Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen, muss bis 2050 weltweit Klimaneutralität erreicht werden. Städte spielen dabei eine entscheidende Rolle, da über 50 % der Weltbevölkerung in Städten leben und diese Zahl weiter steigt, während Städte für 80 % der Treibhausgasemissionen verantwortlich sind [1]. Die Europäische Union unterstützt die Entwicklung klimaneutraler Städte im Rahmen des Strategischen Energietechnologieplans (SET-Plan) und hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 100 Positive Energy Districts (PEDs) in Europa zu realisieren [2]. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde der Aktionsplan 3.2 "Auf dem Weg zu positiven Energie Quartier für eine nachhaltige Urbanisierung" entwickelt. Darin werden PEDs als energieeffiziente Quartiere definiert, die netto CO2-neutral sind und auf eine lokale Überschussproduktion von erneuerbaren Energien (EE) auf Jahresbasis hinarbeiten. Diese sollen auch dazu beitragen, die Lebensqualität in europäischen Städten zu verbessern, die COP21-Ziele zu erreichen und Europa zu einem globalen Vorbild zu machen.
Auch aus Sicht der Bundesregierung sind Quartiere ein wichtiges Forschungsgebiet, wie im 7. Energieforschungsprogramm hervorgehoben wird: "Neben der Entwicklung einzelner Gebäudetechnologien und gebäudeintegrierter Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien gewinnt das systemische Zusammenspiel zwischen Gebäuden und mit der Energieinfrastruktur an Bedeutung. Dies gilt sowohl für hochverdichtete Stadtteile [...] als auch für ländliche Regionen, wo die dezentrale Nutzung lokal und zeitweise verfügbarer erneuerbarer Energien die Verteilnetze entlasten kann" (Seite 23 in [3]). Damit erkennt auch Deutschland die Notwendigkeit, klimaneutrale Stadtteile zu entwickeln, die sich positiv auf die übergeordneten Energiesysteme auswirken. Das europäische PED-Ziel wurde in Deutschland jedoch noch nicht als eigenständiges Konzept übernommen, stattdessen wurde das allgemeine Ziel der CO2- oder Klimaneutralität in Stadtteilen verfolgt. Dadurch ist auch unklar, ob es sich um vergleichbare Ansätze unter unterschiedlichen Bezeichnungen oder um unterschiedliche Konzepte handelt. Es besteht daher die Notwendigkeit, die Kompatibilität der Konzepte für die Entwicklung nachhaltiger Quartiere in Deutschland und anderen europäischen Ländern zu prüfen und gegebenenfalls zu harmonisieren, um gemeinsam eine möglichst effiziente, schnelle und erfolgreiche Verbreitung klimaneutraler Quartiere zu erreichen.
Derzeit gibt es keine passende englische Übersetzung für den Begriff PED. Der Begriff "Plusenergiequartier" würde seine Anwendbarkeit stark einschränken, wenn die Bedeutung von "Plusenergiegebäude" auf die Quartiersebene übertragen würde, da dies bedeuten würde, dass im Quartier mehr Energie erzeugt als verbraucht wird. Dies ist jedoch nur bei einer relativ geringen Energiebedarfsdichte möglich, d. h. in hocheffizienten Gebäuden mit einer geringen Anzahl von Stockwerken und großen Dachflächen. Typische Stadtteile in mittelgroßen und großen Städten mit großen Wohngebäuden, Gewerbe- und Industrieanlagen können dieses Kriterium nur in Ausnahmefällen erfüllen. Nach Ansicht des Projektkonsortiums sollte der PED-Status jedoch für alle Stadtteile erreichbar sein, wenn sie hinsichtlich ihrer baulichen Gestaltung, Bevölkerungsdichte und Nutzung hocheffizient sind, einen großen Teil ihres vorhandenen lokalen Potenzials an erneuerbaren Energien nutzen und über ein intelligentes Energiesystem mit Sektorkopplung, Speicherung und intelligentem Energiemanagement verfügen, um für das vorgelagerte Stromnetz so nützlich wie möglich zu sein.
Das Projekt PED-urban hatte zum Ziel, die theoretischen Grundlagen für PEDs zu entwickeln, diese in der praktischen Entwicklung eines klimaneutralen Quartiers zu demonstrieren und so ihre praktische Eignung zu testen. PED-urban konzentriert sich daher auf die Fragen, welches Energiesystem ein Quartier nutzen kann, um die zu definierenden PED-Kriterien optimal zu erfüllen, und wie dies effizient geplant, umgesetzt und betrieben werden kann. Zu diesem Zweck werden Methoden und Werkzeuge für die Energiekonzeptentwicklung und digitale Planung sowie für den optimierten Betrieb und die Überwachung weiterentwickelt und im praktischen Einsatz evaluiert.
Im Rahmen des Projekts erhält ein Quartier wissenschaftliche Unterstützung und Beratung bei seiner Energieentwicklung, um im Sinne eines PED zu einem klimaneutralen Quartier zu werden. Zur Verbesserung der Quartiersplanung werden fortschrittliche Planungsmethoden eingesetzt. Im Sinne eines Reallabors werden Rückmeldungen von Projektentwicklerinnen (kommunal und privat), Energieversorgern, Grundstückseigentümerinnen, Nutzern und Anwohnerinnen genutzt, um die Definitionen, Methoden und Instrumente zu optimieren und praxisgerecht zu gestalten. Das Projekt zielt darauf ab, zu zeigen, inwieweit das PED-Konzept für Quartiere ein praktisches und hilfreiches Ziel darstellt, und allgemeine Empfehlungen für die Umsetzung und den optimierten Betrieb von PEDs in Quartieren zu geben.
Der Demonstrations Quartier ist der Stadtteil Waldsee in Freiburg, ein typischer bestehender Stadtteil einer mittelgroßen Stadt, der hauptsächlich aus Wohngebäuden besteht. Die Stadt Freiburg hat sich zum Ziel gesetzt, den Stadtteil Waldsee zu einem klimaneutralen Stadtteil zu entwickeln. Ein Schwerpunkt der Aktivitäten der Stadt liegt auf der Information und Motivation von Gebäudeeigentümern und Bewohnern. Das Projekt PED-urban ergänzt diese Initiative durch detaillierte Energieplanung und sozialwissenschaftliche Unterstützung.