QGIS in der Energiewende

Digitale Geodaten von Gelände- und Umweltdaten bis hin zu Flurstücksdaten sind aus der Energiewende nicht mehr wegzudenken. Ob bei der Planung neuer Wind- und Solaranlagen, beim Netzausbau (z.B. SuedLink), der Trassenplanung oder bei der kommunalen Wärmeplanung: Sie bilden die Grundlage für viele räumliche Fragestellungen, wie z.B. Welche Flächen eignen sich für erneuerbare Energien und welche Flurstücke sind betroffen? Wo liegen hohe Wärmebedarfe und nutzbare Potenziale? Welche Trassenkorridore beim Netzausbau kommen für neue Stromleitungen infrage?

Gründe für QGIS

Das Geoinformationssystem QGIS wird von einer wachsenden Anzahl von Akteuren in der Windkraftbranche eingesetzt. Es eignet sich aus vielen Gründen sehr gut für die Planungsprozesse rund um Suche, Analyse, Genehmigung, Bau und Verwaltung von Windkraftanlagen.

• Open Source: Die Software ist quelloffen und kostenfrei, sodass keine Lizenzgebühren anfallen. Sie steht Einzelpersonen, Unternehmen und Behörden sofort zur Verfügung. Da der Quellcode öffentlich zugänglich ist, sind Nutzer unabhängig von einzelnen Softwareanbietern. Zudem entwickelt eine große Community die Software stetig weiter.

• Flexibilität (Plugins): Der Funktionsumfang von QGIS lässt sich durch zahlreiche Plugins gezielt erweitern. Sollte eine Planungsfirma beispielsweise eine ganz spezifische Funktion in QGIS benötigen, die noch nicht existiert, könnte Sie jederzeit für die eigenen Mitarbeiter:innen ein eigenes Plugin entwickeln oder es bei einem Dienstleister beauftragen. 

• Interoperabilität: QGIS unterstützt zahlreiche Datenformate und vermutlich alle Geodatenformate auf dem Markt. Es kann über 100 verschiedene Vektor- und Rasterformate lesen, bearbeiten, konvertieren und exportieren. Webdienste lassen sich ebenfalls nahtlos einbinden, sodass auf eine Vielzahl von Hintergrundkarten direkt im QGIS-Projekt zurückgegriffen werden kann.

• Kompatibilität mit PostGIS: QGIS ist perfekt kompatibel mit PostGIS, einer Open Source Geodatenbank, die professionelles, zentrales Datenmanagement und Mehrbenutzerumgebung ermöglicht.

Darüberhinaus erledigt QGIS zuverlässig klassische Aufgaben eines Geographischen Informationssystems wie andere proprietäre Geoinformationssysteme: 

• Automatisierung: Wiederkehrende Arbeitsschritte können mit dem Graphical Modeler automatisiert werden. 

• Analyse: Unterschiedliche Geodaten wie Gebäude, Straßen, Schutzgebiete oder Höhenmodelle können in einem Projekt kombiniert und bei Bedarf miteinander verschnitten werden.

• Darstellung: Im Layoutmodus von QGIS können State-of-the-Art Karten erstellt werden. Bewährte Kartenlayouts (z.B. mit eigenem Firmenstempel) können als Vorlage gespeichert werden, sodass sie beim nächsten Mal zeitsparend eingesetzt werden können.

Anwendungsbereiche von QGIS in der Energiewende

QGIS kann in vielen Bereichen der Energiewende eingesetzt werden. Je nach Aufgabe lassen sich unterschiedliche Geodaten zusammenführen, analysieren und für Planung, Bewertung und Dokumentation aufbereiten.

Windenergieplanung

• Potenzial- und Weißflächenanalyse

• Detail- und Infrastrukturplanung

• Umwelt-, Immissions- und Genehmigungsplanung

• Betrieb, Flächenmanagement und Repowering

Solarenergieplanung

• Potenzial- und Freiflächenanalyse

• Verschattungs- und Einstrahlungsanalyse

• Infrastruktur-, Netzanschluss- und Umweltplanung

• Betrieb und Anlagenmanagement

Stromnetzausbau und Trassenplanung

• Trassenkorridor- und Variantenanalyse (z. B. SuedLink, SuedOstLink, A-Nord) 

• Geländeanalysen

• Standort-, Infrastruktur- und Genehmigungsplanung

• Leitungs- und Netzdokumentation

Kommunale Wärmeplanung

• Wärmebedarfs- und Bestandsanalyse

• Wärmequellen- und Potenzialanalyse

• Wärmenetz- und Versorgungsplanung

• Gebietseinteilung, Szenarien und Fortschreibung

Typische QGIS-Werkzeuge und Funktionen in der Energiewende

Für diese unterschiedlichen Bereiche stehen in QGIS zahlreiche Werkzeuge und Funktionen zur räumlichen Analyse und Datenverarbeitung zur Verfügung und können unabhängig vom jeweiligen Anwendungsbereich eingesetzt werden.

• Puffer: Erstellt Bereiche mit einem festgelegten Abstand um räumliche Objekte (Punkte, Linien oder Flächen).

• Verschneidung (Intersection): Ermittelt die Bereiche, in denen sich verschiedene Layer räumlich überlagern.

• Räumliche Verknüpfung: Verknüpft Attribute verschiedener Layer anhand ihrer räumlichen Beziehung.

• Automatisierung: Modelle mit dem Graphical Modeler und Python-Skripte ermöglichen es, mehrere Verarbeitungsschritte zu einem wiederverwendbaren Workflow zu kombinieren.

• Aggregation: Fasst räumliche Objekte und ihre Eigenschaften nach bestimmten Kriterien zusammen.

• Rasterrechner: Ermöglicht Berechnungen auf Grundlage von Rasterwerten.

• Raster- und Geländeanalysen: Umfassen Werkzeuge zur Auswertung von Höhendaten, beispielsweise Neigung, Exposition oder Schummerung. Höhenprofile zeigen den Höhenverlauf entlang einer ausgewählten Linie im Gelände.

• Layer-Symbolisierung: Kategorisierte, abgestufte oder regelbasierte Darstellungen ermöglichen die Visualisierung räumlicher Daten.

• Heatmap: Berechnet aus Punktdaten (z.B. Messungen) mithilfe von Interpolationsmethoden ein Raster zur Darstellung räumlicher Dichten.

• Sichtbarkeitsanalyse: Zeigt, welche Bereiche von einem bestimmten Standort aus sichtbar sind und welche durch das Gelände verdeckt werden.

Fazit

QGIS ist ein flexibles und vielseitiges Werkzeug für die Energiewende. Mit seinen Analysewerkzeugen und Erweiterungsmöglichkeiten unterstützt es Planer:innen bei unterschiedlichen Aufgaben – von der Flächenanalyse für Wind- und Solarenergie über den Stromnetzausbau und die Trassenplanung bis hin zur kommunalen Wärmeplanung.