Abschlussbericht Reallabor: SmartQuart - Smarte Energiequartiere

Abstract

Das Projekt SmartQuart - Smarte Energiequartiere wurde von 2020 bis 2025 als groß angelegtes Verbundvorhaben initiiert, um innovative Lösungen für eine klimaneutrale Energieversorgung auf Quartiersebene zu entwickeln und unter realen Bedingungen zu erproben. Ziel war es, durch die systemische Integration von Energieerzeugung, -speicherung und -verbrauch sektorübergreifend optimierte Energiesysteme zu etablieren und deren Übertragbarkeit auf andere Regionen zu untersuchen. Im Rahmen des Projekts wurden drei modellhafte Quartiere mit unterschiedlichen strukturellen Rahmenbedingungen untersucht: ein elektrisches Quartier in Bedburg, ein urban-digitales Quartier in Essen sowie ein wasserstoffbasiertes Quartier in Kaisersesch. Diese Vielfalt ermöglicht die Analyse skalierbarer Lösungsansätze für unterschiedliche Siedlungstypen – von ländlichen Räumen bis hin zu hochverdichteten urbanen Gebieten. Die Ergebnisse zeigen, dass eine sektorübergreifende Vernetzung von Energiesystemen innerhalb und zwischen Quartieren technisch realisierbar ist und signifikante ökologische sowie ökonomische Vorteile bietet. Insbesondere die intelligente Kopplung dezentraler Erzeugungs- und Verbrauchsstrukturen sowie die Nutzung digitaler Infrastrukturen ermöglichen eine effiziente und flexible Energieversorgung. Gleichzeitig werden bestehende regulatorische und wirtschaftliche Hemmnisse deutlich, insbesondere im Bereich dezentraler Wasserstoffanwendungen. Insgesamt liefert SmartQuart wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung skalierbarer, klimaneutraler Quartierslösungen und zeigt, dass Reallabore einen zentralen Beitrag zur Transformation des Energiesystems leisten können. Die gewonnenen Ergebnisse bilden eine fundierte Grundlage für zukünftige Forschung, politische Gestaltung und praktische Umsetzung der Energiewende auf lokaler und regionaler Ebene. The project SmartQuart - Real-World Laboratories for the Energy Transition was carried out between 2020 and 2025 as a large-scale collaborative initiative aimed at developing and testing innovative solutions for climate-neutral energy supply at the district level. The primary objective was to demonstrate the systemic integration of energy generation, storage, and consumption across sectors, and to assess the transferability of these concepts to other regions. Three representative demonstration districts with different structural characteristics were investigated: an electrically focused district in Bedburg, a digitally integrated urban district in Essen, and a hydrogen-based district in Kaisersesch. This diversity enabled the analysis of scalable solutions for varying settlement types, ranging from rural areas to densely populated urban environments. The results demonstrate that cross-sectoral integration and interconnection of energy systems within and between districts are technically feasible and offer significant ecological and economic benefits. In particular, the intelligent coupling of decentralized generation and consumption structures, supported by digital infrastructures, enables efficient and flexible energy supply. At the same time, the project highlights existing regulatory and economic barriers, especially in the field of decentralized hydrogen applications. Overall, SmartQuart provides valuable insights into the development of scalable, climate-neutral district energy systems and underlines the importance of real-world laboratories as key instruments for advancing the energy transition. The findings contribute to future research, policy development, and the practical implementation of sustainable energy systems at local and regional levels.