Wie können Städte ihre Wärmeversorgung klimafreundlich gestalten und gleichzeitig die Auswirkungen des Klimawandels besser steuern? Die Technische Hochschule Lübeck entwickelt dafür ein umfassendes Forschungs- und Demonstrationsmodell, das Umwelt, Energie und Digitalisierung miteinander verbindet. Im Mittelpunkt steht die Idee einer Smart City, in der Daten aus verschiedenen städtischen Systemen in Echtzeit zusammengeführt und für eine intelligente Steuerung der Energieversorgung genutzt werden.
Ein zentraler Ansatz ist die Nutzung von Wärme aus Gewässern. Auch Flüsse und Seen enthalten nutzbare Energie, die mithilfe von Wärmepumpen erschlossen werden kann. Besonders für dicht bebaute und historisch gewachsene Städte wie Lübeck bietet dieser Ansatz Potenzial, da klassische Maßnahmen der energetischen Sanierung oder großflächige Umstellungen der Wärmeversorgung hier nur begrenzt umsetzbar sind. Die Forschenden untersuchen daher, in welchem Umfang sich etwa die Trave oder andere innerstädtische Gewässer zur nachhaltigen Wärmegewinnung eignen (vgl. auch das Wärmepumpenprojekt in Helsinki ).
Dabei geht es nicht nur um die technische Nutzung, sondern ebenso um die ökologischen Auswirkungen. In umfangreichen Messkampagnen werden kontinuierlich Daten zu Wassertemperatur, Sauerstoffgehalt, pH-Wert und weiteren Gewässerparametern erhoben. Ergänzt werden diese durch hydrologische Modellierungen, die unter anderem Abflussverhalten, Strömungen und Temperaturverläufe simulieren. Ziel ist es, sogenannte Kaltwasserfahnen zu berechnen, die durch die Entnahme von Wärme entstehen können, und ihre Auswirkungen auf Ökosysteme und Mikroklima zu verstehen.
Die gewonnenen Umwelt- und Energiedaten fließen in eine digitale Plattform ein, die als Herzstück des Forschungsansatzes dient. Dort werden Informationen aus Wetterdaten, Pegelständen, Energieverbrauch, Gewässermessungen und künftig auch Gebäudedaten zusammengeführt. Mithilfe von künstlicher Intelligenz entstehen daraus Prognosen und Simulationsmodelle, die eine vorausschauende Steuerung der Energieversorgung ermöglichen. Ein intelligentes Energiemanagement soll dabei erneuerbare Energiequellen, Speicher und Verbraucher so koordinieren, dass Energie möglichst effizient und bedarfsgerecht genutzt wird.
Die technologische Grundlage bildet ein umfassendes Sensornetzwerk, das kontinuierlich Daten aus der Stadt- und Umweltinfrastruktur erfasst. Dazu gehören unter anderem spezialisierte Messsonden, die an ausgewählten Punkten der Trave eingesetzt werden, sowie weitere Sensoren für meteorologische und energiebezogene Messgrößen. Die Daten werden in einer zentralen Infrastruktur gesammelt, verarbeitet und über digitale Schnittstellen für Forschung, Stadtplanung und mögliche Anwendungen bereitgestellt.
Das Vorhaben folgt einem integrierten Ansatz, bei dem Wasser, Energie, Umwelt und Stadtentwicklung nicht getrennt betrachtet werden, sondern als zusammenhängendes System. Dieses sogenannte Nexus-Modell soll ermöglichen, die Wechselwirkungen zwischen Energiegewinnung, Umweltbelastung und städtischer Nutzung besser zu verstehen und in Planungsprozesse einzubeziehen. Auf dieser Grundlage können nicht nur technische Entscheidungen zur Wärmeversorgung getroffen werden, sondern auch langfristige Strategien für eine klimaangepasste Stadtentwicklung entstehen.
Organisatorisch ist das Projekt in einen größeren Forschungsrahmen eingebettet, der als langfristige Plattform für datengetriebene Stadt- und Umweltforschung dient. Gefördert im Rahmen eines bundesweiten Programms zur Stärkung angewandter Wissenschaften, ist es bis Ende der 2020er Jahre angelegt und verbindet Forschung, Lehre und Wissenstransfer. Neben der technischen Entwicklung spielt daher auch die Ausbildung von Fachkräften eine wichtige Rolle, ebenso wie die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Städte.
Ziel ist es, ein skalierbares Modell für die urbane Energiewende zu entwickeln, das weit über Lübeck hinaus Anwendung finden kann. Städte sollen künftig in der Lage sein, ihre Energie- und Umweltströme digital abzubilden, in Echtzeit zu analysieren und darauf basierend nachhaltige Entscheidungen zu treffen. Damit entsteht ein Ansatz, der Smart-City-Technologien, Klimaforschung und Energieplanung in einem integrierten System zusammenführt und einen möglichen Weg zur klimaneutralen Stadt der Zukunft skizziert.
Quellen:
https://uhydro.de/water/projekt-forschungsraeume-seen-startet-2026/
https://idw-online.de/de/news871744
https://nachrichten.idw-online.de/2026/06/01/th-luebeck-gemeinsam-fuer-klimaschutz-und-nachhaltige-energiesysteme
Mit Hilfe von KI erstellt
