Nach der detaillierten Erfassung und Visualisierung der Energieflüsse beginne ich mit dem nächsten entscheidenden Schritt auf dem Weg zur Klimaneutralität: der Entwicklung eines individuell angepassten Energiekonzepts, das auf die regenerative und umweltfreundliche Deckung des Energiebedarfs ausgerichtet ist.

Ich berücksichtige dabei nicht nur das bereits erfasste Abwärmepotenzial, sondern auch eine breite Palette von Umweltpotenzialen. Dazu zählen insbesondere Grundwasser, geothermische Potenziale, verfügbare Flächen für Photovoltaik- oder Solaranlagen sowie mögliche Standorte für Luftwärmepumpen.

Anschließend werden die durch Modernisierungen und interne Verbesserungsmaßnahmen erzielbare Einsparungen beziffert und anhand der erforderlichen Investitionskosten auf Sinnhaftigkeit geprüft. Ebenso werden tiefgreifende Maßnahmen, wie die Umstellung auf Flächenheizsysteme oder eine umfassende Sanierung der Wärme- oder Kältebereitstellung bewertet und auf Realisierbarkeit geprüft.

Anschließend untersuche die Einsetzbarkeit der marktverfüglichen Technologien. Hierzu gehören u.a :

• Wärmepumpen (Luft, Sole, Wasser)
• Kollektoren (PV, thermisch, PV-T)
• Elektrische und thermische Speicher
• FreeCooling
• Effiziente Kältemaschinen und Absorptionskältemaschinen
• Anergie-Netze und kalte Nahwärmenetze

Im industriellen Sektor gibt es aufgrund der hohen Innovationsgeschwindigkeit bedeutende Potenziale, insbesondere bei:

• Hochtemperaturwärmepumpen
• Absorptionswärmepumpen zur Aufwertung von Niedertemperatur-Abwärme
• Fresnel-Kollektoren
• Ölfreie Verdichter für die Bereitstellung von Druckluft (hier lassen sich auch Sonderlösungen für höhere Drücke und Temperaturen durch Booster realisieren)
• Kraft-Wärme-Kopplung (Biomasse, Klärgas, u.ä.)

Für einfachere Objekte erfolgt die Bewertung anhand von Kennzahlen oder wissenschaftlicher Literatur. Bei komplexeren Energieversorgungsanlagen ist die Beurteilung aufgrund der spezifischen Konfiguration und der variablen Umweltenergien oder Abwärmequellen herausfordernder.

Im nächsten Schritt wende ich das Prinzip der gemischt-ganzzahligen Optimierung (MILP) an, um mittels dynamischer Investitionsrechnung die ökonomisch und ökologisch optimalste Lösung zu finden. Diese Lösung wird dann in Bezug auf CO₂-Emissionen, Primärenergiebedarf und Investitionskosten mit alternativen Konfigurationen verglichen. Das Ergebnis meiner Untersuchungen ist eine fundierte Empfehlung für den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung.