Prozessautomatisierung | 14. Januar 2021

Franklin – smart und effizient

Mannheims neuer nachhaltiger Stadtteil

Im Norden Mannheims entsteht mit Franklin ein neuer Stadtteil. Das Energieunternehmen MVV hat ein ganzheitliches Energiemanagementkonzept entwickelt, das dieses Quartier besonders smart, nachhaltig und ressourcenschonend machen wird. ABB liefert wesentliche Technologien für das Vorzeigeprojekt.

In Mannheim – übrigens nur rund 1 km vom dortigen ABB-Standort entfernt – entsteht auf dem Gebiet einer ehemaligen Kaserne der US-Streitkräfte derzeit ein ganz neues Stadtquartier. Franklin wird eines Tages knapp 10.000 Menschen eine Heimat bieten; im November 2020 hatte das 144 ha große Areal bereits mehr als 2.000 Einwohner. Von seinen früheren amerikanischen Bewohnern hat das Franklin Village seinen geschichtsträchtigen Namen geerbt; neu und zukunftsorientiert hingegen ist das Energiemanagement. ABB und MVV wollen den neuen Stadtteil zu einem Leuchtturmprojekt in Sachen smarte Energienutzung entwickeln. Die Quartierlösung ist ein Teil der ABB Ability Smart Cities Initiative, die auf die nachhaltige Gestaltung von grünem Lebensraum in Städten ausgerichtet ist.

Jedes Gebäude zählt

MVV hat dazu ein komplexes Energiemanagementkonzept für das gesamte Quartier entwickelt. Dr. Robert Thomann, Leiter Entwicklung und Innovation Smart Cities bei MVV, erklärt: „Schon die einzelnen Gebäude werden auf ihren Energieverbrauch hin optimiert, zum Beispiel mit Smart Metern. Das gilt natürlich bei den Neubauten, aber auch Bestandsgebäude werden revitalisiert, teilweise bis auf Passivhausstandard.“ MVV hat zudem im Quartier Power-to-­Heat-Anlagen verbaut, die Strom- und Wärmesektor miteinander koppeln. Zu dem ganzheitlichen System zählen PV-Anlagen, Elektroladesäulen sowie dezentrale Wärmespeicher. Jedes einzelne dieser Infrastrukturelemente ist an das Energiemanagement angebunden. Darüber hinaus bezieht das System auch Elektrofahrzeuge mit ein, die als steuerbare Verbraucher fungieren.

Technologien von ABB

Viele der Systeme für den smarten Stadtteil stammen von ABB, so zum Beispiel Batteriespeicher (Battery Energy Storage System; BESS) oder das Energiemanagementsystem OPTIMAX. Bruno Theimer, Leiter Vertrieb Power Generation & Water bei ABB, erklärt: „Wir liefern die grundlegenden Technologien, die es Energieunternehmen wie MVV ermöglichen, intelligente Lösungen anzubieten.“ Im Oktober hat ABB beispielsweise ein BESS vom Typ PQPluS am Standort Thomas-Jefferson-Straße 51 erfolgreich installiert. Er ist in der Lage, bei einer Maximalleistung von 300 kW bis zu 470 kWh elektrische Energie zu speichern und ist somit ein wichtiges Element im Energiekonzept von Franklin. Bruno Theimer: „Auf der Basis unseres Systems ­OPTIMAX, das auch in Franklin zum Einsatz kommt, haben ABB und MVV dann weitergedacht und ‚Energy and Efficiency as a Service‘ entwickelt.“ Die ganzheitliche Servicelösung hilft, die Energieeffizienz zu verbessern, den Schadstoffausstoß zu reduzieren und Energiekosten zu senken. „‚Energy and Efficiency as a Service‘ stellt eine nachhaltige, modulare Methode dar, die individuell gesetzten Ziele zu erreichen. Die Energieflüsse von Verbrauchern und Erzeugern werden gemessen, in Echtzeit verarbeitet und mit OPTIMAX for Smart Cities optimiert“, sagt Bruno Theimer.

Energiemanagement in Echtzeit

Das Quartierenergiemanagement ist das Herzstück des Konzepts. Alle Komponenten in Franklin, seien es dezentrale Erzeuger, Energiespeicher oder Verbraucher, tauschen mit ihm energierelevante Informationen aus. „Über unsere IoT-Plattform werden alle Daten gesammelt und einem zentralen Energiemanagement zugeführt. Hier werden dann der weitere Bedarf prognostiziert, der Einsatz der energetischen Bausteine optimiert und Energiefahrpläne erstellt“, erklärt Dr. Robert Thomann. Durch eine Vielzahl an Sensoren – darunter auch intelligente Messsysteme (iMSys) – bekommen die Energiemanager so in Echtzeit ein komplettes energetisches Bild von Franklin und damit eine solide Grundlage, um Verbrauch und Erzeugung von Energie zu optimieren.

Zelluläres Metasystem für Energie

Darüber hinaus ist das Mannheimer Quartier Teil des vom Bund geförderten Energieforschungsprojekts c/sells. „c/sells ist zellulär, partizipativ und vielfältig. Zellulär, weil jede Zelle versucht, Erzeugung und Bedarf lokal auszugleichen. Ist das nicht sinnvoll oder möglich, kommt es zum Austausch mit den Nachbarzellen. Partizipativ, weil c/sells eine aktive Teilnahme der Bürger ermöglicht. Und schließlich vielfältig, da wir eine Plattform zur Vernetzung aller Infrastrukturkomponenten und einen flexiblen Marktzugang geschaffen haben“, so Dr. Robert Thomann.

Mit dem Quartierenergiemanagement tauschen alle Komponenten in Franklin energierelevante Informationen aus.

Weil in Franklin alle relevanten energetischen Komponenten über das Energiemanagementsystem miteinander verbunden sind, ist jederzeit eine Übersicht über die verbrauchte beziehungsweise erzeugte Energie möglich. So lässt sich die energetische Flexibilität bestimmen, das heißt, wie viel Energie bei Bedarf zusätzlich aufgenommen oder abgegeben werden kann. Über das virtuelle Kraftwerk der MVV wird diese Flexibilität an die verschiedenen Märkte gebracht und dort vermarktet. Damit zeigt Franklin, dass Ressourcenschonung und Wirtschaftlichkeit durchaus miteinander vereinbar sind.


Weitere Infos: bruno.theimer@de.abb.com