler Erzeugungspotenziale eine besondere Rolle. Allerdings sind klimaneutrale Wärmeversorgungskonzepte durch hohe Gestehungskosten und Investitionsrisiken gehemmt. Um die Wirtschaftlichkeit gegenüber CO2-intensiveren Varianten zu erhöhen, sollte der Bund die Kraft-Wärme-Kopplung zeitnah weiterentwickeln, das angekündigte Förderprogramm zur EE-Fernwärme („Basisprogramm“) vorantreiben, sowie eine Anpassung des Gebots zur kurzfristigen Kostenneutralität bei der Umstellung der Wärmelieferung in Mietwohnungen vornehmen.

Treibhausgase als Steuerungsgröße und kontinuierliches Monitoring verankern

Zielvorgaben und Referenzgrößen im Wärmebereich sind bislang hauptsächlich auf den Energiebedarf von Einzelgebäuden ausgerichtet. Ergänzend hierzu sollten für Quartiere und Gebäude auch die mit der Wärmenutzung verbundenen CO2-Emissionen transparent gemacht werden. Zusätzlich sollten Energiebedarfs- bzw. Emissionsanforderungen nicht nur auf einzelne Verbrauchseinheiten ausgerichtet sein, sondern integrierte Versorgungslösungen und Quartierskonzepte gestärkt werden. Hierzu muss auch bei den Akteuren auf Bundes-, Landes- und Kommunalebene das Wissen in Bezug auf integrierte Konzepte ausgebaut werden. Zudem sollten die Kommunen in ihrer Rolle als Bindeglied der verschiedenen Akteure gestärkt werden.

Einzelinteressen mit lokaler Wärmeversorgungsstrategie verknüpfen

Die Interessen und Entscheidungen einzelner Gebäudeeigentümer können lokalen Ansätzen für eine Wärmeversorgung im Sinne der Klimaschutzziele entgegenstehen. Hierdurch bleiben große Potenziale für den Einsatz klimaneutraler Energiequellen mangels einer koordinierenden Strategie ungenutzt. Die Bundesländer sollten den Kommunen Anreize setzen, in Ergänzung zu den bereits bestehenden Bauleitplanungen und städtebaulichen Verträgen durch eine kommunale Wärmeplanung gemeinsam mit einheitlichen Planungsinstrumenten den „richtigen Rahmen“ für klimafreundliche Wärmeversorgungskonzepte zu setzen. Hierbei sollte auch Kommunen in der Haushaltssicherung eine kommunale Wärmeplanung ermöglicht werden. Um die Erschließung lokaler Wärmepotenziale in Kommunen zu unterstützen, müssen Datengrundlagen geschaffen und die Koordination zwischen Akteuren verbessert werden.

Spezifische Sanierungslösungen können Interessenskonflikte lösen

Deutschlandweit wohnen etwas mehr als die Hälfte aller Haushalte zur Miete, im urbanen Raum ist der Anteil erheblich höher. Beim energieeffizienten Sanieren von Mietwohnungen kommt es häufig zu dem sogenannten „Nutzer-Investor-Dilemma“. Darüber hinaus können Interessenskonflikte aufgrund von Anforderungen der Sozialpolitik sowie aus Umwelt- und Denkmalschutzgründen entstehen, die die Wirtschaftlichkeit einer energetischen Sanierung senken. Innovative Sanierungskonzepte wie beispielsweise „serielles Sanieren“ können Zielkonflikte vermeiden und unangemessene Belastungen reduzieren. Sie sollten ebenso wie Quartierskonzepte im Rahmen der energetischen Stadtsanierung weiter in die Breite gebracht werden, außerdem sollte die Gebäudesanierung durch verstärkte Anreize – wie bereits im Klimapaket angelegt – beschleunigt werden. Des Weiteren muss die öffentliche Hand ihrer Vorbildfunktion gerecht werden.

Stärkung des ÖPNV und Einbindung von neuen Mobilitätskonzepten

Der öffentliche Personenverkehr muss zukünftig noch stärker als Rückgrat eines effizienten urbanen Verkehrssystems fungieren. Er muss in seiner Rolle als umweltverträgliches und für dicht besiedelte Räume besonders ressourcenschonendes Mobilitätskonzept gegenüber dem motorisierten Individualverkehr gestärkt, ausgebaut und qualitativ verbessert werden. Hier gilt es, dass die Aufgabenträger des öffentlichen Personenverkehrs konkrete klimapolitische Ziele und Minderungspfade sowie das hierfür notwendige Monitoring in die Nahverkehrspläne aufnehmen. Zudem sollten Nahverkehrspläne vermehrt integriert zwischen angrenzenden Kommunen geplant und abgestimmt werden. Hierfür müssen auch durch Bund und Länder Grundlagen geschaffen und Projektansätze initiiert werden. Im Sinne der Verkehrsvermeidung müssen öffentliche Personenverkehre und nicht-motorisierte Mobilität gegenüber dem motorisierten Individualverkehr gestärkt werden. Sharing-Angebote sind dabei als Ergänzung zum öffentlichen Personenverkehr zu verstehen und gezielt zur Verbesserung des Angebots einzusetzen.

Ausbau der Ladeinfrastruktur gezielt voranbringen

Der weitere Ausbau der Ladeinfrastruktur im privaten, halböffentlichen und öffentlichen Raum muss beschleunigt werden, um den Markthochlauf der Elektromobilität zu unterstützen. Dafür sind Förderprogramme für eine verbesserte Wirtschaftlichkeit und angepasste Rahmenbedingungen notwendig. Zusätzlich sollten klare Regelungen und Schnittstellen für netz- und systemdienliches Laden vorbereitet werden. Zudem müssen in den kommunalen Verwaltungen Personalkapazitäten erhöht und Prozesse standardisiert bzw. vereinfacht werden, um Genehmigungsprozesse für den Ausbau öffentlicher Ladeinfrastruktur zu verkürzen. Für den effizienten Ausbau der halböffentlichen Ladeinfrastruktur sind besonders für bundesweit vertretene Unternehmen einheitliche Rahmenbedingungen notwendig, beispielsweise bezüglich der in der EU-Gebäuderichtlinie enthaltenen Regelungen und Anforderungen.

Die Verkehrsbelastung der Innenstädte durch innovative Konzepte verringern

Durch das prognostizierte weitere Wachstum des Waren- und Güterverkehrs sind innovative, dezentrale und zeitversetzte Zustellungskonzepte gefragt, um Zielkonflikte aufzulösen und Emissionen zu verringern. Hierfür müssen für nachhaltige Mobilitätsansätze teilweise auch Neuaufteilungen im öffentlichen Straßenraum ermöglicht werden, um innovative Zustellkonzepte im Waren- und Güterverkehr zu fördern und die Verkehrsbelastung der In-nenstädte zu verringern. Hier gilt es, neue Konzepte und Zeitschienen zu nutzen, um Verkehrsaufkommen und -spitzen zu entzerren. Zudem sollte die Digitalisierung auf kommunaler Ebene stärker zur Verkehrssteuerung und zum Ausbau emissionsarmer Mobilität genutzt werden.

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Urbane Energiewende in Deutschland und China

In Deutschland leben bereits drei Viertel der Bevölkerung in Städten. 70 Prozent der energiebezogenen Treibhausgasemissionen gehen hier auf Städte zurück. Doch im Vergleich steht China mit seinen 66 Millionenstädten vor Herausforderungen im großen Maßstab. Werden hierzulande energetisch bestehende Quartiere saniert, entstehen im Land der Mitte ganze Städte auf dem Reißbrett.

Wir haben bei Bürgermeisterinnen und Bürgermeistern in Deutschland und China nachgefragt, wie die urbane Energiewende vor Ort gelingen kann.

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Urbane Energiewende: Grund zum Handeln

Ob Lebensmitteldiscounter, die Wohnungen bauen, Versandhändler, die Läden eröffnen oder Lebensmittel, die bis an die Haustür gebracht werden – das Leben in der Stadt verändert unser Konsumverhalten und so verändert der Handel unsere Städte. Doch wie tragen Handelsunternehmen zur Energiewende im urbanen Raum bei?

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18 Monate von der Idee bis zur Umsetzung: Ein Ort am Rhein tauscht mit Unterstützung der dena die alte Straßenbeleuchtung gegen denkmalgerechte LEDs und spart mehrere tausend Euro Betriebskosten im Jahr. Arbeit und Investitionen übernimmt eine regionale Genossenschaft. Das Modell soll Schule machen.

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Smart City oder Urbane Energiewende?

„Smart City“ beschreibt die intelligente, digital vernetzte Stadt: von der Verwaltung, über Wirtschaft und Mobilität bis hin zu Haushalten und weiteren Lebenswelten der Bevölkerung. Ist auch die Energieinfrastruktur digital vernetzt, wird die urbane Energiewende zum Teil der Smart City.

Das europäische Projekt GrowSmarter zeigt smarte Lösungen in realen Anwendungsfällen in den  Leuchtturmstädten Stockholm, Barcelona und Köln. Stockholm steht zum Beispiel vor zwei Herausforderungen: Den Charakter der Stadt zu bewahren und sie gleichzeitig weiterzuentwickeln. Emden dient als intelligente Energiestadt anderen als Vorbild.
Smart City

Stockholm

Bis 2040 soll Stockholm ohne fossile Energie auskommen. Ein weiteres wichtiges Ziel: Bürgermeistern Karin Wanngård will ihre Stadt zur "smartesten" Stadt der Welt machen. Digitalisierung und neue Technologien vereinfachen und verbessern für sie nicht nur unser Leben, sondern helfen auch bei einem "Green Change". In Ihrer Videobotschaft erklärt Karin Wanngård, wie das gelingen kann.

Smart City

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Köln rüstet sich für die Zukunft und setzt mit dem Projekt SmartCity Cologne auf Nachhaltigkeit. Themenschwerpunkte sind dabei die Förderung und der Einsatz erneuerbarer Energien, smarte Technologien wie Smart Meter und Elektromobilität, verschiedene Konzepte zur CO2-Reduzierung sowie Maßnahmen zur Energieeinsparung und zur Steigerung der Energieeffizienz. Mit dem Projekt GrowSmarter soll der Stadtteil Köln-Mülheim als Blaupause für nachhaltige Stadtentwicklung entwickelt und etabliert werden.

Smart City

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Wichtiger Baustein im Konzept für die Smart City Emden im Jahr 2030 ist das Zusammenspiel von Windenergie, Elektromobilität und Speichertechnologien in einem intelligenten Stromnetz. Geplant sind Projekte, welche die Lebensqualität in der Region erhöhen, vom Breitbandinternet bis zur Emden App mit Serviceangeboten für Bürgerinnen und Bürger.

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Und was hat die dena damit zu tun?

Die dena ist seit Jahren im Kontext von Smart Cities und Urbaner Energiewende aktiv, zum Beispiel bei der energieeffizienten Straßenbeleuchtung, Energie- und Klimaschutzmanagementsystemen und den Digitalisierungsprojekten DIGI4E und Digitale Energiewelt.

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Bildquellen:
Bild von Frankfurt (Seitenanfang): Shutterstock / travelview
Bild von Köln (Teaser): Shutterstock / S.Borisov


Bild von Emden (Teaser): iStockphoto / vora
Label Deutschland und China: Shutterstock / Koshevnyk