Klimafreundliche Wärmeversorgung der Zukunft Intelligente Kopplung von Energieerzeugern, speichern und -verbrauchern

Wie lassen sich Quartiere oder ganze Städte perspektivisch CO₂-neutral mit Wärme versorgen? Eine Antwort auf diese Frage liefert ein Konsortium rund um Hamburg Energie mit dem Projekt „Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg“, kurz IW³.

Dieses Hamburger Zukunftsprojekt ermöglicht eine zuverlässige und bezahlbare Nahwärmeversorgung ohne fossile Energieträger.

„Mit unserem Projekt zeigen wir den Weg auf zu einer dezentralen Wärmeversorgung, die ohne fossile Energien auskommt und das zu sozialverträglichen Preisen“, erläutert Michael Prinz, Geschäftsführer von Hamburg Energie. „Wir haben ein ganzheitliches, innovatives und tragfähiges Konzept zur energieoptimierten Versorgung von städtischen Quartieren entworfen. Es erlaubt in außergewöhnlicher Weise Sektorenkopplung und beinhaltet neue Erzeugungs- als auch Speichertechnologien. Unser Projekt spiegelt die komplexen Anforderungen an die regenerative Energieversorgung von Quartieren wieder, in denen Wohnen, Dienstleistungen, Gewerbe, Infrastrukturen und Mobilität vereint sind.“

Dezentrale Lösungen für energieoptimierte Quartiere

Beim IW³-Konzept geht es darum, unterschiedliche regenerative Energieerzeuger und Speichermöglichkeiten so intelligent mit den Verbrauchern zu koppeln, dass Energie immer dann verfügbar ist, wenn sie benötigt wird – und das zu bezahlbaren Preisen.

Zentraler Bestandteil ist hierbei der lokale Wärme-Marktplatz, auf dem Wärmemengen eingekauft und verkauft werden. Im Zusammenspiel mit einem virtuellen Kraftwerk steuert der Marktplatz die Versorgung innerhalb der Quartiere, indem er die wechselnden Energiebedarfe mit unterschiedlichen Energieverfügbarkeiten effizient miteinander in Einklang bringt. Durch die Bündelung aller Energieerzeuger und Verbraucher ermöglicht der Wärme-Marktplatz eine kosteneffiziente Quartiersversorgung.

Im Fokus des IW³-Projektes steht die regenerative Wärmeversorgung. Neben den vorhandenen regenerativen Erzeugern wie z.B. Solarthermie oder Biomasse, bildet die Nutzung geothermischer Wärme die Basis der zukünftigen Erzeugung. Mittels zusätzlicher Einbindung sektorenübergreifender Technologien wie Wärmepumpen und Power-to-Heat-Anlagen sowie der Verwendung selbst erzeugten erneuerbaren Stroms aus Wind und Photovoltaik, ist perspektivisch eine CO₂-neutrale Versorgung möglich. Um Wärmeüberschüsse des Sommers im Winter nutzen zu können, ist die Errichtung eines saisonalen unterirdischen Aquiferspeichers vorgesehen.

Wilhelmsburg als Vorbild für Energiewende im urbanen Raum

Für die Wärmeversorgung zum Heizen und die Warmwasserbereitung wird in Deutschland nach wie vor sehr viel fossile Energie verwendet. Daher ist hier ein großer Hebel zur Senkung des CO₂-Ausstoßes und somit zur Erreichung der Klimaschutzziele.

Mit IW³ sollen im stark wachsenden Hamburger Stadtteil Wilhelmsburg Wärme, Strom und Mobilität intelligent miteinander gekoppelt werden. Es kommen unterschiedliche bestehende und neue Wärmeerzeugungseinheiten in einem Stadtteil mit zukünftig fast 70.000 Einwohnern zum Einsatz. Das kann als Blaupause für ganze Städte in Deutschland dienen.

Für die Umsetzung des IW³-Projektes kann Hamburg Energie an bestehende Infrastruktur anknüpfen, wie den Energiebunker, der Energie erzeugt, speichert und bedarfsabhängig abgibt. Schon heute betreibt der Energieversorger darüber im Stadtteil Wilhelmsburg ein Nahwärmenetz für 3.000 Haushalte, das sich aus verschiedenen Energiequellen speist und intelligent gesteuert wird.

Neben Hamburg Energie als federführenden Part sind weitere Projektpartner beteiligt: Geothermie Wilhelmsburg GmbH (GTW), VNG AG aus Leipzig, Consulaqua Hamburg mbH, HIC Hamburg Institut Consulting GmbH, Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg und die Christian-Albrechts-Universität (CAU) zu Kiel.

Im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms hat das Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi) für den Zeitraum von 2019 bis 2022 Fördermittel in Höhe von bis zu 100 Millionen Euro pro Jahr für sogenannte „Reallabore der Energiewende“ ausgelobt. Nachdem Hamburg Energie in einem Konsortium mit sechs weiteren Partnern den vorgelagerten Ideenwettbewerb des BMWi für sich entscheiden konnte, bewirbt sich der Verbund mit dem Projekt „IW³ – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg“ nun um Reallabor-Fördergelder.