Im Rahmen von Smart City – Mikroquartiere wurde ein Optimierungsmodell für die Energieversorgung von Stadtarealen, beruhend auf der Portfoliotheorie, erstellt. Dem Modell steht eine Vielzahl an Technologien zur Verfügung, um den gegebenen Energiebedarf zu decken. Der Energiebedarf besteht aus der Nachfrage nach Strom, Wärme, Kühlung und (Elektro)-Mobilität. Um diese Nachfrage zu decken, berechnet das Optimierungsmodell den optimalen Mix in Hinsicht auf ein zuvor definiertes Ziel.

Üblicherweise optimieren dieses Modelle nach minimalen Kosten. Unser Ziel war es, sowohl nach geringsten Kosten als auch geringsten Emissionen zu optimieren. Gemäß der Portfoliotheorie kann der Lösungsbereich zwischen den beiden Extrempunkten (i) geringste Kosten und (ii) geringste Emissionen aufgespannt werden. In der Literatur wird dieser Lösungsbereich “Pareto Front” genannt. Die unten dargestellte Abbildung zeigt das Ergebnis der Optimierung für das Areal in Linz. In der hier durchgeführten Beispielberechnung ist ersichtlich, dass der Energiemix, welcher mit geringsten Kosten verbunden ist, zu hohen Emissionen führt und umgekehrt. In diesem konkreten Beispiel führt der Übergang von einem kostenminimalen auf ein emissionsminimales System zu einer Erhöhung der Kosten um ~500 %.

Diese Berechnungsmethode erlaubt es uns abzubilden, wie ein lokales Energiesystem, welches oft nach geringsten Kosten entworfen wird, hin zu einem erneuerbaren Energiesystem transformiert werden kann. Für die Stadt- und Energieraumplanung sind diese Ergebnisse interessant, weil dadurch gezeigt werden kann, welche lokalen Anreize gesetzt werden um die gewünschte Transformation anzuregen.

Andreas Fleischhacker, TU Wien