Ein integrales Energie- und Stoffstrommodell als Grundlage zur Bewertung einer nachhaltigen Entwicklung urbaner Systeme

PrytullaDipl. -Ing. Michael Prytula

TU Berlin, Fachgebiet Gebäudetechnik und Entwerfen
Michael.Prytula@TU-Berlin.de     www.urbaner-metabolismus.de
Betreuer: Prof. Claus Steffan, TU Berlin, Fachgebiet Gebäudetechnik und Entwerfen
Prof. Dr. Ekhart Hahn, TU Dortmund

Vorindustrielle Städte hatten eine starke Wechselbeziehung mit dem Umland. In symbiotischer
Beziehung bezogen Städte ihre Subsistenzgüter aus der sie umgebenden Region und gaben mit
ihren Abfallprodukten wichtige Nährstoffe in den Produktionsprozess zurück. Die Funktionalität und
das Wachstum der Städte waren in erster Linie durch die Verfügbarkeit und Produktivität der
Landnutzungssysteme bestimmt. Die Nutzung von fossilen Energieträgern und Kunstdüngern
sowie moderne Verkehrs- und Infrastruktursysteme führten zu einer Unterbrechung der Stoffkreisläufe
und der funktionalen Stadt-Land-Beziehungen. Sie ermöglichten eine weit gehende Entkopplung
von der Flächenlimitierung.
Die Funktionsfähigkeit moderner urbaner Systeme hingegen ist derzeit von der kontinuierlichen
Versorgung mit fossilen Energieträgern abhängig. Im Mittelpunkt meiner Arbeit steht die Frage, wie
städtische Agglomerationen mit einer relativ hohen Bevölkerungsdichte nachhaltig mit Subsistenzgütern
versorgt werden können. Eine Voraussetzung hierfür ist die vollständige Energieversorgung
durch Erneuerbare Energiesysteme.
Ausgehend von einer ganzheitlichen Betrachtung des urbanen Ressourcenhaushalts entwickele
ich ein Modell, das die Zusammenhänge von Energiebedarf und Siedlungsstrukturen beschreibt.
Hierfür eignet sich als Forschungsansatz die Analyse von Stadtstrukturtypen, die sich durch
Eigenschaften wie Bautypologie, baualtersbedingte Konstruktionen, gebäude- und stadttechnische
Infrastrukturen zur Wärmeversorgung, Energiekennwerte und Bewohnerdichte charakterisieren
lassen.
Für ausgewählte Stadtstrukturtypen untersuche ich den Flächenbedarf zur Bereitstellung von Nahrungs-
und Futtermitteln (somatische Energie) sowie andere, für das Funktionieren urbaner Systeme
notwendigen Energieflüsse (extrasomatische Energie). Eine gemeinsame Betrachtung somatischer
und extrasomatischer Energie ist bedeutsam, weil beide zumindest partiell über Landnutzungssysteme
bereitgestellt werden und somit um die begrenzte Ressource Fläche konkurrieren.
Als Messgröße entwickele ich einen Flächenindikator, der diese Abhängigkeiten integral abbildet.
Im Gegensatz zur herkömmlich verwendeten Methodik zur Ermittlung des Ökologischen Fußabdrucks
kommt in meiner Arbeit eine raum-zeitliche Betrachtung von Ressourcenbereitstellung und
Ressourcennutzung vor.
Das Ziel der Untersuchung ist, anhand verschiedener Szenarien Aussagen über die Auswirkungen
verschiedener infrastruktureller Entwicklungspfade auf den zukünftigen Bedarf an Energieträgern
aus Erneuerbaren Energien und deren Flächenwirksamkeit abzuleiten. Diese Untersuchungen
werden exemplarisch am Beispiel der Region Berlin-Brandenburg durchgeführt.

Prytula, Michael (2012): Ein integrales Energie- und Stoffstrommodell als Grundlage zur Bewertung einer nachhaltigen Entwicklung urbaner Systeme. Berlin
Download: http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2012/3356/

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