Projekt GOES
GOES ist ein von der EU im Rahmen von Horizon 2020 gefördertes Projekt, das darauf abzielt, ein plattformbasiertes Entwurfsrahmenwerk (Platform-Based Design, PBD) für optimierte geothermie-basierte Energiesysteme zu entwickeln. Obwohl Forschung und Entwicklung in Bezug auf geothermie-basierte Energiesysteme zunehmend an Bedeutung gewinnen, bleibt ihre Verbreitung und Anwendung insbesondere im Gebäudebereich bislang begrenzt. Es gibt zwar beeindruckende Pilot- und Demonstrationsprojekte, doch eine beschleunigte Umsetzung im großen Maßstab bleibt bisher aus. Ein Grund für das langsame Voranschreiten der Energiewende ist, dass aktuelle Standardisierungen keinen vollständig integrierten Daten- und Informationsaustausch zwischen verschiedenen Domänen, Systemen oder Komponenten ermöglichen.
In diesem Zusammenhang stellt PBD einen vielversprechenden Ansatz dar, um die domänenspezifische Standardisierung hin zu einem integrierten Entwurfsrahmen für ganzheitliche, geothermie-basierte urbane Energiesysteme zu verbessern. Der Ansatz greift Konzepte aus dem PBD auf, die bereits den elektronischen Entwurfsprozess sowie die Fahrzeugentwicklung revolutioniert haben. Ziel des GOES-Projekts ist es, ein PBD-Rahmenwerk zu entwickeln, das die Schnittstellen zwischen verschiedenen Maßstabsebenen in der Modellierung urbaner Energiesysteme und im Systemdesign (von der Komponenten- bis zur Stadtebene) standardisiert. Dieser Ansatz soll die Entscheidungsfindung für Akteure im Bereich des urbanen Energiesystemdesigns erleichtern, mit einem besonderen Fokus auf Anwendungen geothermischer Energie.
Das Projekt wird von Empa koordiniert und vereint acht Partner aus fünf verschiedenen Ländern der EU und den Vereinigten Staaten von Amerika.
Projektziele
- Entwicklung von Methoden zur effizienten Identifizierung der Eignung von Stadtteilen und Quartieren für geothermie-basierte Energiesysteme, um Investitionen gezielt zu lenken.
- Unterstützung der Entscheidungsfindung für Akteure, die in die Planung urbaner Energiesysteme eingebunden sind.
- Etablierung eines plattformbasierten Entwurfsrahmenwerks (Platform-Based Design, PBD), um schnelle und übertragbare Innovationen sowie Implementierungen geothermie-basierter Energiesysteme zu ermöglichen.
Rolle des AIT
Das AIT leitet das Arbeitspaket 3, das darauf abzielt, das PBD-Rahmenwerk auf Stadt- und Quartiersebene weiterzuentwickeln und zu verbessern. Dabei werden räumlich aufgelöste Modelle für Energiebedarf und -angebot integriert. Ziel ist es, eine Schnittstelle für den Austausch von Entwurfsspezifikationen und Modellen zwischen Stadt- und Quartiersebene innerhalb des PBD-Rahmens zu etablieren. Diese Arbeit beinhaltet eine umfassende Einbindung von Stakeholdern, die Entwicklung von Key Performance Indicators (KPIs) sowie den Einsatz fortschrittlicher Modellierungstechniken zur Verfeinerung von Annahmen und Gestaltungsgrenzen. Dies ermöglicht die Identifikation optimaler Energielösungen sowohl für den stadtweiten als auch für den quartiersspezifischen Kontext.
Konkret umfasst dies die Entwicklung und Verknüpfung von Modellierungs- und Systementwurfsansätzen, die die techno-ökonomisch optimierte Auslegung von Energiesystemen auf Stadt- und Quartiersebene ermöglichen. Dabei werden das jeweils relevante Abstraktionsniveau und die entsprechenden systemischen Rahmenbedingungen auf den jeweiligen Entscheidungsebenen berücksichtigt. Durch die Verfeinerung, Validierung oder Falsifizierung von Annahmen auf Stadtebene mit detaillierteren Ansätzen auf Quartiersebene kann eine Rückkopplung im Entwurfsprozess etabliert werden, die zu besser fundierten Entscheidungen auf allen Ebenen führt.
Eine weitere zentrale Aufgabe des AIT ist die Entwicklung eines KPI-Rahmens für das PBD, um die Auswirkungen von Entscheidungen im Energiesystemdesign zu bewerten und Anforderungen sowie Spezifikationen systematisch zwischen den betrachteten räumlichen Ebenen zu übertragen.
Projektergebnisse
Das PBD wird im Rahmen verschiedener Fallstudien und Demonstrationsprojekte in Österreich, Deutschland, Dänemark und den Vereinigten Staaten von Amerika erprobt. Der Schwerpunkt des AIT liegt auf der Stadt- und Quartiersebene – insbesondere auf der Definition von Schnittstellen zwischen diesen Entwurfsebenen sowie der Entwicklung von KPIs über alle PBD-Skalen hinweg. Im Rahmen dieser Arbeiten nutzt und integriert das AIT sowohl eigene Entwicklungen als auch international anerkannte Werkzeuge zur Modellierung und Optimierung von Energiesystemen. Die österreichische Fallstudie umfasst die Bewertung der Eignung und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher geothermischer Energiesysteme, einschließlich dezentraler Wärme- und Kältenetze, in ausgewählten Stadtteilen Wiens.
Förderung
Das Projekt wird neben den nationalen Förderagenturen Österreichs, Dänemarks, Deutschlands, der USA und der Schweiz auch von GEOTHERMICA – ERA-NET SES kofinanziert.
