Urbane Energiesysteme intelligent steuern - mit Beteiligung der Bürger und Bürgerinnen Das EU-Projekt STUNNED zeigt, wie lokale Energieakteure gemeinsam flexible Energiesysteme schaffen. Smart City, Energiegemeinschaften, Energieeffizienz, Energiewende, Digitale Plattformen Tim Schröder Unsere Energiesysteme bestimmen, wann Straßen hell erleuchtet, Wohnungen warm und Produktionshallen betriebsbereit sind. Mit den wachsenden Herausforderungen der Elektrifizierung von Mobilität, der Speicherung und des Energieverbrauchs steigen die Anforderungen an unsere Stromnetze rasant an. Gleichzeitig verändert sich das Energiesystem. Erzeugung, Speicherung und Verbrauch finden immer häufiger dezentral auf Hausdächern, in Quartieren oder bei Unternehmen statt. Wie schaffen europäische Städte den Wandel vom linearen Prozess der Erzeugung und Nutzung hin zum effektiven Management des komplexen Geflechts aus Akteuren, Anlagen und Daten? Die Europäische Union hat sich auf die Fahne geschrieben, die Energiewende aktiv zu gestalten. Bis spätestens 2050 soll Europa klimaneutral sein. Es ist weitgehend bekannt, dass dies ein ehrgeiziges Ziel ist, aber nur die wenigsten Menschen wissen, dass dieser Wandel in den Städten entschieden wird. Mit 75 % der entstehenden Emissionen wird in Städten die meiste Energie verbraucht. Deshalb unterstützt die EU mit der Mission „Klimaneutrale und intelligente Städte“ und dem Forschungsrahmenprogramm Horizon Euro- 73 4 · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0080 Das ist zumindest die Theorie, denn die Praxis zeigt: Der Weg zur flächendeckenden Umsetzung dieser Idee ist komplex. Durch unterschiedliche regulatorische Rahmenbedingungen, fehlende digitale Schnittstellen und eine begrenzte Verfügbarkeit an Daten wird die Skalierung solcher Modelle erschwert. Hier setzt das EU-Projekt STUNNED an. Als Zusammenschluss von 18 Partnern, darunter Forschungseinrichtungen, Stadtverwaltungen und Industrieunternehmen aus sieben Ländern, entwickelt das Projekt intelligente Energiemanagementsysteme. Diese STUNNED-Orchestrierungsplattform soll Erzeugung, Verbrauch und Speicherung dynamisch verknüpfen und damit eine flexible Steuerung der Energieflüsse zwischen der Energieerzeugung auf lokaler Ebene und dem übergeordneten Stromnetz ermöglichen. Ziel ist es, Energie dort einzusetzen, wo sie in diesem Moment den größten Nutzen entfaltet, und Überschüsse in Echtzeit weiterzuleiten, wenn anderswo ein größerer Bedarf hierfür besteht. Die beiden Demonstrationsregionen Murcia (Spanien) und Auvergne-Rhône-Alpes (Frankreich) zeigen, wie unterschiedlich das aussehen kann, da hierfür zwei grundlegend unterschiedliche Ansätze verfolgt werden. Zentralisierter Ansatz in Murcia, Spanien In der südspanischen Stadt Murcia wird der zentralisierte Ansatz der STUNNED-Plattform erprobt. Durch die hohe jährliche Sonneneinstrahlung bietet pe bereits seit vielen Jahren Projekte, die neue Lösungen für die Energiesysteme der Zukunft entwickeln. Eines dieser EU-Projekte ist STUNNED, an dem das Steinbeis Europa Zentrum als Partner mitwirkt. Das Projekt zeigt, wie sich urbane Energieflüsse intelligent steuern lassen, damit Strom dort genutzt wird, wo er gebraucht wird. BürgerInnen, Unternehmen und Kommunen sind dabei aktive Mitgestaltende des Energiesystems. Von den Energiegemeinschaften zur gemeinsamen Orchestrierung Energiegemeinschaften sind keine neue Idee. Bereits seit vielen Jahren schließen sich Menschen zusammen, um gemeinsam Energie zu erzeugen, zu teilen und effizienter zu nutzen. Das geschieht häufig in Form von Solargenossenschaften oder Quartierslösungen und hat besonders in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Neu hierbei ist jedoch, dass diese Energiegemeinschaften, die früher häufig kritisch von lokalen Energieerzeugern und Behörden betrachtet wurden, zum zentralen Baustein der europäischen Energiewende werden. Als Teil von Renewable Energy Communities (REC) oder Citizen Energy Communities (CEC) erzeugen BürgerInnen, Kommunen und Unternehmen lokal Strom aus erneuerbaren Quellen, speichern ihn und geben Überschüsse bei Bedarf ins Netz. Damit ist Energie nicht länger nur das Produkt weniger Versorger, sondern ein Gut vieler. Bild 1: Infografik der zentralisierten Orchestrierungsplattform von STUNNED THEMA Urbane Energiesysteme 74 4 · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0080 lastungen des Stromnetzes zu vermeiden. Das Load Shifting hingegen regelt die zeitliche Verlagerung kurzfristiger Lasten, wie beispielsweise in Stunden mit hoher erneuerbarer Erzeugung oder niedrigen Strompreisen. Dank dieser zeitlichen Entkopplung von Bedarf und Erzeugung ist es möglich, das Gesamtsystem gleichmäßig zu betreiben und damit die Integration erneuerbarer Energien in dicht besiedelten, energieintensiven Stadtgebieten zu vereinfachen. Damit zeigt die Demonstration in Murcia, dass selbst auf einem jungen spanischen Flexibilitätsmarkt wesentliche Effizienzgewinne durch zentrale Optimierung und Aggregation geschaffen werden können. Verteilter Ansatz in Auvergne-Rhône-Alpes, Frankreich Unweit der Alpen im Demonstrationsgebiet Auvergne-Rhône-Alpes herrschen andere klimatische Bedingungen, geprägt von wechselhaftem Wetter. In Le Bouget du Lac, 12 km von Chambéry, verfolgen die französischen Projektpartner von STUNNED einen verteilten Ansatz für das Energiemanagement. Mehrere lokale Einheiten agieren selbstständig und koordinieren sich über eine gemeinsame Plattform. Das dortige System besteht aus vier weitestgehend eigenständigen Energiegemeinschaften, die auf zwei Wohnquartiere, einen Gewerbepark und ein Industrieareal aufgeteilt sind. Technologisch betrachtet, setzt die französische Demosite auf eine Vielzahl unterschiedlicher Energiemanagementsysteme, die über eine Community-Plattform und einen Aggregator vernetzt werden. Der große Unterschied zum zentralisierten Modell in Spanien liegt in der granularen Entscheidung der einzelnen Einheiten, wann sie Energie speichern, nutzen oder stattdessen doch ins lokale Stromnetz einspeisen. Basierend auf Echtzeitdaten und Prognosen trifft Künstliche Intelligenz Entscheidungen und unterstützt damit ein selbstregulierendes Netzwerk, das Schwankungen im Erzeugungs- oder Verbrauchsprofil je nach Bedarf ausgleicht. die Region ideale Bedingungen für Photovoltaik, die einen wichtigen Bestandteil der dortigen Einrichtungen darstellt. Zudem sind die Flexibilitätsmärkte in Spanien regulatorisch wenig ausgebildet, was eine ideale Ausgangslage für den Test innovativer Steuerungsmodelle bietet. Die Koordination aller Energieflüsse läuft über den sogenannten Energie- und Flexibilitätsaggregator. Dieser sammelt als zentrale Instanz die Daten über Erzeugung, Verbrauch und Speicherstände aller angeschlossenen Gebäude und gleicht diese in Echtzeit mit Marktpreisen und Netzsignalen ab. Anschließend wird entschieden, wann Energie eingespeist, gespeichert oder verbraucht werden soll. Um das in einem möglichst umfänglichen, praktischen Kontext zu erproben, umfasst das Demonstrationsgebiet: ƒ Industriegebäude wie die Tiefkühlfabrik New Concisa mit Photovoltaik-Anlage und großem Batteriespeicher ƒ Kommunale Verwaltungsgebäude wie Abenarabi, ausgestattet mit moderner Gebäudeautomation ( Johnson Controls Metasys). ƒ Wohnhäuser, in denen Open-Source-Home-Automation eingesetzt wird Dank der zentralen Steuerung werden Energieflüsse gebündelt und damit Lastspitzen gezielt abgefedert. Das sogenannte Peak Shaving wird ermöglicht, indem die Plattform antizipierend auf Preissignale des spanischen Strommarkts eingeht, Lasten verschiebt und den dortigen Speicher aktiviert, um Netzbelastungen auszugleichen. Abbildung 2 verdeutlicht zwei wesentliche Mechanismen, die durch flexible Energiesysteme, wie in STUNNED genutzt, eine bessere Netzstabilität gewährleisten können. Load Shedding verringert kurzfristig Lasten oder schaltet diese ab, um Über- Bild 2: Last-/ Zeitdiagramm zur Veranschaulichung von Flexibilitätsmodellen Bild 3: Öffentliches Gebäude im Parque Cientifico de Murcia, Spanien (Bild: Voltiva Energy) THEMA Urbane Energiesysteme 75 4 · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0080 Ein europäischer Baukasten für die Energiewende STUNNED zeigt, dass es keine Patentlösung für die Energiewende gibt. Denn egal, ob in Spanien zentral gesteuert oder in Frankreich verteilt geplant, ist das Entscheidende, dass Energieflüsse transparent, flexibel und gemeinschaftlich gesteuert werden. Und hierfür reicht neue Technik in europäischen Städten allein nicht aus, da für eine intelligente Vernetzung vor allem Kooperation, Vertrauen und Plattformen gefragt sind. Die Ansät ze, die im Rahmen von S TUNNED erprobt werden, verfolgen das Ziel einer effizienten, resilienten und sozial verankerten Nutzung erneuerbarer Energien in Städten für eine nachhaltigere Zukunft, die folgende Fragen beantwortet: ƒ Wie lassen sich lokale Energieakteure koordinieren, ohne zentrale Kontrolle zu verlieren? ƒ Wie können Datenplattformen Vertrauen schaffen, statt Abhängigkeiten zu verstärken? ƒ Wie lassen sich BürgerInnen als aktive Akteure gewinnen, nicht nur als Konsumenten? Im Kern stellt STUNNED einen neuen Typ urbaner Energiearchitektur dar, der als flexibles, mehrschichtiges System auf Kooperation, Echtzeitdaten, Künstlicher Intelligenz und Anreizmechanismen beruht. Damit verändert sich die Perspektive vom Energiesystem als reiner linearer Prozess mit Produktion auf der einen und Konsum auf der anderen Seite zu einem Netzwerk, in dem Energie, Information und Verantwortung gleichwertige Rollen einnehmen. Angefangen mit einem einzelnen Quartier, kann das Prinzip über ganze Stadtteile hinweg und bis hin zu regionalen Netzwerken ausgebaut werden. Damit kann es im besten Fall das Rückgrat einer klimaneutralen Stadt bilden, in der Energieflüsse intelligent und dynamisch gestaltet werden. Und das wiederum befähigt BürgerInnen nicht nur am Rand, sondern im Kern des Systems zu stehen und damit selbst einen wichtigen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Ergänzend zur Eigenverbrauchsoptimierung gibt es auch explizite und implizite Flexibilitätsdienste, wie Demand Response oder Frequenzregelung. Hierdurch kann das Energiemanagementsystem flexibel auf lokale, aber auch nationale Netzanforderungen eingehen und Netzüberlastungen, die zu Stromausfällen führen könnten, vorbeugen. Ein weiterer Unterschied zwischen dem spanischen und dem französischen Beispiel ist die Art der Governance. In Frankreich trägt jede Community selbst die Verantwortung für ihr Handeln, da die Entscheidungen dezentral getroffen werden. Das fördert Bürgerbeteiligung und regionale Eigenständigkeit, erfordert aber zugleich eine verstärkte Kommunikation, Datenkompatibilität und Vertrauen zwischen den Akteuren. Gestützt werden diese Grundvoraussetzungen durch eine hohe gesellschaftliche und regulatorische Akzeptanz für Energiegemeinschaften, die in Frankreich lange Tradition haben. Das Bespiel, bei der verteilte Systeme in städtischen und ländlichen Umgebungen skaliert werden, zeigt, ob dezentral organisierte Energieintelligenz wirtschaftlich und zuverlässig betrieben werden kann. Zwei Wege, ein Ziel. Eine stabile, flexible und sozial verankerte Nutzung erneuerbarer Energien Die beiden Demonstrationsgebiete zeigen zwei sich ergänzende Wege, wie urbane Energieflüsse intelligent gesteuert werden können. Obwohl sie unterschiedlich aussehen mögen und auch in vollkommen unterschiedlichen Regionen etabliert werden, verfolgen die beiden Ansätze das gleiche Ziel: eine stabile, flexible und sozial verankerte Nutzung erneuerbarer Energien. Der zentralisierte Ansatz in Murcia verspricht hierfür eine hohe Effizienz und Kontrolle, während das französische Modell Robustheit, Bürgernähe und Innovationspotenzial miteinander vereint. Doch unabhängig davon, wie die Wahl des Modells letztlich ausfällt, ist der wichtigste Faktor die Kombination aus technischer Steuerung und gesellschaftlicher Beteiligung. Aspekt Murcia (Spanien) Auvergne-Rhône-Alpes (Frankreich) Steuerung Zentrale Plattform (Aggregator) Dezentralisierte Entscheidungseinheiten Ziel Netzstabilität, Effizienz, Kostenoptimierung Resilienz, Eigenverantwortung, Partizipation Datenfluss Ein Datenhub, klare Hierarchie Vernetzte, gleichberechtigte Knoten Marktintegration Reaktion auf nationale Strompreise Lokale und nationale Flexibilitätsmärkte Governance Top-down Bottom-up THEMA Urbane Energiesysteme 76 4 · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0080 munities, Smart Cities Marketplace sowie aktuell 25 EU-Projekten zu Energie- und Mobilitätsinnovationen, unterstützt das Steinbeis Europa Zentrum den Austausch zwischen Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft. Es versteht sich dabei als Förderer für Innovation und als Katalysator für die Replikation erfolgreicher Ansätze. Darüber hinaus verschafft es Unternehmen, Städten und Forschungseinrichtungen Zugang zu Finanzierungen und Förderprogrammen, um diese und ganz Europa auf dem Weg zur Klimaneutralität zu unterstützen. Eingangsabbildung: Projektpartner trafen sich im Mai 2025 in Le Bourget du Lac, Frankreich. Wie das Steinbeis Europa Zentrum Forschung in die Praxis bringt Das Steinbeis Europa Zentrum is t seit vielen Jahren in der Umsetzung von Smart-Cities-Projekten ein kompetenter Ansprechpartner für europäische Städte und Kommunen. Als Innovationspartner begleitet es den Weg zur klimaneutralen, lebenswerten und zukunftsfähigen Stadt. Im Rahmen von STUNNED übernimmt es die Aufgaben der Kommunikation und der Verbreitung der Projektergebnisse. Neben der Sichtbarkeit des Projekts und der öffentlichen Beteiligung steht vor allem der Wissens- und Technologietransfer im Blickpunkt. Wie lassen sich Erkenntnisse aus Forschung und Demonstration in die Praxis überführen? Welche politischen und technischen Rahmenbedingungen braucht es, damit Städte die entwickelten Lösungen umsetzen können? Mit der umfassenden Erfahrung aus zahlreichen EU-Initiativen, wie Smart Cities and Energy Com- AUTOR: INNEN Tim Schröder, Project Manager Climate and Energy Transition for Communities & Cities, Steinbeis Europa Zentrum _________________________________________________________ STUNNED wird von der Europäischen Union im Rahmen von Horizont Europa gefördert. Das Innovationsprojekt hat zum Ziel, den Energieverbrauch von Wohn-, Büro- und Industriegebäuden zu senken und zugleich die Netzstabilität zu verbessern. Dies geschieht durch die Bildung von Energy Communities, Zusammenschlüsse von Gebäuden und Nutzern, die gemeinsam erneuerbare Energien erzeugen, speichern und flexibel nutzen. Die Implementierung der hierfür vorgesehenen Orchestrierungsplattform erfolgt an drei Demonstrationsgebieten: Murcia (Spanien), Conversano (Italien) und Auvergne-Rhône-Alpes (Frankreich). In jedem Gebiet wird ein unterschiedlicher Ansatz der Orchestrationsplattform getestet, um eine koordinierte Energieproduktion und -nutzung sowie Flexibilitätsdienste, wie Lastverschiebung und Peak Shaving, in enger Zusammenarbeit mit den BürgerInnen vor Ort zu gewährleisten. Die EU fördert das Projekt mit rund 5 Mio. EUR für 3,5 Jahre seit November 2024. Das Konsortium setzt sich aus 18 Partnern aus 7 europäischen Ländern zusammen. Website: https: / / stunned-project.eu/ LinkedIn: https: / / www.linkedin.com/ company/ stunned-eu/ Das Steinbeis Europa Zentrum ist die Nummer Eins für EU-Projekte in Deutschland. Mit 35 Jahren Erfahrung in der Innovationsberatung und Forschungsförderung in Europa und jährlich rund 90 EU-Projekten und rund 1000 Partnerschaften in 60 Ländern bestens vernetzt, bringt es Unternehmen in internationale Märkte. Mit maßgeschneiderten Dienstleistungen wie Fördermittelberatung, EU-Antragstellung, Projektumsetzung und Zugang zu internationalen Partnerschaften erleichtert es den Markteintritt und beschleunigt den Technologietransfer. _________________________________________________________ THEMA Urbane Energiesysteme 77 4 · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0080