Die Stadt Bad Nauheim im Wetteraukreis hat für ihr Neubaugebiet Süd, in dem rund 1.000 Menschen wohnen werden, ein innovatives Konzept gewählt: "kalte Nahwärme". Der bis 2023 größte Erdwärmekollektor Deutschlands steht auf einer Fläche von 22.000 m². Er versorgt ein 160.000 m² großes Neubaugebiet mit 400 Wohneinheiten und einem jährlichen Gesamtwärmebedarf von rund 3 GWh. Dieser wird komplett mit klimaneutraler Erdwärme gedeckt. Das KNW-Netz erstreckt sich hier über eine Gesamtlänge von 13 km. Die Kollektoren liegen auf zwei Ebenen in 1,5 m und 3 m unter einem nahegelegenen Acker. Dort liegt die Temperatur im Jahresmittel bei ca. 10°C. Mit diesen Temperaturen arbeitet das kalte Nahwärmenetz - daher heißt es "kalt". Jedes Haus hat seine eigene Wärmepumpe, die für den nötigen Temperaturanstieg für Heizung und Warmwasser sorgt. Im Sommer können die ankommenden 10°C Wassertemperatur auch zum Kühlen verwendet werden.

Ein Leuchtturmprojekt in Sachen intelligente Energie für Städte: Im Frankfurter Quartier "Franky" sorgt Mainova mit kluger Infrastruktur dafür, dass die Abwärme des nahe gelegenen Rechenzentrums der Telehouse Deutschland nicht verloren geht, sondern Menschen damit ihre Wohnungen heizen und Wasser zum Duschen wärmen. Seit Baubeginn Ende 2021 entstehen dort rund 1.300 Wohnungen, dazu kommen Firmen und Geschäfte sowie drei Kitas. Die Menschen im Frankfurter Westen können sich auf ein lebenswertes neues Quartier mit 96.500 m² Wohnfläche freuen. Bis Mitte 2025 soll es fertiggestellt sein. Den Wärmebedarf kalkuliert Mainova auf rund 4.000 MWh pro Jahr. Die Quartierslösung nutzt die Abwärme des benachbarten Rechenzentrums von Telehouse, um 3.000 Bewohnerinnen und Bewohner mit Wärme zu versorgen. Dabei erhöhen Großwärmepumpen die Abwärme der Server von 30°C auf 70°C. So können schon heute 60 % der Wohneinheiten mit sauberer Wärme versorgt werden. Durch weitere Optimierungen sollen es perspektivisch sogar 75 % werden. Der restliche Bedarf wird mit umweltschonender Mainova-Fernwärme gedeckt. Mit der Kosten-Nutzen-Rechnung stießen Telehouse und Mainova auch beim Projektentwickler Instone Real Estate, der für den Bau des neuen Viertels zuständig ist, auf offene Ohren. Als Contracting-Partner sorgt Mainova für die Planung, den Bau sowie den Betrieb der technischen Anlagen für die Wärmeversorgung. Der Vertrag der drei Partner besitzt eine Laufzeit von 15 Jahren. Bis dahin wird Mainova mindestens 36.000 MWh Wärmeenergie aus dem benachbarten Rechenzentrum nutzbar gemacht haben. Im Vergleich zu konventioneller Wärmeerzeugung vermeidet die Kombination aus Abwärme und Fernwärme über den Zeitraum von 15 Jahren insgesamt 6.000 t CO2.

Die RhönEnergie Effizienz + Service GmbH, ein Mitglied der RhönEnergie-Gruppe, hat für das Fuldaer Löhertor-Quartier ein innovatives, aus mehreren Elementen bestehendes Energie-Konzept umgesetzt. Die Planungen hierzu basieren auf einer Machbarkeitsstudie aus dem Jahr 2018. In deren Rahmen wurden verschiedene Varianten einer innovativen Wärme- und Kälteversorgung für das Areal untersucht und gegenübergestellt. Neben der Wirtschaftlichkeit standen Nachhaltigkeit und Klimaschutz-Aspekte im Vordergrund der Überlegungen, mit dem Ergebnis, dass die im Folgenden beschriebene Abwassernutzung die effizienteste Art der Heizung und Kühlung darstellt. 

Aus einem Geschieberückhaltebecken gelangt das Abwasser in eine Schachtsiebanlage, die in einem 6 Meter tiefen Betonschacht mit einem Durchmesser von 2,5 Metern in die Straße eingelassen ist. Dort wird das Abwasser vorgereinigt indem Fremdstoffe ausgesiebt und in den Abwasserkanal zurückgespült werden, bevor es in einen externen Abwasserwärmetauscher gelangt, wo es – je nach Jahreszeit – als Wärmequelle oder Wärmesenke genutzt wird. Bis zu 190 m³/h des vorgereinigten Abwassers können auf diese Weise energetisch genutzt werden. Nach der Wärmeübertragung im Abwasserwärmetauscher fließt das Abwasser zurück in den Abwasserkanal. Selbst bei Außentemperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt liegt die Temperatur des Abwassers im Durchschnitt zwischen +8°C und +11°C. In diesem Fall ist die Effizienz der Abwasserwärmepumpe deutlich besser als bei einer vergleichbaren Luft-Wasser-Wärmepumpe. Um die Energie aus dem Abwasser für die Gebäudebeheizung nutzbar zu machen, werden zwei Wärmepumpen eingesetzt, die ein Temperaturniveau von +45°C bis +55°C für den Heizungsvorlauf zur Verfügung stellen. Damit werden Heizkörper, Flächenheizungen und Lüftungsgeräte mit Wärme versorgt. Über ein Nahwärmenetz werden künftig weitere Gebäude auf dem Areal mit Wärme versorgt, die sich derzeit in der Bau- bzw. Planungsphase befinden. 

In den Sommermonaten liegt die Temperatur des Abwassers zwischen +16°C und +18°C. In diesem Fall wird es als Wärmesenke genutzt und die Büroräume können damit gekühlt werden. Auch hier erweist sich das System als vorteilhaft gegenüber einer konventionellen Kühlung, z. B. mit einem Kaltwassersatz, wo die überschüssige Wärme an die Außenluft zum Teil bei Temperaturen jenseits der 30°C, abgeführt werden muss. Ergänzt wird das Ganze durch zwei PV-Dachanlagen mit einer Peakleistung von insgesamt ca. 210 kW, sodass der zum Antrieb der Wärmepumpen benötigte Strom im Wesentlichen emissionsfrei vor Ort erzeugt werden kann. Bei Revisionsarbeiten an den für die Abwasserwärmenutzung eingesetzten Komponenten, kann die Wärmeversorgung des Areals, mit der Zentrale der RhönEnergie-Gruppe, einem Hotelkomplex, dem Finanzamt und der Wohnbebauung auch aus anderen Heizzentralen sichergestellt werden. Die einzelnen Heizzentralen sind hydraulisch über ein Gebäudenetz miteinander verknüpft. So befindet sich z. B. in der Heizzentrale der RhönEnergie Fulda ein BHKW, das mit CO2-neutralem Gas betrieben wird. Von dort kann die Wärme zu den unterschiedlichen Verbrauchsstellen auf dem Areal geliefert werden.

Das Wiesbadener RMCC ist Vorbild und Impulsgeber für innovativen Klimaschutz in Gebäuden und setzt auf Nachhaltigkeit als attraktives Qualitätsmerkmal für Veranstalter. Mit einem bis dato völlig neuen Energiekonzept versorgt sich das CongressCenter zu einem großen Teil selbst. Das RMCC wird über temperierte Bodenflächen mittels einer Wärmepumpe sowohl geheizt als auch gekühlt, wofür die Energie aus dem Abwasser des Kanals genutzt wird. Die Versorgung der Spitzenlasten und des Hochtemperaturkreislaufs erfolgt durch Fernwärme aus dem Fernwärmenetz der ESWE Versorgungs AG, welches folgende ökologische Parameter aufweist: CO2_Emissionsfaktor = 82 g CO2/kWh, PEF = 0,23. Die für den Betrieb der Wärmepumpe benötigte elektrische Energie, wird mittels einer Photovoltaikanlage mit zusammen 768 Modulen, die auf einer 13.000 m² großen Fläche des Hallendaches Nord verteilt sind, gewonnen. Die Photovoltaikanlage wurde von der Größe her so geplant, dass möglichst der gesamte Solarstrom im RMCC direkt verbraucht werden kann. Das Energiekonzept unterschreitet die Energieeinsparverordnung (EnEV) 2016, welches den hohen energetischen Standard des Kongresszentrums dokumentiert. Das RMCC wurde von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e. V. (DGNB) mit dem Zertifikat in Platin ausgezeichnet.

Um die Energiewende in ihrer eigenen Gemeinde mit rund 900 Einwohnern voranzutreiben, haben die Bürgerinnen und Bürger der Gemeinde Mengsberg eine Machbarkeitsstudie zur Untersuchung einer ganzheitlichen regenerativen Wärmeversorgung in Auftrag gegeben. Nach einem positiven Ergebnis der Studie gründete sich im Herbst 2014 die Bürgerenergiegenossenschaft. Mit der Beauftragung von Viessmann als Generalunternehmer im Jahr 2017 konnte das Bauvorhaben beginnen und das Nahwärmenetz im Jahr 2018 in Betrieb genommen werden.

Rund 150 vertragliche Anschlussnehmende werden seitdem über ein 9 km langes Nahwärmenetz mit Wärme beliefert. Während im Sommer das 2.950 m² große Solarthermiefeld in Kombination mit 2 x 150 m³ Pufferspeichern die Anschlussnehmenden mit bis zu 99 % der benötigten Wärme versorgen kann, übernimmt die Holzhackschnitzel-Anlage den Großteil der Wärmeversorgung im Winter. Für die Holzhackschnitzel-Anlage kommen dabei ausschließlich regionale Ressourcen zum Einsatz. Das innovative Konzept der Bioenergiegenossenschaft wurde im Jahr 2019 mit dem deutschen Solarpreis ausgezeichnet und wird als Vorreiter der deutschlandweiten dezentralisierten Energiewende angesehen. Dabei überzeugt sowohl das ganzheitliche Energiekonzept als auch das große Engagement der Bürgerinnen und Bürger sowie die Zusammenarbeit mit den Verwaltungsebenen der Gemeinde.

Auf einer Schule in Frankfurt am Main entsteht ein Bürgersolarkraftwerk. Gemeinsam mit den Bürgerinnen und Bürgern leistet der Verein Sonneninitiative e.V. einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Die Carl-Schurz-Schule in Frankfurt am Main bot gleich mehrere geeignete Dachflächen, welche mit Solarpaneelen bestückt werden konnten. Im Winter 2019 begann der Bau des Solarkraftwerks. Mit einem Kran wurden die zahlreichen PV-Elemente sowie Werkzeuge auf das Dach der Schule gebracht. Anschließend mussten die Monteure noch eine stabile Unterkonstruktion auf dem Dach verbauen, auf der sie die Solarmodule anbringen konnten. Ende Dezember 2019 war die Photovoltaikanlage dann fertiggestellt. Der Netzanschluss des PV-Kraftwerks konnte am 2. Juni 2020 erfolgen. Die auf den Dächern verbaute Solarstromanlage hat eine Nennleistung von rund 100 kWp. Der produzierte Solarstrom reicht aus, um jedes Jahr den Bedarf von über 30 Haushalten zu decken. Durch den Einsatz der alternativen Energie lassen sich zudem 70 Tonnen an klimaschädlichem CO2 pro Jahr einsparen. Der Verein Sonneninitiative e.V. hofft auch in Zukunft weitere Dächer mit Solaranlagen auszustatten und somit weitere Treibhausgase zu vermeiden.

Im Rahmen eines Bürgerentscheids im Januar 2012 haben die Bürgerinnen und Bürger mit 88,4 Prozent für den Windpark gestimmt. Jeder Bürger konnte Anteile zeichnen und Mitglied der Bürgergenossenschaft Windenergiepark Heidenrod eG werden, von den 8.000 Einwohnern haben sich rund 300 Bürgerinnen und Bürger beteiligt. Den Windpark finanziert haben die Süwag Wind mit 51 Prozent und die Gemeinde Heidenrod mit 49 Prozent. Die 12 Windräder haben insgesamt eine Leistung von 30 MW. Die Gemeinde Heidenrod hat laufende Einnahmen aus dem Windpark von über 800.000 Euro pro Jahr.

2012 entschied sich die mittelhessische Gemeinde Hünfelden gemeinsam mit der regionalen Land+Forst Erneuerbare Energien GmbH, einen weiteren Beitrag in Hünfelden zur dezentralen Energiewende leisten zu wollen – und gleichzeitig die örtliche Wertschöpfung zu stärken. 2013 gründete das Projektteam um Bürgermeisterin Silvia Scheu-Menzer die Betreibergesellschaft „Projektierung Windpark Hünfeldener Wald GmbH“. Gemeinsam wurde so das Projekt auf den Weg gebracht, der Bau des Windparks vorbereitet und schließlich erfolgreich umgesetzt, sodass die Inbetriebnahme des Parks mit drei Windkraftanlagen im Mai 2020 erfolgen konnte. Nach 10 Jahren Schaffenszeit wurde ein kommunales Energieprojekt umgesetzt, das sich im Bundesvergleich sehen lassen kann: 50 % Beteiligung der Kommune an der Projektierung, 60 % Beteiligung am Betrieb (30 % Gemeinde, 30 % Bürgerbeteiligung) – ein Leuchtturmprojekt für kommunale Beteiligung und Wertschöpfung.

Die Transformation und Dekarbonisierung der Wärmeversorgung ist notwendig, um die deutschen Klimaziele zu erreichen. Um die optimale Transformationsstrategie für ein Siedlungsgebiet zu finden, bedarf es einer ausreichenden Datengrundlage in Form eines Wärmeatlas. Für viele ländliche Siedlungsgebiete lagen keine oder nur unzureichende Daten vor. Daher wurde im DIWA-Projekt ein innovatives Verfahren entwickelt, mit dem der Wärmeatlas für ländliche Siedlungsgebiete weitestgehend automatisiert erstellt wird. Dazu wurden Verbrauchsdaten der EAM Netz GmbH sowie öffentlich verfügbare Gebäudedaten genutzt. Unter anderem wurden Flurstücke und Hausumringe, sowie 3D-Gebäudedaten (LOD2) über das Amtliche Liegenschaftskataster kostenfrei abgerufen. Anhand verschiedener Algorithmen wurde der Wärmebedarf auch für Gebäude ohne Verbrauchsdaten sinnvoll geschätzt. Eine anschließende Validierung hat gezeigt, dass die abgeschätzten Wärmebedarfe grundsätzlich plausibel sind und eine höhere Genauigkeit als z. B. Wärmebedarfsabschätzung über Gebäudealtersklassen aufweisen. So wurden für alle gasversorgten Kommunen im Versorgungsgebiet der EAM Netz GmbH Wärmeatlanten generiert. Außerdem wurden Methoden entwickelt, um die Wärmebedarfsentwicklung und den Energieträgerwechsel bis 2050 zu prognostizieren. Die Methoden fußen auf anerkannten klimaneutralen Leitstudien der Deutschen Energie-Agentur (dena) und der Ariadne-Studie. Es lassen sich Szenarien aus den Kernbereichen "Elektrifizierung", "Fern- und Nahwärme" und "Klimaneutralen Gasen (Wasserstoff und Biogas)" betrachten. Ziel des Projektes war es, eine ausreichende Datengrundlage für die Wärmeleitplanung in ländlichen Siedlungsgebieten bereitzustellen. Die EAM Netz GmbH nutzt die Datengrundlage darüber hinaus zur internen Netzanalyse und kann so die Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit ihrer Netze optimieren, wovon Anschlussnehmer profitieren. DIWA ist ein frei zugängliches kostenfreies Tool für Kommunen.

In Bergheim versorgt seit 2011 die von den Bewohnerinnen und Bewohnern getragene Genossenschaft Energiedorf-Bergheim eG rund 170 Häuser mit Wärme über ein Nahwärmenetz. Zur Grundversorgung über den mit Holzhackschnitzeln gespeisten 1.000-kW-Holzhackschnitzelkessel wird bei besonders hohem Wärmebedarf ein sogenannter Spitzenlastkessel (1600-kW-Ölheizkessel) eingesetzt, der sich automatisch bei Bedarf zuschaltet. Zwei insgesamt 125.000 Liter fassende Warmwasserspeicher sorgen überdies für die Abfederung von Nutzungsschwankungen und somit für eine effektivere Auslastung der Anlage. Jährlich werden so etwa 350.000 Liter Heizöl eingespart. Die Halle ist mit einer Photovoltaikanlage bedeckt und auch eine Solarthermieanlage mit 1.333 m² Kollektorfläche wurde inzwischen errichtet. Gegenüber hauseigener Anlagen ist die Verlässlichkeit der zentralen Wärmebereitstellung größer, weil sie auf mehreren Standbeinen steht. Das Projekt wurde 2013 als Sieger des deutschlandweiten Wettbewerbs „Bürgerenergiegenossenschaft des Jahres“ ausgezeichnet.

Bei PRIMES sind Laseranlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von 150 kW installiert. Für den Betrieb dieser Laser ist eine Kühlanlage erforderlich, die typischerweise 30 % der elektrischen Leistung der Laser benötigt, also eine Leistung von 50 kW. Diese Kühlleistung fällt parallel zum Strombedarf der Laser an und erhöht den elektrischen Leistungsbedarf. Bei herkömmlichen Kühllösungen wird die Abwärme an die Luft abgegeben. PRIMES hingegen nutzt diese Abwärme klimafreundlich zum Heizen seiner Firmengebäude. Durch den Einsatz eines 50 m3 großen Kaltwasser-Pufferspeichers kann die Abwärme zwischengespeichert werden und bei Bedarf über eine Wärmepumpe zur Beheizung der Gebäude genutzt werden. Gleichzeitig sinkt der elektrische Leistungsbedarf für die Laserkühlung von 50 kW auf 2,5 kW, da die Wärmepumpe 24/7 laufen kann und der Pufferspeicher die Spitzenlast aufnimmt. Darüber hinaus werden erhebliche Investitionen in Kühlgeräte eingespart.

Die Glatfelter Ober-Schmitten GmbH (ab 18.9.2023 Spezialpapierfabrik Ober-Schmitten GmbH, übernommen von Ostrest GmbH im August 2023) installierte einen Abwasserwärmetauscher, der dem betrieblichen Abwasser aus der Papierherstellung Wärmeenergie von jährlich 4,5 Mio kWh entzieht. Als Kühlmedium im Sekundärkreis werden 870.000 m³ Brunnenwasser für die Kondensator-Papieranfertigung als Prozesswasser verwendet. Die dem Prozesswasser zugeführte Wärmeenergie reduziert den Dampfeinsatz an den Papiermaschinen und spart 4,5 Mio kWh Erdgas pro Jahr. Die CO₂-Emission wird um 795 Tonnen pro Jahr reduziert. Die Spezialpapierfabrik Ober-Schmitten GmbH ist nach der Energienorm ISO 50001 zertifiziert und hat sich verpflichtet, die energetische Leistung kontinuierlich zu verbessern. Im Jahr 2020 wurden alle Prozesse in der Papieranfertigung auf mögliche Energieeinsparungen und Reduzierung der CO₂-Emission untersucht. Das Projekt der Wärmerückgewinnung des Abwassers hatte das größte Potential zur Reduzierung des Dampf-/Gaseinsatzes und der Reduzierung der CO₂-Emission. Die Planphase des Projekts erfolgte im Jahr 2021 und die Installation im Frühjahr 2022.

Im Projekt Enervator wurde im Wohngebiet „Am Mainblick“ in Kelsterbach die integrierte Steuerung und Verknüpfung von elektrischen und thermischen Lasten, stationären und mobilen Stromspeichern sowie lokaler Strom- und Wärmeerzeugung im QuartierKraftwerk "Am Mainblick" erforscht. 47 der insgesamt 180 versorgten Haushalte des Wohngebietes wurden durch aktive Steuerung auf Basis intelligenter Prognosen in das Versorgungskonzept eingebunden. In den Haushalten wurden digitale Stromzähler der neuesten Generation zur Datenerfassung und Tarifierung genutzt. Darüber hinaus wurden diese Haushalte mit einem Smart Home System ausgestattet, um die Ansteuerung von Steckdosen und Heizkörperthermostaten zu ermöglichen. Weiter wurde neben dem stationären Stromspeicher ein eCarSharing Konzept in das Gesamtsystem integriert, um die Flexibilität mobiler Batteriespeicher von E-Fahrzeugen nutzen zu können. Im Rahmen einer wissenschaftlichen Begleitforschung wurde die Anwendbarkeit innovativer Technologien analysiert sowie die Kundeninteraktion hinsichtlich Verbrauchersteuerung und Datenerfassung sozialwissenschaftlich ausgewertet.

Das von der Universität Kassel koordinierte Projekt behandelt den Neubau des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE. Das Konzept des Gebäudes und der Anlagentechnik ist energetisch sehr ambitioniert und umfasst u.a. ein Eisspeicher-Wärmepumpen-System sowie fassadenintegrierte Lüftungsmodule. 

Im Rechenzentrum des Instituts fällt ganzjährig Abwärme an. Diese dient als zentrale Wärmequelle zur Beheizung des Gebäudes. Über den Eisspeicher wird diese Abwärme zwischengespeichert und nutzbar gemacht. Dementsprechend wird der Eisspeicher hierüber regeneriert. Im Sommer wird der Eisspeicher vorrangig zur Kühlung des Gebäudetrakts genutzt. Dabei kann über die dezentralen Lüftungsanlagen ortsabhängig und über die Betondecken bedarfsorientiert gekühlt werden. Im Winter wird die zwischengespeicherte Abwärme aus Rechenzentrum sowie Gebäude dann über die Wärmepumpe zur Beheizung des Gebäudes verwendet. Bei tiefen Außentemperaturen wird die Wärmepumpe durch eine Gasthermenkaskade unterstützt.

Das Gebäude lässt sich über das Automationssystem OGEMA gewerkeübergreifend steuern, wodurch eine Optimierung der Betriebsführung möglich wird. Die Bewertung der Gesamtenergieeffizienz des Neubaus und die Einordnung hinsichtlich baulicher und anlagentechnischer Aspekte gibt Aufschluss darüber, wie solche neuartigen Gebäude zukünftig geplant und betrieben werden können. Vor diesem Hintergrund wurde im Teilvorhaben u.a. eine gesamtenergetische Bewertung durch die Erstellung von Simulationsmodellen von Gebäude und Anlagentechnik durchgeführt. Primärziel des Teilvorhabens ist die end- und primärenergetische Bewertung der Gesamtenergieeffizienz des Neubaus hinsichtlich der Anforderungen für vergleichbare Gebäude sowie die Entwicklung übertragbarer Planungsempfehlungen für zukünftige Neubauten. Durch das Monitoring des Neubaus wurden bei der Inbetriebnahme Schwachstellen identifiziert und nach der Gewerke-Abnahme der laufende Gebäudebetrieb weiter optimiert.

Auf der etwa 160 Quadratmetern Fläche des Datacenters stehen 48 ServerRacks in vier Serverräumen für die Kunden bereit. Bei einem solchen Gebäude spielt die sichere Verfügbarkeit von Wärme und Kälte eine herausragende Rolle, ein Ausfall der Server durch Überhitzung muss unbedingt verhindert werden. Die Herausforderung war, dass es damals in ganz Europa noch kein mit Geothermie gekühltes Rechenzentrum gab und somit das Unternehmen nicht auf Erfahrungswerte zurückgreifen konnte. Deshalb wurde das Vorhaben von manchen anfangs skeptisch gesehen. Doch aufgrund der positiven Erfahrungen aus anderen Geothermieprojekten am Standort konnten alle Beteiligten von der Betriebssicherheit überzeugt werden. Und das hat sich gelohnt: Seit Jahren funktioniert die Anlage einwandfrei – und Pharmaserv spart pro Jahr etwa 120 Tonnen Kohlendioxid ein.

Das Erfinderlabor, welches vom Zentrum für Chemie e.V. veranstaltet wird, ist ein praxisorientierter, einwöchiger Workshop und Teil der ZFC-Initiative „Schule 3.0 – MINT for Future“. Mit Hilfe der Initiative soll die MINT-Bewertungskompetenz für gesellschaftlich relevante Fragestellungen und die Berufsorientierung gestärkt werden. Im Fachunterricht wird dies u.a. durch Unterrichtsreihen mit passenden Erklärvideos und Kurzvideos (Shorts und Reels) unserer MINTIES, Studierende der Fächer Chemie, Physik, Mathematik, Materialwissenschaft und Medizin, zu Themen rund um die Energiewende erreicht. Aber auch durch außerschulische Veranstaltungen wie das Erfinderlabor. Der einwöchige Workshop findet in einem Technologieunternehmen und in einer Hochschule statt und richtet sich an ausgewählte Schülerinnen und Schüler aus der Oberstufe mit herausragenden Schulleistungen. Im Fokus stehen neue Technologien im Umfeld der Energiewende wie die Herstellung, Speicherung und Verwendung von Wasserstoff, die Photovoltaik und die Windkraft.

Die Entega-Tochter Energy Project Solutions (EPS) realisiert als Generalunternehmer die Floating-PV-­Anlage in Crumstadt-Riedstadt. Sie entsteht auf einem Baggersee der Waschkieswerk Crumstadt GmbH & Co. KG mit einer Fläche von 4.320m². Die geplanten Investitionskosten liegen bei 1,3 Mio. Euro. Im ersten Bauabschnitt hat die Anlage eine Leistung von rund 930 kWp. 1.660 Solarmodule sollen jährlich etwa 950 Megawattstunden Ökostrom (MWh) leisten. 65% der Strommengen verwendet das Kieswerk direkt vor Ort. Die restliche Menge wird in das Verteilnetz der e-netz Südhessen eingespeist. Aufgrund der Größe des Baggersees ist geplant, die Anlage in den nächsten Jahren zu erweitern.

Schwimmende Solaranlagen haben viele Vorteile: Es bestehen insbesondere bei Baggerseen, die für die Öffentlichkeit gesperrt sind, keine konkurrierenden Nutzungsmöglichkeiten wie bei Ackerflächen oder bei geplanten Baugebieten. Die PV-Anlagen sind durch die Kühlung des Wassers im Vergleich zu Freiflächen- oder Dachanlagen zudem ertragsreicher.

Der Bau der Ökosiedlung Friedrichsdorf durch das Unternehmen „Frank und Frieda“ verfolgte das Ziel, ein nachhaltiges Quartier unter Beachtung von ökonomischen und sozialen Aspekten zu bauen. Auf einer Fläche von rund 37.000 m2 entstanden seit dem Jahr 2015 rund 350 Wohneinheiten mit verschiedenen Wohnformen.

Für die Ökosiedlung wurde ein ganzheitliches Quartierskonzept erstellt, welches die effiziente und nachhaltige Energieversorgung mit der Schaffung von nachhaltigen Mobilitätsangeboten, die Beachtung der Ökologie durch Schaffung von Ausgleichsflächen, die Verwendung von nachhaltigen Baustoffen und die sozialen Bedürfnisse durch zentrale Treffpunkte und Freizeitangebote verbindet.

Die Energieversorgung der 350 Wohneinheiten und Gewerbebetriebe werden durch ein Nahwärmenetz gewährleistet. Das Netz wird aus einem innovativen Mix von zwei Großwärmepumpen, einer PVT-Anlage, einem Solarabsorber-Anlage und zwei BHKWs betrieben. Um die Versorgung aller Einwohnenden zu jeder Zeit zu garantieren, wird zur Zwischenspeicherung ein Eisspeicher und für die Spitzenlast zwei Gasbrennwertkessel verwendet. Für den Bau und Betrieb des Nahwärmenetzes steht mit der Frank Ecoenergy GmbH ein professioneller Contractor zur Seite, der für das Projekt durch seine lange Erfahrung alles aus einer Hand liefern und betreiben konnte.

In der Nähe des weltweit größten Internetknotens und in unmittelbarer Nachbarschaft des Frankfurter Kulturzentrums in der Gwinnerstraße im Stadtteil Seckbach, entsteht zurzeit das Rechenzentrum der Mainova. Zwei eigens dafür im Rechenzentrum vorgesehene Hochtemperaturwärmepumpen bringen die Abwärme auf die notwendige Vorlauftemperatur von bis zu 75°C. Durch die Verwendung der Abwärme zu Heizzwecken – sowohl für das Rechenzentrum selbst als auch für benachbarte Gebäude – wird nachhaltig Energie eingespart. Gleichzeitig sinkt durch die Wärmeentnahme der Energieverbrauch für die Kühlung des Rechenzentrums. Dies spart zusammen rund 35 Tonnen CO2 im Jahr.
Das neue Rechenzentrum wird bis 2024 errichtet. Im gleichen Zeitraum erfolgt der Bau einer 110 Meter langen Trasse sowie die Umstellung der Wärmeversorgung auf dem Gelände der Batschkapp. Zurzeit wird das Veranstaltungsgebäude der Batschkapp und das Bürogebäude des Frankfurter Kulturzentrums in der Gwinnerstraße jeweils durch einen eigenen Gaskessel mit 240 kW bzw. 120 kW thermische Leistung für die Heizung und Warmwasseraufbereitung versorgt. Insgesamt beträgt der durchschnittliche jährliche Wärmebedarf beider Abnehmer in Summe rund 300 MWh. Die Gasheizung des Bürogebäudes wird im Rahmen der Umbaumaßnahmen demontiert und über eine Verbindungsleitung hydraulisch mit der Batschkapp verbunden. So kann bei Störungen oder Wartungen der Anlage im Notfall die Wärmeversorgung beider Liegenschaften über den bestehenden Gaskessel des Veranstaltungsgebäudes als Backup erfolgen.

Die RMS Rhein-Main-Solarpark GmbH betreibt seit 2011 auf der seit 1992 stillgelegten Deponie Buchschlag die aktuell größte Photovoltaikanlage Hessens (Stand: 2024). Es werden jährlich 8 Mio. kWh produziert. Hiermit können rechnerisch rund 2.000 Haushalte autark versorgt werden. Der Landesbetrieb Hessen-Forst verpachtet die Deponie für den Bau und die Nutzung einer Freiflächen-Photovoltaikanlage. Aufgrund der günstigen Beschaffenheit der Deponie können die vorhandenen Flächen fast vollständig genutzt werden. Alle Solarmodule sind auf einer standardisierten Unterkonstruktion befestigt und einzeln aufgeständert, sodass ausreichend Luft und Licht die Grasnarbe unter den Modulen erreichen kann. Zwischen den 128 Modul-Reihen mit je 40 m Länge sorgt ein Abstand von vier Metern dafür, dass sich die Solarmodule nicht gegenseitig verschatten. Bürgerinnen und Bürger aus Frankfurt, Dreieich und den umliegenden Kommunen konnten sich zudem an der rund 15 Mio. Euro teuren Photovoltaikanlage beteiligen. Jeder Beteiligungs-Zeichner hat bestimmte Solarmodule zugewiesen bekommen, die Bürgerbeteiligungen werden durch den Verein Sonneninitiative betreut.

Der Anteil volatiler Energien an der Energieerzeugung nimmt stetig zu. Um Erzeugung und Bedarf in Einklang zu bringen, wird die Speicherung von Energie zunehmend wichtiger. Bei der Analyse komplexer Fernwärmesysteme, die einen Wasserwärmespeicher enthalten, werden bislang stark vereinfachte Modelle genutzt. Zur Weiterentwicklung und Validierung solcher Modelle müssen exemplarisch auch Messungen an realen Speichern durchgeführt werden. Hierzu wurde ein großer Kurzzeit-Wasserwärmespeicher mit entsprechender Temperaturmesstechnik ausgestattet. Parallel zur Analyse der Messergebnisse wurden hochauflösende Modelle entwickelt und numerische Simulationen durchgeführt. Auf dieser Grundlage wurden dann vereinfachte Modelle für große Kurzzeit-Wasserwärmespeicher abgeleitet.

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Sektorenübergreifender Hochtemperaturspeicher zum Ausgleich volatiler erneuerbarer Stromerzeugung (High-T-Stor)“ hat die Technische Hochschule Mittelhessen (TH Mittelhessen) den Aufbau und die Untersuchung des Betriebsverhaltens eines neuartigen, sektorenübergreifenden und flexiblen Hochtemperatur-Energiespeichers sowie dessen Verbesserung durch lasergestützte additive Fertigungsprozesse realisiert. Die TH Mittelhessen entwickelte einen Hochtemperaturspeicher für Strom aus erneuerbaren Quellen. Zusammen mit den Stadtwerke Gießen wurde ein neuartiger Hochtemperaturspeicher entwickelt, um Energie als Wärme zu speichern. Elektrische Heizelemente erzeugen dabei Wärme von bis zu 1.100°C. Diese wird in Keramikelementen gespeichert. Bei Bedarf wird sie über eine inverse Gasturbine in Strom und Heizenergie umgewandelt. Mit diesem Verfahren werden 80 Prozent der Ausgangsenergie nutzbar sein. Forschungsschwerpunkte des Projekts liegen unter anderem auf Fragen der optimalen Geometrie des Speichers und der Integration der Heizelemente in den aus keramischen Formsteinen bestehenden Speicherblock. Dafür wurde erstmals ein entsprechender Demonstrator in Gießen aufgebaut, in Betrieb genommen und wissenschaftlich analysiert. Die Kooperationspartner haben auf dem Betriebsgelände der Stadtwerke Gießen diese Demonstrationsanlage mit einer Speicherkapazität von 1.750 kWh aufgebaut. Großanlagen mit deutlich höherer Kapazität von bis zu 100 MWh sind möglich. Diese Energiemenge würde über 10.000 Haushalten einen Tag lang genügend Strom bieten.

Der Wärmespeicher hat ein Gesamtgewicht von 47 Tonnen. Er besteht aus Schamottestein-Mauerwerk mit vertikalen und horizontalen Öffnungen, elektrischen Heizelementen und einer Isolierung aus Vermiculit, einem Mineral mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit. Der Speicher besitzt eine thermische Kapazität von ca. 1,75 MWh.

Die Stadt Fulda und die mehr als 30 Projektpartner legten den Fokus des Feinkonzeptes HYWHEELS – wasserstoffbasierter (Hy) Wirtschaftsverkehr in Osthessen zur Einsparung von Emissionen in der Logistik und im Straßenverkehr, auf die Dekarbonisierung des Verkehrssektors durch den Einsatz von Brennstoffzellen-Fahrzeugen (BZ-Fahrzeugen), sowie den Aufbau einer nachhaltigen grünen Wasserstoffwirtschaft in Osthessen. Es sollen 1.000 Brennstoffzellen-Nutzfahrzeuge angeschafft und mehrere Wasserstofftankstellen entlang der Autobahnen in Osthessen gebaut werden. So soll HYWHEELS die Möglichkeiten zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Osthessen ausloten. Die Stadt Fulda arbeitet hierbei eng mit dem Landkreis zusammen. Neben dem Analyseteil besteht das Feinkonzept aus einem umsetzungsfähigen Konzept zum Aufbau eines wasserstoffbasierten Wirtschaftsverkehrs im Raum Osthessen mit Nutzfahrzeugen aller Größen und Einsatzzwecken und unter Berücksichtigung von betriebswirtschaftlichen Aspekten, sowie Anforderungen an Wartung, Personal und Service. Mit dem Feinkonzept soll aktiv zur Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung beigetragen werden. Gleichzeitig wollen die beteiligten Akteure langfristige Perspektiven für den regionalen Energie- und Verkehrssektor schaffen. Darüber hinaus trägt das Vorhaben durch die Verknüpfung von erneuerbaren Energien mit der nachfolgenden Wasserstofferzeugung und anschließender Nutzung auch zur angestrebten Sektorenkopplung innerhalb des Energiesystems bei.

Vor Beginn des Projekts entstand eine informelle Kooperation und ein Ideenaustausch zur zukünftigen Handhabung der Abwärmenutzung aus Rechenzentren in Offenbach zwischen der THM in Person von Herrn Prof. Lechner, der Energieversorgung Offenbach (EVO), der Lokalen Agenda21 Offenbach (LA21) sowie dem Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) – Landesverband Hessen e.V. Dieser informelle Austausch mündete in der Beantragung des vorliegenden Forschungsvorhabens, in dem die EVO als Projektpartner und die LA21 sowie der BUND als assoziierte Partner auftreten. In diesem Verbundprojekt „InnovAbwNRZ“ werden technische und ökonomische Grundlagen zur Bewertung verschiedener Optionen der Abwärmenutzung aus Rechenzentren (RZ) erarbeitet. Darüber hinaus wurde am Beispiel Offenbach anhand eines realen Rechenzentrums ein Simulationsmodell zur Darstellung der nachhaltigen Abwärmenutzung entwickelt, in welches die erarbeiteten Grundlagen einfließen.
Im Rahmen der Projektlaufzeit wurde ein Rechenmodell entwickelt, das zur Planung und Berechnung von Abwärmepotenzialen in RZ genutzt werden kann. Dafür sind die gängigen Methoden der Serverraumkühlung sowie technisch umsetzbare Varianten der Abwärmenutzung programmtechnisch abgebildet worden. Die zuvor identifizierten, gängigen Kühlmethoden wurden einander gegenübergestellt, um das Optimierungspotenzial für ein Rechenzentrum hinsichtlich der Effizienzkennzahlen im Offenbacher Fernwärme-Versorgungsgebiet zu untersuchen.
Auf Basis der Ergebnisse der Marktstudie, der Analyse von Hemmnissen bei der Realisierung von Abwärmenutzungsprojekten und der Diskussionen im Rahmen eines Stakeholder-Workshops mit über 80 Teilnehmenden am 12.01.2023 in Frankfurt, wurde eine Roadmap „Abwärmenutzung aus Rechenzentren in Hessen“ entworfen, die Maßnahmen vorschlägt, wie die Abwärmenutzung aus Rechenzentren künftig forciert werden kann.

Im Neubaugebiet "Wohnen westlich des Schlossparks" im Wiesbadener Stadtteil Biebrich entsteht auf einer 2,5 Hektar großen Fläche, ein locker bebautes und übersichtlich strukturiertes Wohngebiet mit insgesamt über 100 neuen Wohneinheiten aufgeteilt auf 5 Mehrfamilienhäuser und 10 Reihenhäuser. Die ersten Häuser des neuen Quartiers wurden im Januar 2022 bezogen. Um das Quartier nachhaltig mit Erneuerbarer Wärme zu versorgen, wurde im nahgelegenen Mischwasserkanal ein Abwasserwärmetauscher der Firma Uhrig Energie GmbH verbaut. Über ein passives Netz wird die so gewonnen Energie in die angeschlossenen Häuser transportiert. Dort wird die benötigte Wärme für Raumwärme und Warmwasser mit Hilfe von Wärmepumpen der Firma Alpha Innotec bereitgestellt. Das Wärmekonzept wird vom ESWE Innovations- und Klimaschutzfonds gefördert. Der ESWE Innovations- und Klimaschutzfonds bezuschusst Projekte, die natürliche Ressourcen schonen und so zum Klimaschutz beitragen. Dabei werden Energiesparprojekte, innovative Technologien sowie der Einsatz erneuerbarer Energien unterstützt. Weiterhin wird der Wärmetauscher durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Dieser hat sich u. a. die Verringerung von CO 2-Emissionen, den Erhalt und Schutz der Umwelt sowie die Förderung der Ressourceneffizienz zum Ziel gesetzt.

Bereits im Jahr 2022 haben die Stadtwerke Eschwege GmbH in Kooperation mit der Stadt Eschwege auf Reaktion der Energiekrise an einem Wärmeatlas gearbeitet, um die Wärmebedarfe der Kommune systematisch zu erfassen. Mit der Verpflichtung zur Erstellung der kommunalen Wärmeplanung ist Eschwege als Pilotkommune vorangeschritten und hat mit dem Dienstleister Qoncept Energy GmbH die Wärmeplanung erstellt.

Bei der Erstellung der Wärmeplanung konnte Eschwege mit der Bestands- und Potenzialanalyse umfassende Kenntnisse über den Status Quo der Wärmeversorgung und die gesamten lokalen Potenziale für erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme erhalten. Auf Grundlage der erhobenen Daten wurde im Zielszenario und der Wärmewendestrategie ein Weg aufgezeigt, wie und mit welchen Maßnahmen die Wärmeversorgung bis zum Jahr 2045 effizient und klimaneutral transformiert werden kann und welche Gebiete sich für eine zentrale oder dezentrale Wärmeversorgung eignen.

Begleitend wurde der gesamte Prozess mit der Beteiligung aller interner und externer Akteure und der Öffentlichkeit. An zwei Präsenzveranstaltungen wurde den Bürgerinnen und Bürger der aktuelle Stand der Wärmeplanung vorgestellt und sie konnten sich an verschiedenen Informationsständen informieren. Zusätzlich hat sich auf Initiative der Bürgerinnen und Bürger im Vorort Oberhone eine Energiegenossenschaft gegründet, die für ihren Vorort ein Nahwärmenetz aufbauen möchten.

Mit der Fertigstellung und Veröffentlichung des Wärmeplans im Januar 2024 wurde im Anschluss mit der vertiefenden Planung und Vorbereitung zur Umsetzung begonnen. Einleitend wurde eine detaillierte Projektskizze erstellt und ein Förderantrag zur Durchführung der Machbarkeitsstudie (Wirtschaftliche, Juristisch und Planung) eines Wärmenetzes gestellt, um die Transformation der Wärmeversorgung voranzutreiben.

Im Rahmen des Forschungsprojekts MAGDA hat der Energieversorger ENTEGA in der Solarsiedlung „Am Umstädter Bruch“ in Groß-Umstadt einen Quartierspeicher aufgestellt, den die Anwohnenden angepasst an ihre individuellen Bedürfnisse nutzen können (Multi-Use-Flexibilität). Den Kundinnen und Kunden wird ein auf ihre ganz persönlichen Bedürfnisse zugeschnittener Anteil des Quartierspeichers vermietet und damit eine bestimmte Speicherkapazität des Speichers zur Verfügung gestellt. Über eine Fahrplanprognose, in der genau berechnet wurde, welche Kapazitäten zur Eigenverbrauchsoptimierung tagesaktuell benötigt werden, wird die restliche Speicherkapazität berechnet. Diese kann dann entsprechend genutzt werden, um beispielsweise Schwankungen von Erzeugung und Verbrauch auszugleichen.

Die Gemeinde Kaufungen hat in Kaufungens „Neuer Mitte“ ein Mehrfamilienhaus mit zwölf Wohneinheiten gebaut. Auf dem Dach wurde von der Energie Genossenschaft eine Photovoltaikanlage installiert und wird von ihr betrieben. Die Mieter werden mit günstigem und sauberem Strom versorgt. Mit diesem Angebot können sich auch Mieter aktiv an der Energiewende beteiligen. Dieses Mieterstrommodell basiert auf dem Zusammenspiel von Energiegenossenschaft, Vermieter, Mieter und Stromanbieter. Der von der PV-Anlage erzeugte Strom wird von dem Kasseler Mietstromversorger prosumergy GmbH den Mietern zu einem günstigen Preis angeboten. Diese können dann frei entscheiden, ob sie am Mietstrommodell teilnehmen oder nicht. Die Mieter können die Energiewende in den eigenen vier Wänden aktiv mitgestalten. Sie nutzen den preiswerten Solarstrom des Daches und tun somit der Umwelt und dem eigenen Geldbeutel etwas Gutes.

Infraserv Höchst hat 2022 im Industriepark Höchst eine Wasserstofftankstelle für Schienenfahrzeuge in Betrieb genommen. Nun hat das Unternehmen einen Prototyp für die mobile Betankung als Backup-Versorgung für die Regeltankstelle für Schienenfahrzeuge errichtet. Infraserv Höchst mit Sitz in Frankfurt am Main bietet als erfahrener Partner bei der Entwicklung von Forschungs- und Produktionsstandorten nachhaltige, intelligente und effiziente Lösungen für die chemische und pharmazeutische Industrie. Die Leistungsfelder des Unternehmens, das den Industriepark Höchst betreibt, umfassen die Versorgung mit Energien, Entsorgungsleistungen, den Betrieb von Netzen, Standortservices, Arbeits- und Gesundheitsschutz sowie den Umweltschutz und Facility Management. Die zur Infraserv Höchst-Gruppe gehörenden Tochtergesellschaften erbringen Services in den Bereichen Logistik, Bildung und Prozesstechnik. Seit 2020 ist Infraserv Höchst Partner der Clean Energy Partnership (CEP).

Beim Projekt der GGEW AG handelt es sich um den Neubau von Firmengebäuden am Wilhelm-Herz Ring in Lampertheim mit einer Nutzfläche von ca. 2.250 m². Im Verwaltungsgebäude BT-A befinden sich überwiegend Büro- und Besprechungsräume. Das zweite Gebäude, BT-B, besitzt einen Büroteil, eine Lagerhalle, weitere Arbeitsräume sowie die Energiezentrale. Der Innovationsgrad der Anlage liegt in der alternativen Energiegewinnung durch den Aggregatzustands- Wechsel im Eisspeicher. Durch Einbindung von Wärmerückgewinnung der Serverkühlung in den Eisspeicher, ganzzeitlichen Speicherung von Energie und Wiederverwertung von überschüssigen Energien aus verschiedenen Anlagenprozessen wird die Anlage optimiert. 

Im außerhalb des Gebäudes im Erdreich errichteten Eisspeicher, dessen Fassungsvermögen 100 m³ beträgt, ist das Wärmetauscher-System für den Entzugs- und Regenerationsprozess installiert. Herzstück der Anlage ist eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit einer Nennwärmeleistung von rund 90 kW. Auf der Nordseite des Lagerhallendachs sind die Luft-Solar-Absorber installiert, welche u.a. der Regeneration des Eisspeichers dienen. Auf der Südseite des Hallendaches ist eine rund 400 m² große PV-Anlage errichtet mit einer installierten Leistung von knapp 70 kWp. Sie liefert zum einen den Betriebsstrom für die Wärmepumpe zum anderen den Strom zur Versorgung der Büro- und Lagerflächen als auch der Ladesäulen auf dem Firmengelände. Die Kühlung als auch Beheizung der Büro-, Sozial- und Besprechungsräume beider Gebäude erfolgt über eine sog. Betonkernaktivierung und Fußbodenheizung. Das Verwaltungsgebäude BT-A ist über Nahwärmeleitungen mit der Energiezentrale in BT-B verbunden und wird hierüber mit Wärme aber auch im Bedarfsfall Kälte versorgt. Die Serverräume in beiden Bauteilen werden unabhängig davon von der Energiezentrale gekühlt. Die Abwärme der Serverräume dient der Regeneration des Eisspeichers (auftauen). Die Betriebsweise ist monovalent. Beim Regenerationsprozess wird dem abtauenden Eis (Wasser) die latente Energie aus dem Aggregatzustandswechsel entzogen. Das Wasser gefriert, die gewonnene Energie wird in die Pufferspeicher geladen, sobald diese vollgeladen sind, wird die restliche, überschüssige Energie über die Absorber abtransportiert.

Durch die verbesserten Energieeffizienzwerte werden so im Vergleich zum alten Firmensitz der GGEW AG jährlich knapp 80 Tonnen CO2 vermieden, was einer Reduzierung um 90% entspricht.

Im Jahr 2020 installierten die Stadtwerke Neu-Isenburg auf den Dächern von drei öffentlichen Gebäuden Photovoltaikanlagen. Auf den Dächern der Kita Toddlers (21 kWp), des Bürgerhauses Zeppelinheim (29,8 kWp) und des Familienzentrum Gartenstraße (71,2 kWp). Die PV-Anlagen wurden von den Stadtwerken nach entsprechendem Bedarf geplant, installiert und finanziert. Die Stadt zahlt einen monatlichen Pachtbetrag über 20 Jahre hinweg. Der Strom wird von den jeweiligen städtischen Liegenschaften abgenommen, der Rest wird ins Netz eingespeist (Teilfinanzierung EEG-Vergütung).

Das Platinum setzt einen neuen zukunftsweisenden Gebäudestandard: Der Holz-Hybrid-Bau vereint die Stärken von Holz und Beton und hinterlässt so einen CO2-Fußabdruck, der deutlich niedriger ist als der von Bürogebäuden mit konventioneller Bauweise. Konstruiert aus natürlichen Rohstoffen in Kombination mit intelligenter Technik ist das Bürogebäude nicht nur schonend für den Planeten, sondern auch für die Gesundheit – und schafft so ein Arbeitsumfeld zum Wohlfühlen. Dafür erhält das Gebäude mit dem „Platin-Zertifikat“ die höchste Bewertungsstufe des DGNB-Nachhaltigkeitszertifikats und mit der HA Hessen Agentur einen namenhaften Mieter. Das Platinum erzeugt erneuerbare Energie über die Photovoltaik-Anlagen an der Fassade und auf der Dachfläche. Über das Jahr gesehen generiert das Gebäude damit mehr nachhaltigen Strom als es für den Betrieb benötigt und ausgestattet mit intelligenter Technik, verbraucht das Platinum nur genau dann Energie, wenn sie gebraucht wird.

In Deutschlands größter Pilotanlage für synthetisches Kerosin in Hessen wird erstmals im Projekt RePoSe (Real-time Power Supply for e-fuels) mit Partnern aus Forschung und Industrie von 2022 bis 2026 untersucht, wie sich die schwankende Verfügbarkeit von Ökostrom auf die Herstellung von CO2-neutralen Power-to-Liquid-Kraftstoffen auswirkt. Bisher wurde diese Technologie nur im Dauerbetrieb mit kontinuierlicher Wasserstoffversorgung untersucht.

Beim PtL-Verfahren wird durch einen Elektrolyseur Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten und der so erzeugte Wasserstoff zusammen mit CO2 aus Industrieprozessen für die Synthese von Flüssigkraftstoffen genutzt. Wenn der hierfür eingesetzte Strom aus erneuerbaren Energien stammt, kann der CO2-Kreislauf vollständig geschlossen werden. Das bedeutet, bei der Verbrennung solcher PtL-Kraftstoffe wird nur so viel CO2 freigesetzt, wie bei der Herstellung gebunden wurde. Dabei entstehen außerdem weniger Luftschadstoffe als bei konventionellen Kraftstoffen. Als Produkt steht am Ende z. B. CO2-neutrales Kerosin.

PtL-Kraftstoff ist nur dann nachhaltig, wenn der benötigte Strom regenerativ und nachhaltig erzeugt wird. Da die regenerative Stromerzeugung aus Sonne und Wind in Deutschland jedoch nicht kontinuierlich zur Verfügung steht, werden Wasserstoffspeicher als Puffer benötigt. Wie groß diese zum Ausgleich saisonaler Effekte sein müssen, wird im Projekt RePoSe berechnet und praktisch erprobt.

Ziel des in 2017 gestarteten Nahwärmeprojektes der Sonnenwärme Rüdigheim eG i.G. ist es, Großwärmespeicher und Solarthermieanlagen zur Wärmeversorgung von über 100 Gebäuden in Rüdigheim zu erstellen und zu betreiben. Mittels Solarkollektoren (ca. 7.000m²) wird die Wärme für Raumheizung und Warmwasser von der Sonne erzeugt. Für sonnenschwache Tage und den Winter wird überschüssige Wärme aus dem Sommer im saisonalen Ganzjahresspeicher (30.000m³) eingespeichert und genutzt. Als Standort hierfür wird der nicht mehr genutzte Sportplatz favorisiert. Die Wärme wird dann, in Form von heißem Wasser, über ein ca. 5000 m langes Nahwärmenetz an die Haushalte geliefert. Der Anschluss an das Nahwärmenetz erfolgt über eine Hausanschlussstation (HAST). Diese überträgt die Wärme vom Netz auf die Raumheizung und das Trinkwasser der Ein- oder Mehrfamilienhäuser.

Um Baurecht für die Anlage zu schaffen, wurde für die beanspruchten Flächen bereits ein Bauleitverfahren auf den Weg gebracht. Dies läuft momentan. Die Planungen wurden durch die Universität Kassel geprüft und es wurden zusätzlich Alternativen simuliert. Über einen Vorhabenskizze wird abgeklärt inwieweit das Vorhaben förderwürdig ist. Nach Abschluss dieser Prüfung geht es an die Planung und Baugenehmigung. Baubeginn soll im Herbst 2024 sein.

Das Netz der Dorfwärmeversorgung soll einen solaren Deckungsgrad von 67 % erreichen. Möglich macht dies vor allem ein Erdbecken-Saisonalspeicher nach dänischem Vorbild. Die Bürgerenergiegenossenschaft will die Solarthermieanlage in Kombination mit zwei Großwärmepumpen und einem Holzkessel wirtschaftlich betreiben. Eine solare Wärmeversorgung mit derartig hohen Deckungsgraden ist für Deutschland einmalig. In den Sommermonaten soll die Solarthermie-Anlage mit ihren ca. 13.000 m² Kollektorfläche das Netz mit 180 Gebäuden allein versorgen. Gleichzeitig wird sie aber den größeren Teil ihrer Energieernte in den Saisonalspeicher laden können. Im Winter sollen dann die Wärmepumpen mehr oder weniger konstant den Speicher als Wärmequelle nutzen. Die Wärmepumpen erhöhen die Temperaturspreizung im Erdbeckenspeicher, mindern somit dessen erforderliches Volumen und die Baukosten des Speichers. In einem neuartigen Betriebskonzept, dessen Effekt die Solarthermie-Experten um Professor Klaus Vajen von der Uni Kassel durchgerechnet haben, läuft stets als Unterstützung der Wärmepumpen der Biomassekessel mit.

Anfang Februar 2018 hat die Stadtverordnetenversammlung mit der Energiegenossenschaft Vogelsberg einen Vertrag zur Errichtung einer Freiflächen-Photovoltaikanlage auf der ehemaligen Erddeponie Ulrichstein unterzeichnet. Die Stadt Ulrichstein ist Mitglied der Genossenschaft. Bereits seit 2011 betreibt die Energiegenossenschaft Vogelsberg eG eine Reihe von Solarprojekten. So auch in Ulrichstein. Auf einer ehemaligen Erddeponie stehen seit Ende 2020 rd. 4.000 Solarmodule mit einer Nennleistung von 1.338 kWp, die Strom an über 300 Haushalte liefern. Insgesamt erzeugt die Energiegenossenschaft Strom für rund 6.500 Haushalte. Für die Grünpflege zwischen den Modulen sorgen Vogelsberger Schafe. Die Stadt Ulrichstein und die Energiegenossenschaft Vogelsberg eG setzen damit nicht nur ein Zeichen in Richtung Zukunft, sondern stärken auch die Region, denn Bürgerbeteiligung ist einer der Grundpfeiler dieses Projekts.

Der Solarpark Niederhone vereint Klima- und Umweltschutz. Die Anlage ist der erste intensive Biodiversitätssolarpark. Die Planung und Umsetzung der Anlage fördert die Biodiversität und macht zudem eine Doppelnutzung für ökologische Stromversorgung und landwirtschaftliche Nutzung möglich. Die Einbindung aller Beteiligten vor Ort, transparente Informationen und die Motivation, nachhaltige und sinnstiftende Investitionen zu tätigen, führen zu einer hohen Akzeptanz in der Region. In der Planung und Realisierung waren zudem viele weitere Unternehmen aus Nordhessen involviert. Das Ergebnis ist ein wirtschaftlicher Betrieb des Solarparks und die Möglichkeit für Unternehmen, mit hohem Energiebedarf vor Ort produzierten Grünstrom zu einem attraktiven Preis bereitzustellen. Das ökologische Konzept des Solarparks zeichnet sich durch Stein- und Totholzhaufen, Nistkästen, Lerchenfenster, Schafbeweidung und der Einsatz von Bienenvölkern durch einen regionalen Imker aus. Darüber hinaus wurde gebietsspezifisches Saatgut ausgesät und Rückzugsräume für bedrohte Arten geschaffen.

Von der Bürgerenergie-Genossenschaft pro regionale energie eG aus Diez wird ein Solarpark betrieben. Die Bundeswehr gab 2011 ein 8,5 Hektar großes Gelände auf und ein Projektierer sowie die Gemeinde Waldsolms in Mittelhessen reagierten schnell, so dass auf der brachliegenden Fläche in nur zwei Monaten ca. 15.000 Solarmodule installiert werden konnten. Diese Solarmodule produzieren mit einer Gesamtleistung von 3,5 MWp Strom für ca. 1.100 Haushalte. Für die Beweidung kommt ein Schäfer mit seinen Schafen zweimal jährlich in den Solarpark. Ein Imker ist ebenfalls mit seinen Bienenstöcken auf dem Gelände und produziert vorzüglichen „Solarpark-Honig“. Der Solarpark in Bürgerhand leistet einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und zur dezentralen und nachhaltigen Stromerzeugung.

Die Wagner Solar GmbH entschied sich für den Einsatz der SOLINK PVT-Wärmepumpenkollektoren als schlüssiges Konzept zur Beheizung des Büroneubaus in Kirchhain mit Fußbodenheizung und zur Warmwasserbereitung. Die Wärmepumpe kann auch auf Kühlbetrieb umgestellt werden. Dabei können die SOLINK Kollektoren Wärme abgeben und die Fußbodenheizflächen zur Raumtemperierung kühlen. Der PV-Teil der PVT-Kollektoren ist in eine 140 kW-Solarstrom-Anlage integriert.

Der SOLINK PVT-Wärmepumpenkollektor in Verbindung mit einer Sole-Wärmepumpe wurde als innovative Lösung für die Bereitstellung von Wärme für Warmwasser und Heizung, Kälte und Strom aus erneuerbaren Energien in Gebäuden entwickelt. SOLINK gewinnt aus der Sonne zugleich Strom über Photovoltaik (PV) und solarthermische (T) Energie und kann als alleinige Energiequelle für Sole-Wärmepumpen genutzt werden. Tagsüber produziert SOLINK elektrischen Strom mit 6-10% höherem Ertrag als reine PV-Module durch die Kühlung auf der Modul-Rückseite. Der patentierte Luft-Wärmetauscher auf der Kollektorunterseite liefert auch nachts Energie. Die PVT-Kollektoren liefern in Summe im Jahr den Strom, den die Wärmepumpe verbraucht. Da die Kollektoren geräuschlos arbeiten, ist das System eine CO₂- und stromsparende Alternative zu Luft-Wärmepumpen. Im Vergleich zu gängigen Luft-Wärmepumpen reduziert das System mit SOLINK den Netzstrom-Bezug um 20% bis 50% und entlastet gerade im Winter das Stromnetz.

Vom Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik der Universität Kassel - Institut für Thermische Energietechnik wurde eine Studie zur technischen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Fernwärmeversorgung mit Abwärme aus Rechenzentren (RZ) in Frankfurt und Eschborn durchgeführt. Im RZ-Cluster in Frankfurt Sossenheim befinden sich zehn bestehende RZ und drei weitere große RZ sind in Planung. Die dort entstehende Abwärme wird derzeit ungenutzt an die Umgebung abgegeben. In der Machbarkeitsstudie wurde untersucht inwieweit der Wärmebedarf der Bürostadt Süd in Eschborn und des Stadtteils Sossenheim durch Abwärme aus den RZ gedeckt werden kann. 

Dazu wurde eine detaillierte Potentialermittlung der Abwärme aus Rechenzentren mit besonderem Fokus auf dem nötigen technischen Aufwand einer Abwärmeauskopplung durchgeführt. Der Wärmebedarf und das Wärmelastprofil der Versorgungsgebiete wurde straßenzugscharf ermittelt. Verschiedene Wärmeversorgungskonzepte wurden verglichen und entsprechende Betriebssimulationen durchgeführt. Das entwickelte Versorgungskonzept wurde ökonomisch und ökologisch bewertet und es wurden Handlungsempfehlungen zur Umsetzung des Vorhabens aufgestellt. Unter den gegebenen Randbedingungen mit wenigen zentralen Abwärmequellen und der Versorgung von Bestandsgebäuden (flächendeckend ähnliche, hohe Temperaturen notwendig) hat sich ein Versorgungskonzept mit kaltem Abwärmesammelnetz, zentralen Großwärmepumpen und einem heißen Wärmeverteilnetz als besonders passend herausgestellt. Dabei können Skaleneffekte für die Hauptkomponenten (Wärmepumpen und Wärmespeicher) genutzt werden und der Betrieb des Wärmeversorgungssystems ist weniger komplex. Die prognostizierten Wärmegestehungskosten des Konzepts liegen bei 118 €/MWh und damit deutlich unter dem Vergleichswert für eine individuelle Wärmeversorgung der Gebäude mit Luft- oder Erdwärmepumpen.

Das neuartige magnetokalorische Kühl- & Heizkonzept beruht auf dem magnetokalorischen Effekt und funktioniert ohne den Einsatz von umweltschädlichen Kühlmitteln wie z.B. FCKW und ist dabei besonders energieeffizient. Die Temperaturänderung erfolgt durch ein sich änderndes Magnetfeld. Im magnetokalorischen Generator erfolgt dabei eine Umwandlung von Bewegungsenergie (bewegte Magnete) in Wärme oder Kälte, die für Kühlung oder Heizung genutzt werden kann. Das innovative Konzept unterstützt das Ziel, Emissionen von fluorierten Treibhausgasen bis 2030 um zwei Drittel zu reduzieren. CALORIVAC eignet sich, um besonders energieintensive und verlustbehaftete Kühl- und Heizprozesse in der Wirtschaft aber auch in privaten Haushalten zu verbessern. Die Technologie hat das Potential einer Energieeinsparung von bis zu 40 % gegenüber einem modernen Kompressor oder von bis zu 70 % gegenüber einer ca. 5 Jahren alten Anlage. Hinzu kommt noch der Vorteil einer geringeren Lautstärkeemission, die besonders privaten Haushalten zugutekommt.

Die Sektorkopplung in der Energiezentrale des Quartiers wird realisiert durch Entwicklung einer neuartigen Hochtemperatur-Speichertechnologie (Power-to-Heat-and-Power), in Kombination mit einem multifunktionalen Batteriespeichers für Strom und einem zentralen Warmwasser-Schichtenspeicher für Abwärme. Auf diese Weise entsteht eine hochflexible und effiziente Speicher- und Nutzungskette entlang des Energieniveaus. Elektromobilität wird als zusätzlicher Baustein realisiert, so dass alle Verbrauchssektoren berücksichtigt werden. Aus der primärenergieschonenden Versorgung des Quartiers mit hohen Anteilen PV-Stroms, resultieren temporäre Energieüberschüsse, welche in dem Hybridspeichersystem sowohl kurz- als auch mittelfristig speicherbar sind. Eine weitere Besonderheit ist der Einsatz des Speichersystems für Energie- und Systemdienstleistungen über die Quartiersgrenzen hinaus, z. B. für positive und negative Regelenergie oder zur Einspeisung in das Gießener Fernwärmenetz für Energie- und Systemdienstleistungen über die Quartiersgrenzen hinaus, z. B. für positive und negative Regelenergie oder zur Einspeisung in das Gießener Fernwärmenetz.

Der Bildungs- und Sportcampus wurde zu einem modernen Campusgelände entwickelt, das den Anforderungen des demographischen Wandels, der Integration und des Klimaschutzes/-anpassung sowie Ressourcenschonung gerecht wird. Das Konzept beinhaltet die Modernisierung und Anpassung der Anlage, einschließlich einer nachhaltigen Wärmeversorgung durch ein zentrales Wärmenetz, das mittels Grundwasserwärmepumpen gespeist wird. So wird eine klimaneutrale Versorgung erreicht und der Campus zu einem attraktiven, innovativen und nachhaltigen Freizeitzentrum entwickelt. Es entsteht ein offener Campus, der multifunktional entwickelt wird und für alle Bürgerinnen und Bürger von Bürstadt zugänglich ist. Das Konzept beinhaltet die Nutzung eines Niedrigtemperatur-Wärmenetzes, das abhängig von der Außentemperatur die Vorlauftemperatur anpasst, um Wärmeverluste zu minimieren und Niedrigtemperaturquellen optimal zu nutzen. Zusätzlich ist ein kaskadierendes Heizsystem geplant, dass eine zentrale Wärmepumpe mit dezentralen Einheiten in den Abnehmergebäuden kombiniert, um den individuellen Wärmebedarf effizient zu decken. Ein innovatives Beleuchtungskonzept ist in den Campus integriert, welches intelligente Leuchten vorsieht. Diese Kombination sorgt für einen modellhaft hohen Innovationsgrad in allen Bereichen in diesem Konzept.

Durch eigene Projektierung errichtete die CE Station GmbH eine Wasserstoff-Tankstelle in 35394 Gießen, Schiffenberger Weg 123, auf dem Parkplatz von Intersport Begro und Fressnapf. Mit dem Betrieb von über 91 Wasserstoff-Stationen in Deutschland und Österreich schafft die H2Mobility GmbH Voraussetzungen für eine saubere, leise und unkomplizierte Wasserstoff-Mobilität ohne Einschränkungen. Denn weiterhin lange Strecken fahren, keine Zeit beim Laden verlieren, ohne Einbußen beim Zuladegewicht, sauber und leise: das alles geht mit Wasserstoff (H2). Das kleinste Molekül ist eine vielversprechende Alternative für Nutzfahrzeuge, wie LKW und Busse aber auch für PKW mit intensiven Nutzungsprofilen.

Die Kronberg Academy ist eine international wirkende Kulturinstitution zur Ausbildung und Förderung junger hochbegabter Musiker. Mit dem Casals Forum entstand in Kronberg ein einzigartiger Konzertsaal und eine internationale Begegnungsstätte für große Meister und junge Talente. Der Bau begann mit dem Spatenstich im Oktober 2017 und nach einer fünfjährigen Bauphase fand am 24.09.2022 die Eröffnung statt. Der Saal mit rund 600 Sitzplätzen wird mit Wärmepumpen in Verbindung mit einem innovativen Eisspeicher klimatisiert und damit CO2-neutral betrieben – nach derzeitigem Kenntnisstand der erste CO2-neutrale Konzertsaal der Welt. Im Rahmen eines nachhaltigen Energiekonzepts werden bewährte Komponenten wie Wärmepumpen und Wärmetauscher mit dem Eisspeicher kombiniert und ergeben auf diese Weise eine besondere Energieeffizienz. Schwerpunkt ist der Betrieb der Wärmepumpen nur bei hohen Außentemperaturen gegen die Außenluft, bei Temperaturen unter 0 Grad wird gegen den Eisspeicher gefahren. Dadurch werden hohe Jahresarbeitszahlen erreicht und die gespeicherte Kälte im Eisspeicher wird im Sommer zu Kühlzwecken genutzt, es muss keine Kälte erzeugt werden.

Die erste Passivhaus Klinik Europas ist ein Pilotprojekt. Der aus vier Querriegeln bestehende Neubau in Passivhausbauweise hat eine Bruttogeschossfläche von rund 79.000 Quadratmetern und eine Nutzfläche von rund 34 450 Quadratmetern. Integriert sind zehn OP-Säle und ein Hybrid-OP. Beim Neubau wurde eine Vielzahl von Kriterien für Passivhäuser umgesetzt. Unter anderem wird auch eine Brennstoffzelle für den passiven Brandschutz eingebaut. Dabei wird die Eigenschaft von sauerstoffarmer Luft genutzt, da diese weniger brandliebend ist. Solch eine Nutzung in einem Krankenhaus ist bislang weltweit einmalig und hat daher Demonstrationscharakter. Im Dezember 2021 wurde das Brennstoffzellensystem in Betrieb genommen, welches dann als Vorreiter für weitere Krankenhäuser gelten soll.