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Gastbeitrag / Robert Grüneis / Donnerstag 14.04.22

Ein­bin­dung und Infor­ma­ti­on pushen smar­te Gebäudenutzung

Städ­te wach­sen in einem nie dage­we­se­nen Tem­po, dabei wird sich das Bevöl­ke­rungs­wachs­tum vor allem in Bal­lungs­räu­men kon­zen­trie­ren. Wien wird bis 2028 erst­mal wie­der auf 2 Mil­lio­nen Men­schen anwach­sen, bis 2048 sogar um die Grö­ße von Graz. Und wäh­rend sich der Mega­trend fort­führt, wird auch immer mehr Ener­gie verbraucht.

Für die ASCR als For­schungs­ge­sell­schaft stellt sich daher die Fra­ge: Wie kann Ener­gie auf so wenig Platz wie mög­lich so effi­zi­ent wie mög­lich pro­du­ziert und genutzt wer­den – und das, ohne der Umwelt zu scha­den und unter Ein­bin­dung derer, die letzt­lich damit leben müs­sen: Der Stadt und ihrer BewohnerInnen.

In die­sem Span­nungs­feld forscht die Aspern Smart City Rese­arch GmbH (ASCR) mit Hil­fe von Echt­da­ten aus dem Stadt­ent­wick­lungs­ge­biet aspern See­stadt. 2013 von Sie­mens, Wien Ener­gie, Wie­ner Net­ze, die Wirt­schafts­agen­tur und Wien 3420 gegrün­det, betrei­ben seit­her über 100 Wis­sen­schaft­le­rIn­nen inter­dis­zi­pli­nä­re For­schung in den Berei­chen Smart Grid, Smart Buil­ding, Smart ICT und Smart User. Kon­kre­tes Ziel der Anwen­dungs­for­schung: Ska­lier­ba­re Lösun­gen für die (Energie-)Zukunft im urba­nen Raum, die künf­tig auch in ande­ren Städ­ten und Pro­jek­ten ange­wandt wer­den können.

Das Fun­da­ment von Smart Cities bil­det zwar die Kon­nek­ti­vi­tät, aber im Mit­tel­punkt ste­hen dabei immer ihre Nut­ze­rIn­nen. Denn Gebäu­de, Net­ze und Pro­zes­se kön­nen noch so intel­li­gent ver­netzt und modern aus­ge­stal­tet sein – wann und wie viel Ener­gie ein Gebäu­de benö­tigt, hängt schließ­lich vom Nut­zungs­ver­hal­ten der Bewoh­ne­rIn­nen ab. In aktu­ell 17 For­schungs­ge­gen­stän­den, von der Gebäu­de­tech­nik über smar­te Net­ze bis zur E‑Mobilität, zieht sich der Smart User als roter Faden durch die For­schung der ASCR.

Ein Meer aus Daten

Um den Ener­gie­ver­brauch zu sen­ken und mög­lichst effi­zi­en­te Nut­zung zu för­dern, wer­den die Nut­zungs­ge­wohn­hei­ten der Bewoh­ne­rIn­nen mit­tels sozi­al­wis­sen­schaft­li­cher For­schung beglei­tet und beforscht. Im am For­schungs­pro­jekt betei­lig­ten Wohn­ge­bäu­de neh­men dazu 111 Haus­hal­te teil, die ihre Ener­gie­ver­brauchs- und Raum­re­ge­lungs­da­ten frei­wil­lig lau­fend mit unse­rem For­schungs­team tei­len. Zu den Daten, die täg­lich zum Pra­xi­scheck her­an­ge­zo­gen wer­den, zäh­len Strom, Warm- und Kalt­was­ser, Zim­mer­tem­pe­ra­tur und Raum­luft­qua­li­tät. Auch die Nut­zungs­da­ten eines wär­me­aut­ar­ken Bil­dungs­cam­pus sowie eines Stu­die­ren­den­wohn­heims wer­den unter­sucht. Der Daten­strom fließt dabei gemein­sam mit Daten­punk­ten von Sen­so­ren, aus tech­ni­schen Sys­te­men, der umge­ben­den Umwelt sowie dem Strom­netz anonym zusam­men. So wer­den täg­lich ca. 2 Mil­lio­nen Live-Daten­sät­ze pro Tag aus dem Netz und den betei­lig­ten Gebäu­den gesam­melt und mit die­sen im Live-Betrieb die Ener­gie­ef­fi­zi­enz und die Lebens­qua­li­tät für Bür­ge­rIn­nen verbessert.

Am Bei­spiel der E‑Mobilität: Damit kön­nen die Strom­net­ze bei­spiels­wei­se für smar­te Lade­sta­tio­nen intel­li­gent gesteu­ert wer­den. Das Netz weiß zu jedem Zeit­punkt dar­über Bescheid, wie viel erneu­er­ba­rer Strom auf dem Dach erzeugt wird, die­se Daten kön­nen mit dem Ver­hal­ten der Bewoh­ne­rIn­nen ver­bun­den und so Ener­gie effi­zi­ent zuge­teilt wer­den. Die For­schung zum Nut­ze­rIn­nen-Ver­hal­ten in Wohn­ein­hei­ten ist bereits erfolg­reich abge­schlos­sen, die ASCR erforscht nun die Gewohn­hei­ten der User in Bezug auf Elek­tro­mo­bi­li­tät und in Bürogebäuden.

Smar­te User als Abbild der Gesellschaft

Für uns war es wich­tig, von Aka­de­mi­ke­rIn­nen bis zur Arbei­te­rIn und vom Sin­gle-Haus­halt bis zu Fami­li­en Ver­tre­te­rIn­nen aller Gesell­schafts­grup­pen und Haus­halts­for­men mit an Bord zu haben. Nur so kön­nen rea­lis­ti­sche Wer­te zum Ener­gie­be­darf in den Gebäu­den erhal­ten und Lösun­gen für smar­te Cities ange­bo­ten wer­den. Zu Beginn der For­schung hat die ASCR daher eine Stu­die mit 84 Haus­hal­ten durch­ge­führt. Das Ziel war her­aus­zu­fin­den, inwie­weit die Bewoh­ne­rIn­nen sich mit dem The­ma Ener­gie­ef­fi­zi­enz befas­sen und über wie viel tech­ni­sches Know-how und Kom­pe­ten­zen die­se ver­fü­gen. Die Umfra­ge ergab vier Per­so­nen­pro­fi­le: Pro­fes­sio­nals, Opti­mie­re­rIn­nen, Indif­fe­ren­te und HedonistInnen.

48 Pro­zent der Befrag­ten sind Pro­fes­sio­nals, also tech­nisch kom­pe­tent, am The­ma Ener­gie inter­es­siert, mit einem höhe­ren Bil­dungs­grad und einem bewuss­ten Ener­gie­nut­zungs­ver­hal­ten. Dazu kamen Opti­mie­rer (30 Pro­zent), die­se ver­fü­gen über wenig tech­ni­sches bzw. Ener­gie-Wis­sen, sind aber an der Opti­mie­rung ihrer Ener­gie­kos­ten inter­es­siert. Dazu gehö­ren Per­so­nen mit einem etwas höhe­ren Bil­dungs­grad und Inter­es­se am Ener­gie­kos­ten­spa­ren. Indif­fe­ren­te Per­so­nen (13 Pro­zent) besit­zen weder tech­ni­sche Kom­pe­tenz oder haben Inter­es­se an Ener­gie­the­men und Nach­hal­tig­keit, die­se sind eher jün­ger, noch nicht berufs­tä­tig und haben eine hedo­nis­ti­sche Ener­gie­nut­zung. Hedo­nis­ten (9 Pro­zent) sind tech­nisch kom­pe­tent, haben aber kein Inter­es­se an Ener­gie- und Nach­hal­tig­keit. Dazu zäh­len jün­ge­re Per­so­nen und Sin­gles mit einer sorg­lo­sen Energienutzung.

Bewusst­seins­bil­dung und Anreiz­sys­te­me kön­nen Ver­hal­ten beeinflussen

Um her­aus­zu­fin­den, wie Gebäu­de opti­mal arbei­ten, benö­ti­gen unse­re For­sche­rIn­nen also die Nut­zungs­ge­wohn­hei­ten der Bewoh­ne­rIn­nen. Das ist ein­zig­ar­tig, da das ASCR-For­sche­rIn­nen-Team so aus dem täg­li­chen Ver­hal­ten evi­denz­ba­sier­te Daten zie­hen kann. Nur so kön­nen Aus­sa­gen zum Bedarf von heu­te und mor­gen getrof­fen wer­den. Mit­tels Bewusst­seins­bil­dung und Anreiz­sys­te­men hat die ASCR das Ver­hal­ten in Rich­tung nach­hal­ti­ger, ener­gie- und kos­ten­ef­fi­zi­en­ter Lebens­wei­sen geför­dert. Die ers­te For­schungs­pha­se konn­te dabei zei­gen: Das Nut­zungs­ver­hal­ten lässt sich durch Wis­sen und elek­tro­ni­sche Unter­stüt­zung ver­än­dern. Vor allem das regel­mä­ßi­ge Ein­bin­den der Nut­ze­rIn­nen in die For­schung und das zur Ver­fü­gung stel­len von Infor­ma­tio­nen hat einen Ein­fluss auf den Energieverbrauch.

Tech­no­lo­gie kann Nut­zungs­ver­hal­ten nicht völ­lig steuern

Im Som­mer 2018 kam es bei­spiels­wei­se teil­wei­se zu höhe­ren Tem­pe­ra­tu­ren in den Woh­nun­gen, die zu Beschwer­den der Bewoh­ne­rIn­nen führ­ten. Die Fol­ge: 53 Pro­zent der Haus­hal­te besorg­ten sich Ven­ti­la­to­ren, 12 Pro­zent Kli­ma­ge­rä­te. Hier stie­ßen unse­re Mög­lich­kei­ten der Len­kung des Nut­zungs­ver­hal­tens klar an die Gren­ze – denn geän­der­tes Nut­zungs­ver­hal­ten kann nicht dazu die­nen, um Schwach­stel­len bei der Gebäu­de­pla­nung aus­zu­glei­chen. Dies waren wich­ti­ge Erkennt­nis­se für unse­re For­schung, denn nur im Zusam­men­spiel mit dem Ver­hal­ten der User und den Wet­ter-Bedin­gun­gen konn­te die ASCR Ener­gie­spar-Poten­zia­le iden­ti­fi­zie­ren und nutzen.

Das Ziel der ASCR ist dem­nach, smar­te Lösun­gen zu schaf­fen, die in die Ener­gie­ef­fi­zi­enz von Städ­ten ein­zah­len und anwen­der­freund­lich sind. Wie viel Ener­gie eine Stadt ver­braucht, hängt also immer auch vom User selbst, sei­nem Ver­hal­ten und dem Bewusst­sein dar­über ab.

Kurzportrait

Mag. Robert Grün­eis ist gemein­sam mit Dr. Georg Pam­mer Geschäfts­füh­rer der Aspern Smart City Rese­arch GmbH. Nach dem Abschluss der Rechts­wis­sen­schaf­ten 1993 war der Exper­te für Ener­gie und Smart Cities 2014 als Vor­stands­di­rek­tor der Wie­ner Stadt­wer­ke für den Bereich Ener­gie, For­schung, Tech­no­lo­gie, Smart City, IT und Nach­hal­tig­keit tätig und bei stra­te­gi­schen Groß­pro­jek­ten wie der Grün­dung der Ener­gie­Al­li­anz und Wie­ner Ener­gie maß­geb­lich betei­ligt. Nun ver­ant­wor­tet er seit 2017 die Geschäfts­füh­rung des inno­va­tivs­ten und größ­ten Ener­gie­for­schungs­pro­jekts Euro­pas – der ASCR.

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