Strombedarf der Brücke: Neuland

Shirin Kriklava - Stiftung Altes Neuland Frankfurt

Die Frankfurter Brücken benötigen rund 140 GWh Strom p.a. – Stromverbrauch von Warmwasser, Wärmepumpen und autonomem Fahren inklusive!

Von den 140 GWh Strom pro Jahr entfallen ca. 53 GWh/a auf die Brücken-Haushalte mit den rund 35.000 Brücken-Bewohnern. Rund 22 GWh/a werden von Betrieben wie Restaurants, Bildungsstätten etc. verbraucht. Weitere 58 GWh/a ergeben sich aus dem Strombedarf des Brückenverkehrs und 7 GWh/a werden für die Brücken-Infrastruktur wie Aufzüge, Straßenbeleuchtung, Steuerungstechnik, Pumpen usw. aufgewendet.

Inhalt: Zusammensetzung des Strombedarfs auf den Frankfurter Brücken

Die 35.000 Brücken-Bewohner verbrauchen in ihren Haushalten pro Kopf ca. 1.500 KWh/a -inklusive Wärmepumpen für Raumwärme und -kühlung - bzw. in Summe ca. 53 GWh pro Jahr, weil nur die modernste Technik und extrem energiesparende Geräte in den Häusern der Brücken installiert werden.

Für 275.000 m² Nichtwohngebäude-Fläche werden insgesamt 22 GWh/a benötigt, wobei Gastronomie, Sportstätten, Bildungseinrichtungen u.v.m. von Anfang an ebenfalls mit energiesparenden Geräten und auch mit Sensortechnik ausgestattet werden müssen, so dass alles bedarfsbasiert gesteuert wird und nur anspringt, wenn es genutzt wird.

Bei 14 Stunden Fahrzeit pro Tag verbrauchen die 400 Brückenfahrzeuge ganzjährig 58 GWh Antriebsenergie (hinzu kommen rund 2 GWh für Steuerungstechnik). Der vergleichsweise niedrige Strombedarf von ca. 85 kWh/100 km für Strom-betriebene Fahrzeuge und ca. 230 kWh/100 km für H₂-betriebene Fahrzeuge kommt durch die Leichtbauweise der Brückenfahrzeuge und die Reibungslosigkeit des autonom fahrenden Verkehrs zustande.

Die größten Stromverbraucher auf den Frankfurter Brücken sind die Gebäude mit insgesamt 75 GWh/a, gefolgt von den E-Fahrzeugen mit 58 GWh/a

Energieverbraucher sind Energeierzeuger auf den Frankfurter Brücken

Die Wohngebäude auf den Brücken sind vergleichsweise sparsam im Stromverbrauch

1,15 Mio Quadratmeter Gebäudefläche entstehen auf den Frankfurter Brücken, 875.000 m² davon sind Wohnfläche, der Rest ist ein buntes Gemisch aus Flächen für Bildung, Kultur, Sport, Heilberufe, Gastronomie oder ökologisch wertvollen Supermärkten und Geschäften.

Die 35.000 Bewohner der Frankfurter Brücken benötigen rund 53 GWh/a für Beleuchtung, Haushaltsgeräte etc. und Warmwasser sowie Wärmepumpen. Verglichen mit Frankfurt ist das sparsam, denn die 750.000 Einwohner in den Frankfurter Haushalten verbrauchen 900 GWh/a, und das obwohl nur ein kleiner Teil dieser Haushalte Wärmepumpen hat – die meisten Gebäude in Frankfurt haben noch Gasheizungen. Würden sie, wie die Brückenhaushalte, alle mit Wärmepumpen heizen, läge der Strombedarf deutlich höher.

Dass die elektrisch betriebenen Wärmepumpen der Brückengebäude den Stromverbrauch der Brückenhaushalte nicht signifikant in die Höhe treiben, ist in erster Linie der Kopplung mit Geothermie, Solarthermie sowie Abwärme von Rechenzentren zu verdanken, durch die sich der COP (Coefficient Of Performance) der Wärmepumpen erhöht: Der Stromverbrauch der Wärmepumpen zur Raumerwärmung und -kühlung für alle Gebäude liegt bei nur 17,8 GWh/a.

Der Haushalt der Zukunft arbeitet mit optimiertem Stromverbrauch

Gemäß dem Trend zu kleineren Haushalten sind über die Hälfte der Brückenwohnungen 2- bis 3-Personenhaushalte.

Laut Stromspiegel liegt der Stromverbrauch pro Person in einer sparsamen, energetisch optimierten Zweipersonen-Wohnung (mit Warmwasser durch Strom, wie es auch auf den Brücken geplant ist, jedoch ohne Wärmepumpe) derzeit noch bei rund 1.800 kWh/a.

Stromspiegel - www.stadtwerke-dinslaken.de

Bei der Berechnung des Strombedarfs der 35.000 Brücken-Bewohner muss berücksichtig werden, dass sie in Gebäuden mit unterschiedlicher Größe bzw. Stockwerkszahl wohnen

Der gesamte Strombedarf für die Wohngebäude auf den Brücken (ohne Wärmepumpen) liegt bei ca. 38 GWh/a. Bei 35.000 Brücken-Bewohnern beträgt der durchschnittliche Stromverbrauch pro Person entsprechend rund 1.100 kWh/a.

Nicht-Wohngebäude verbrauchen im Schnitt etwas mehr Strom als Privathaushalte

Für die 275.000 m² buntgemischte „Nicht-Wohnfläche“ lässt sich ein mittlerer Stromverbrauchswert errechnen:

Gewichtet man den branchenspezifischen Stromverbrauch pro Quadratmeter mit dem Quadratmeter-Anteil jeder Branche auf den Brücken, so kommt man auf einen durchschnittlichen (optimierten) Stromverbrauch von rund 80 kWh/m²a, inklusive Wärmepumpen-Stromverbrauch, mit dem für Heizung und Kühlung gesorgt wird.

Für die Nicht-Wohnflächen auf den Brücken ergibt sich somit ein Gesamt-Stromverbrauch von ca. 22 GWh/a.

Kulinarisches und Bildung nehmen den größten Flächenanteil auf den Frankfurter Brücken ein

Der spezifische Strombedarf ändert sich je nach Nutzungsart: Die Gastronomie ist der Hauptstromverbraucher bei den Nichtwohngebäuden auf den Brücken

Sonstige Infrastruktur wie Straßenbeleuchtung, Steuerung, Pumpen, Fahrstühle u.ä. verbrauchen mit insgesamt 7 GWh/a vergleichsweise wenig Strom

Die Brückeninfrastruktur verbraucht ca. 7 GWh/a – dabei sind Automation und Steuerung die Hauptstromverbraucher, gefolgt von Beleuchtung auf und unter den Brücken

Im Rahmen der vierjährigen Vorplanungsphase der Frankfurter Brücken muss der Stromverbrauch in allen Bereichen detailliert geplant werden

Beispiel: Beleuchtungsplanung 200m Abschnitt Kennedyallee zwischen Bahnbrücken und Paul-Ehrlich-Straße

Die Fahrzeuge auf den Brücken transportieren rund 40 Millionen Fahrgäste pro Jahr – und verbrauchen dafür 58 GWh Strom p.a.: Von ihnen sind 200 E-Fahrzeuge und 200 Wasserstoff-Fahrzeuge

Die 400 Fahrzeuge auf den Brücken fahren täglich 14 Stunden mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 17,8 km/h. Jedes Fahrzeug legt im Schnitt 250 km pro Tag zurück. Die großen Brücken-Fahrzeuge für den Mehrpersonen-Transport fahren mit Wasserstoff, die kleineren sind reine E-Autos.

Gemäß dem jetzigen Entwicklungsstand beträgt der Energieverbrauch für Strom-betriebene Fahrzeuge 15 kWh/100 km und für Wasserstoff-betriebene Fahrzeuge 60 kWh/100 km: Beide Fahrzeugtypen sind in Leichtbauweise geplant, wodurch ihr Verbrauch geringer ist als bei derzeitigen handelsüblichen (Bus-)Modellen mit alternativen Antriebsformen.

Mithilfe der Brücken werden rund 417 GWh Strom pro Jahr erzeugt – die Brücken selbst samt ihren Fahrzeugen verbrauchen jedoch nur 140 GWh davon. Mit dem verbleibenden Überschuss von rund 190 GWh werden Fahrzeuge auf den Straßen entlang der Brücken versorgt

127 GWh/a werden für Strom-betriebene Fahrzeuge entlang der Brücken bereitgestellt, weitere 64 GWh/a werden in die Produktion von Wasserstoff für H₂-betriebene Fahrzeuge entlang der Brücken gesteckt.

Profis zu dem Thema

Leibniz Forschungszentrum Energie 2050 - ETH Zürich - Institute of Energy and Process Engineering - The World Sustainable Energy Institute - California Center for Sustainable Communities at UCLA - National Renewable Energy Laboratory - National Institute of Advanced Industrial Science and Technology - Energy Research Institute at NTU - Asean Center for Energy

Fazit: Der Strombedarf auf den Brücken wird bereits beim Bau des Quartiers optimiert

Wohngebäude werden ebenso wie Nichtwohngebäude mit energieeffizienten Geräten und Sensorik zur gezielten Gerätenutzung ausgestattet. Auf sie entfällt mit 75 GWh/a etwa die Hälfte des Stromverbrauchs der Frankfurter Brücken.

Der zweitgrößte Verbraucher sind die Wasserstoff- und Strom-betriebenen Fahrzeuge auf den Brücken: Sie sind durch ihr leichtes Gewicht und die optimierte, bremsarme Streckenführung sehr energieeffizient und benötigen in Summe 58 GWh/a.

Die Infrastruktur der Brücken macht mit 7 GWh/a den kleinsten Anteil des gesamten Strombedarfs von 140 GWh/a aus.

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