Weltweit erstes ultraeffizientes Gewerbegebiet

Quelle: Evonik Industries AG

Weltweit erstes ultraeffizientes Gewerbegebiet

Ohne Abfall, Abwasser und Abluft: Das Konzept für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Gewerbegebiet steht. Wissenschaftler der drei Fraunhofer-Institute IPA, IAO und IGB haben es gemeinsam mit der Stadt Rheinfelden (Baden) und den ansässigen Unternehmen erarbeitet. Es sieht vor, alternative Energiequellen anzuzapfen, vorhandene Synergien besser zu nutzen und Kreisläufe zu schließen.

Lesezeit ca. 5 Minuten

Während das Schweizer Rheinfelden schon im Hochmittelalter das Stadtrecht verliehen bekam, dauerte es auf der deutschen Rheinseite noch bis zur Wende zum 20. Jahrhundert, ehe überhaupt die Voraussetzung für eine größere Siedlung erfüllt war. Erst nachdem 1898 das Laufwasserkraftwerk fertiggestellt war, ließen sich in dessen Nachbarschaft energieintensive Industriebetriebe nieder und erste Arbeiterwohnungen entstanden. Das deutsche Rheinfelden war geboren.

Das Laufwasserkraftwerk ist bis heute in Betrieb und könnte die Stadtentwicklung auch in Zukunft beeinflussen. Denn zusammen mit mehreren Blockheizkraftwerken und einigen Photovoltaik-Anlagen produziert es bisweilen mehr Strom als Stadt und Industrie verbrauchen. »Anstatt den Überschussstrom wie bisher ins Netz einzuspeisen oder einfach die Turbinen abzuschalten, könnte er künftig im gesamten Stadtgebiet Ladesäulen für Elektrofahrzeuge mit Energie versorgen«, regt Ivan Bogdanov an. Gemeinsam mit seinen Kollegen von der Abteilung Effizienzsysteme am Fraunhofer IPA und weiteren Wissenschaftlern von den beiden Fraunhofer-Instituten IAO und IGB hat Bogdanov monatelang das Industriegebiet am östlichen Stadtrand und ein Gewerbegebiet im Stadtteil Herten unter die Lupe genommen und überlegt, wie sich Abfall, Abwasser und Abluft möglichst ganz vermeiden lassen.

In enger Zusammenarbeit mit der Stadt und den ansässigen Unternehmen ist so das Konzept für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Industriegebiet entstanden. Es enthält viele praxisnahe Ansätze und deckt alle fünf Handlungsfelder der Ultraeffizienz ab (siehe Kasten).

Viele Maßnahmenempfehlungen zur Steigerung der Gesamteffizienz des Standorts zielen darauf ab, alternative Energiequellen anzuzapfen, vorhandene Synergien besser zu nutzen und Kreisläufe zu schließen. Denn der Abfall des einen ist der Rohstoff des anderen.

Immer wieder knüpft das Konzept der Forscher an Bestehendes an. So könnte das Leitungsnetz, über das mehrere Industriebetriebe im Osten der Stadt Wasserstoff austauschen, künftig auch Wasserstofftankstellen im Stadtgebiet versorgen. Sie könnten dann Autos und Lastwagen mit Brennstoffzellen-Antrieb betanken.

Die fünf Handlungsfelder der Ultraeffizienz

  1. Material – Ressourcenschonend wirtschaften, Stoffkreisläufe schließen und so viele Reststoffe wie möglich weiterverwerten
  2. Energie – Regenerative Energiequellen erschließen, Überschussenergie speichern oder andernorts sinnvoll verwenden
  3. Emissionen – Abfall, Abwasser, Abluft und Lärm möglichst komplett vermeiden
  4. Mensch/Personal – Arbeitswege kurz halten, flexible, kooperative Arbeitszeitmodelle etablieren, soziale Einrichtungen in Gewerbegebiete integrieren
  5. Organisation – Dienstleistungen und Infrastruktur unternehmensübergreifend gemeinsam nutzen

Dachgewächshäuser auf Fabrikgebäuden

Auch für Kunststoffe könnte es bald einen geschlossenen, lokalen Kreislauf geben: Ein Hersteller von Kunststoffgranulaten in Rheinfelden könnte künftig den Kunststoffabfall von benachbarten Unternehmen verwerten, anstatt wie bisher Primärrohstoffe von weit her zu beziehen. Ein Medizintechnik-Unternehmen im Stadtteil Herten könnte diese Granulate verwenden, anstatt sie weiterhin überregional zu beschaffen.

Und die Abwärme aus der Chemie-Industrie, mit der die Stadt bisher ihre Schulen und bald auch Bäder beheizt, könnte in Zukunft die Temperatur in Dachgewächshäusern nachts und im Winter konstant halten. Sie könnten auf bestehenden Fabrikgebäuden errichtet werden und damit auch zur Steigerung der Flächeneffizienz des Standortes beitragen. Ein Teil der CO₂-Emissionen, die am Standort anfallen, könnte in die Dachgewächshäuser eingeleitet werden, um das Pflanzenwachstum anzuregen.

Ladesäule im Stadtgebiet (Quelle: Stadt Rheinfelden (Baden))

Mit Obst und Gemüse aus den Dachgewächshäusern könnte Rheinfelden wenigstens einen Teil des eigenen Bedarfs decken. Der Lieferverkehr auf den Straßen würde sich verringern und damit auch die Emissionen. Einen Teil der verbleibenden Schadstoffe – Feinstaub, CO2 und Stickoxide – könnten begrünte Fassaden aus der Luft filtern. Auch hier würde sich ein Stoffkreislauf schließen, denn Stickoxide wirken als Düngemittel. Obendrein würde die vertikale Bepflanzung das städtische Mikroklima regulieren, Insekten als Rückzugsort dienen und manch triste Werkhalle zieren.

Um den Straßenverkehr weiter zu reduzieren, schlagen die Forscher um Bogdanov eine lokale Online-Plattform für Mitfahrgelegenheiten vor. Sie wäre auf die gestaffelten Ablösezeiten der Werke abgestimmt, die in Rheinfelden bereits heute unternehmensübergreifend geregelt sind, und stünde nur den Mitarbeitern ansässiger Firmen offen. Parallel dazu sollen, wenn es nach dem Willen der lokalen Wirtschaft geht, die regionalen Zuschüsse für den öffentlichen Nahverkehr angehoben werden.

Für die Stadt Rheinfelden (Baden) haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der drei Fraunhofer-Inistitute IPA, IAO und IGB diese potenziellen Stoffkreisläufe ermittelt. (Grafik: Fraunhofer-Gesellschaft)

Zentrale Dienstleistungen gemeinsam nutzen

Aber nicht nur die Berufspendler, sondern auch die Stadt und ansässige Unternehmen könnten vorhandene Ressourcen künftig gemeinschaftlich nutzen. »Neben den gemeinschaftlich genutzten Tanklagern für Schwefelsäure, Natronlauge und Ammoniak, könnte auch die Logistik unternehmensübergreifend organisiert werden«, sagt Bogdanov. Denkbar sei etwa die Zusammenlegung bestehender Fuhrparks oder ein zentraler Logistikdienstleister, dessen Fahrzeuge alle ansässigen Firmen in Anspruch nehmen.

Eine gemeinsame Feuerwehr gibt es bereits, ebenso eine gemeinschaftlich genutzte Kindertagesstätte im Stadtteil Herten. Im Osten der Stadt steht eine Betriebskantine auch Mitarbeitern anderer Firmen offen. Weitere könnten folgen. Die Fraunhofer-Forscher schlagen außerdem vor, Rechenzentren zusammenzulegen. Auch Energie- und Umweltmanager, Arbeits- und Brandschutzbeauftragte, Reinigungsdienste und Gärtner könnten sich die ansässigen Unternehmen künftig teilen. Benachbarte Firmen könnten künftig Veranstaltungen und Feste gemeinschaftlich organisieren und ausrichten. Das senkt die Kosten und den Planungsaufwand für alle Beteiligten.

Umsetzung auf eigene Rechnung

Um einen geeigneten Standort für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Gewerbegebiet zu finden, hatten die Wissenschaftler um Bogdanov im Frühjahr 2018 einen Wettbewerb ausgerufen. Bis Ende Juni desselben Jahres waren elf Bewerbungen baden-württembergischer Kommunen und Unternehmen eingegangen, die allesamt Effizienz- und Effektivitätsmaßnahmen in Industrie- und Gewerbegebieten planten oder sogar schon umsetzten. Bei der Endausscheidung im Oktober 2018 setzte sich die Stadt Rheinfelden (Baden) gegen den Gewerbepark Breisgau südlich von Bad Krozingen und den Industriepark Nagold Gäu durch.

Gewerbegebiet Herten-West. (Quelle: Wirtschaftsförderung Rheinfelden (Baden))

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg hat die Konzepterstellung im Rahmen des Forschungsprojektes »Ultraeffizienzfabrik – Symbiotischverlustfreie Produktion im urbanen Umfeld« mit rund 250 000 Euro gefördert. Umsetzen müssen die Stadt Rheinfelden (Baden) und die ansässigen Unternehmen das Konzept aber auf eigene Rechnung.

Ihr Ansprechpartner

M.Sc. Ekrem Köse

Leiter der Gruppe Industrielle Wärme- und Kälteversorgung
Telefon: +49 711 970-3624

Quelle: Evonik Industries AG

Weltweit erstes ultraeffizientes Gewerbegebiet

Ohne Abfall, Abwasser und Abluft: Das Konzept für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Gewerbegebiet steht. Wissenschaftler der drei Fraunhofer-Institute IPA, IAO und IGB haben es gemeinsam mit der Stadt Rheinfelden (Baden) und den ansässigen Unternehmen erarbeitet. Es sieht vor, alternative Energiequellen anzuzapfen, vorhandene Synergien besser zu nutzen und Kreisläufe zu schließen.

Lesezeit ca. 5 Minuten

Während das Schweizer Rheinfelden schon im Hochmittelalter das Stadtrecht verliehen bekam, dauerte es auf der deutschen Rheinseite noch bis zur Wende zum 20. Jahrhundert, ehe überhaupt die Voraussetzung für eine größere Siedlung erfüllt war. Erst nachdem 1898 das Laufwasserkraftwerk fertiggestellt war, ließen sich in dessen Nachbarschaft energieintensive Industriebetriebe nieder und erste Arbeiterwohnungen entstanden. Das deutsche Rheinfelden war geboren.

Das Laufwasserkraftwerk ist bis heute in Betrieb und könnte die Stadtentwicklung auch in Zukunft beeinflussen. Denn zusammen mit mehreren Blockheizkraftwerken und einigen Photovoltaik-Anlagen produziert es bisweilen mehr Strom als Stadt und Industrie verbrauchen. »Anstatt den Überschussstrom wie bisher ins Netz einzuspeisen oder einfach die Turbinen abzuschalten, könnte er künftig im gesamten Stadtgebiet Ladesäulen für Elektrofahrzeuge mit Energie versorgen«, regt Ivan Bogdanov an. Gemeinsam mit seinen Kollegen von der Abteilung Effizienzsysteme am Fraunhofer IPA und weiteren Wissenschaftlern von den beiden Fraunhofer-Instituten IAO und IGB hat Bogdanov monatelang das Industriegebiet am östlichen Stadtrand und ein Gewerbegebiet im Stadtteil Herten unter die Lupe genommen und überlegt, wie sich Abfall, Abwasser und Abluft möglichst ganz vermeiden lassen.

In enger Zusammenarbeit mit der Stadt und den ansässigen Unternehmen ist so das Konzept für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Industriegebiet entstanden. Es enthält viele praxisnahe Ansätze und deckt alle fünf Handlungsfelder der Ultraeffizienz ab (siehe Kasten).

Viele Maßnahmenempfehlungen zur Steigerung der Gesamteffizienz des Standorts zielen darauf ab, alternative Energiequellen anzuzapfen, vorhandene Synergien besser zu nutzen und Kreisläufe zu schließen. Denn der Abfall des einen ist der Rohstoff des anderen.

Immer wieder knüpft das Konzept der Forscher an Bestehendes an. So könnte das Leitungsnetz, über das mehrere Industriebetriebe im Osten der Stadt Wasserstoff austauschen, künftig auch Wasserstofftankstellen im Stadtgebiet versorgen. Sie könnten dann Autos und Lastwagen mit Brennstoffzellen-Antrieb betanken.

Die fünf Handlungsfelder der Ultraeffizienz

  1. Material – Ressourcenschonend wirtschaften, Stoffkreisläufe schließen und so viele Reststoffe wie möglich weiterverwerten
  2. Energie – Regenerative Energiequellen erschließen, Überschussenergie speichern oder andernorts sinnvoll verwenden
  3. Emissionen – Abfall, Abwasser, Abluft und Lärm möglichst komplett vermeiden
  4. Mensch/Personal – Arbeitswege kurz halten, flexible, kooperative Arbeitszeitmodelle etablieren, soziale Einrichtungen in Gewerbegebiete integrieren
  5. Organisation – Dienstleistungen und Infrastruktur unternehmensübergreifend gemeinsam nutzen

Dachgewächshäuser auf Fabrikgebäuden

Auch für Kunststoffe könnte es bald einen geschlossenen, lokalen Kreislauf geben: Ein Hersteller von Kunststoffgranulaten in Rheinfelden könnte künftig den Kunststoffabfall von benachbarten Unternehmen verwerten, anstatt wie bisher Primärrohstoffe von weit her zu beziehen. Ein Medizintechnik-Unternehmen im Stadtteil Herten könnte diese Granulate verwenden, anstatt sie weiterhin überregional zu beschaffen.

Und die Abwärme aus der Chemie-Industrie, mit der die Stadt bisher ihre Schulen und bald auch Bäder beheizt, könnte in Zukunft die Temperatur in Dachgewächshäusern nachts und im Winter konstant halten. Sie könnten auf bestehenden Fabrikgebäuden errichtet werden und damit auch zur Steigerung der Flächeneffizienz des Standortes beitragen. Ein Teil der CO₂-Emissionen, die am Standort anfallen, könnte in die Dachgewächshäuser eingeleitet werden, um das Pflanzenwachstum anzuregen.

Ladesäule im Stadtgebiet (Quelle: Stadt Rheinfelden (Baden))

Mit Obst und Gemüse aus den Dachgewächshäusern könnte Rheinfelden wenigstens einen Teil des eigenen Bedarfs decken. Der Lieferverkehr auf den Straßen würde sich verringern und damit auch die Emissionen. Einen Teil der verbleibenden Schadstoffe – Feinstaub, CO2 und Stickoxide – könnten begrünte Fassaden aus der Luft filtern. Auch hier würde sich ein Stoffkreislauf schließen, denn Stickoxide wirken als Düngemittel. Obendrein würde die vertikale Bepflanzung das städtische Mikroklima regulieren, Insekten als Rückzugsort dienen und manch triste Werkhalle zieren.

Um den Straßenverkehr weiter zu reduzieren, schlagen die Forscher um Bogdanov eine lokale Online-Plattform für Mitfahrgelegenheiten vor. Sie wäre auf die gestaffelten Ablösezeiten der Werke abgestimmt, die in Rheinfelden bereits heute unternehmensübergreifend geregelt sind, und stünde nur den Mitarbeitern ansässiger Firmen offen. Parallel dazu sollen, wenn es nach dem Willen der lokalen Wirtschaft geht, die regionalen Zuschüsse für den öffentlichen Nahverkehr angehoben werden.

Für die Stadt Rheinfelden (Baden) haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der drei Fraunhofer-Inistitute IPA, IAO und IGB diese potenziellen Stoffkreisläufe ermittelt. (Grafik: Fraunhofer-Gesellschaft)

Zentrale Dienstleistungen gemeinsam nutzen

Aber nicht nur die Berufspendler, sondern auch die Stadt und ansässige Unternehmen könnten vorhandene Ressourcen künftig gemeinschaftlich nutzen. »Neben den gemeinschaftlich genutzten Tanklagern für Schwefelsäure, Natronlauge und Ammoniak, könnte auch die Logistik unternehmensübergreifend organisiert werden«, sagt Bogdanov. Denkbar sei etwa die Zusammenlegung bestehender Fuhrparks oder ein zentraler Logistikdienstleister, dessen Fahrzeuge alle ansässigen Firmen in Anspruch nehmen.

Eine gemeinsame Feuerwehr gibt es bereits, ebenso eine gemeinschaftlich genutzte Kindertagesstätte im Stadtteil Herten. Im Osten der Stadt steht eine Betriebskantine auch Mitarbeitern anderer Firmen offen. Weitere könnten folgen. Die Fraunhofer-Forscher schlagen außerdem vor, Rechenzentren zusammenzulegen. Auch Energie- und Umweltmanager, Arbeits- und Brandschutzbeauftragte, Reinigungsdienste und Gärtner könnten sich die ansässigen Unternehmen künftig teilen. Benachbarte Firmen könnten künftig Veranstaltungen und Feste gemeinschaftlich organisieren und ausrichten. Das senkt die Kosten und den Planungsaufwand für alle Beteiligten.

Umsetzung auf eigene Rechnung

Um einen geeigneten Standort für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Gewerbegebiet zu finden, hatten die Wissenschaftler um Bogdanov im Frühjahr 2018 einen Wettbewerb ausgerufen. Bis Ende Juni desselben Jahres waren elf Bewerbungen baden-württembergischer Kommunen und Unternehmen eingegangen, die allesamt Effizienz- und Effektivitätsmaßnahmen in Industrie- und Gewerbegebieten planten oder sogar schon umsetzten. Bei der Endausscheidung im Oktober 2018 setzte sich die Stadt Rheinfelden (Baden) gegen den Gewerbepark Breisgau südlich von Bad Krozingen und den Industriepark Nagold Gäu durch.

Gewerbegebiet Herten-West. (Quelle: Wirtschaftsförderung Rheinfelden (Baden))

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg hat die Konzepterstellung im Rahmen des Forschungsprojektes »Ultraeffizienzfabrik – Symbiotischverlustfreie Produktion im urbanen Umfeld« mit rund 250 000 Euro gefördert. Umsetzen müssen die Stadt Rheinfelden (Baden) und die ansässigen Unternehmen das Konzept aber auf eigene Rechnung.

Ihr Ansprechpartner

M.Sc. Ekrem Köse

Leiter der Gruppe Industrielle Wärme- und Kälteversorgung
Telefon: +49 711 970-3624