Andreas Koch Energy Planning and Geosimulation, EIFER Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung Darmstadt 19.11.2015 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung Europäisches Institut für Energieforschung Europäische Wirtschaftliche Interessensvereinigung zwischen EDF und KIT 110 Mitarbeiter, 40% Französische, 40% Deutsche und 10 weitere Nationalitäten Energy Planning & Geosimulation, 28 Mitarbeiter, (9 PostDocs, 8 Doktoranden) 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung Überblick EDF City Platform, Singapore Städtische Anwendungsfälle 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 3 Projektstruktur Entwicklung einer web-basierten Simulationsplattform 2/2013 – 12/2016 Anwendung für Singapore Projektkonsortium: • EDF Forschung & Entwicklung • • • Veolia • • • Wasser- und Abfallmanagement Singapore Housing and Development Board (HDB) EIFER • • • Energiemodelle Softwarearchitektur der Plattform Projektleitung GIS Infrastruktur Gefördert durch EDF SA 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 4 Modellkomponenten Regenerative lifts Greenery Photovoltaic Fuel Cell Air conditioning Water Green Home Package Common area lighting Waste Increase landscaping 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 5 Indikatoren ENERGY COST GHG Power Green Mark Operation Heat Emissions Investment Fuel + Production LABEL GHG Sinks Green Home Package Income from energy selling 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 6 CURTIS Simulationsplattform • Prototyp wird seit Dezember 2014 durch HDB genutzt • • • • Systemkomponenten unterschiedlicher Technologien Graphisches 3D Nutzerinterface (Dassault Systèmes) Web-basierte Architektur Zielsetzung der generische Anwendbarkeit • • • Unabhängig von Simulationslösung … und der städtischen Datenstruktur Zentrale Daten- und Modellverwaltung für alle Anwendungsfälle 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 7 CURTIS Simulationsplattform • Anwendungsfälle • • • • Definition mehrerer Szenarien Szenarienvergleich Gewichtung der Indikatoren zur Bewertung der Ergebnisse Übertragbarkeit auf mehrere Stadtquartiere (Singapore Yuhua) • • Default Parametern der Modelle auf Gebäude- und Quartierebene CityGML Datei des neuen Quartiers 3D Visualization Forecast 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 8 Überblick EDF City Platform, Singapore Städtische Anwendungsfälle 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 9 Städtische Anwendungsfälle Reallabor 131: KIT findet Stadt 8/2015 – 2/2017 • • • Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (KIT-ITAS) Gefördert im Rahmen der Ausschreibung:„Reallabore, BaWü-Labs, für eine Forschung für Nachhaltigkeit in Baden-Württemberg“ Teilprojekt Energiekonzept: • • • Institut Entwerfen und Bautechnik – Fachgebiet Bauphysik & Technischer Ausbau (fbta) Fachgebiet Strömungsmaschinen (FSM) Institut für industrielle Produktion (IIP) Koordination: European Institute for Energy Research (EIFER) 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 10 SOM + k-Means clustering (13 Clusters) Saed, Wendel (2015) 1 2 3 Multifamily house with high energy demand Old big building not energy efficient outside city High residential building less energy efficient Upper class living outside the city mostly single house Middle class living in energy efficient building New Building environmental friendly and energy efficient 25.11.2015 Middle class families Commercial Presentation 1 buildings 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung New High building not environmental friendly Multifamily house high building lower class Mix building mostly old building high energy demand 11 Big Buildings outside the city with high energy demand 29 Higher Multifamily old building in city, low to medium income Heat demand of the building and volume Grünwinkel (outlier class) 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 12 Heat demand of the building and volume 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 13 Städtische Anwendungsfälle Resource Urbanisms 10/2015 – 9/2017 • • • • • • Natürliche Ressourcen, städtische Form und Infrastruktur im Kontext unterschiedlicher Entwicklungspfade asiatischer Großstädte Städtische Form und Energiebedarf LSE Cities, London School of Economics and Political Science European Institute for Energy Research (EIFER) Gefördert durch: Kuwait Programme of Applied Research Mit freundlicher Unterstützung von: Kuwait, Abu Dhabi Urban Planning Council, Hong Kong Department for Planning, Singapore Planning Council https://lsecities.net/publications/reports/cities-and-energy-urban-morphology-and-heat-energy-demand/ 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 14 Städtische Anwendungsfälle 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 15 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Contact Jean-Marie Bahu - [email protected] Andreas Koch - [email protected] Syed Monjur Murshed – [email protected] Alexandru Nichersu - [email protected] Alexander Simons – [email protected] Jochen Wendel – [email protected] EIFER - European Institute for Energy Research Emmy-Noether-Str. 11 76131 Karlsruhe, Germany www.eifer.org 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 16 References Petillon et al., 2015, Spatial and multi-energy modelling integrated into district urban planning at master plan phase, Energy, Science and Technology 2015, Karlsruhe, Germany. Bahu et al., 2015, Integrated Urban Energy Planning for the Redevelopment of the Berlin-Tegel Airport, Smart and Sustainable Planning for Cities and Regions 2015, Bolzano, Italy. Saed, Wendel 2015, Estimating heating energy consumption and CO2 production – A novel modeling approach, CUPUM conference 2015 Simons (2014): Development of a CityGML infrastructure for the implementation of an energy demand method with different data sources Spataru, C., A. Koch, P. Bouffaron (2015) Multi-scale Modelling of Energy Resources, Technologies, Controls and Policies for Future Energy Grids, in: A.Vesco, F. Ferrero (eds.): Social, Economic, and Environmental Sustainability in the Development of Smart Cities, IGI Global Bahu, J.-M., Koch, A. Kremers, E., Murshed, S. M. (2014) Towards a 3D Spatial Urban Energy Modelling Approach, International Journal of 3-D Information Modeling (IJ3DIM), 3(3), 1-16. Cajot, S. , M. Peter, J.-M. Bahu, A. Koch, F. Maréchal (forthcomming) Overcoming Obstacles in energy planning at the urban scale. Sustainable Cities and Society – Special Issue: From sustainable buildings to sustainable cities Oldenburg, O., Murshed, S.M., Kremers, E., Mainzer, K., Koch, A. (2015) Model-based analysis of urban Energy Systems (on the basis of a city’s energy Master Plan), Journal - Emergence: Complexity & Organization, Vol 17 Issue 2 Jank, R., Church, K., Kimman, J., Koch, A., Pol, O., Rosa, A. D., Webster, J. (2013). Local Energy Planning Methods: From Demand to Future-proof Solutions. In pro:21 GmbH & Projektträger Jülich (Eds.), Case Studies and Guidelines for Energy Efficient Communities - A Guidebook on Successful Urban Energy Planning. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag. 19.11.2015 | Koch - Methoden und Lösungen für urbane Energieplanung 17
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