Die Auszeichnung „BHKW des Jahres“, verliehen von E&M und dem B.KWK, geht in diesem Jahr nach Hamburg. Was die Jury überzeugte, erläutert Claus-Heinrich Stahl*.

 

Auch 2024 standen bei der Wahl zum Blockheizkraftwerk des Jahres elf Kandidaten auf der Liste der Nominierten, die wie jedes Jahr Monat für Monat von E&M in Einzelporträts vorgestellt wurden. Wieder galt es, das „BHKW des Jahres“ durch den Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung (B.KWK) mit einer fünfköpfigen Fachjury zu ermitteln. Aufgrund seines inspirierenden Lösungsansatzes erhält so ein „BHKW des Monats“ noch eine zusätzliche Würdigung.

Verdient hätten sie wohl alle. Jedes Projekt hat seinen ganz besonderen Reiz. Was aber alle Projekte vereint, ist das Prinzip, durch das jeweilige Konzept zur Kraft-Wärme-Kopplung einen wesentlichen Beitrag zur Schonung unserer Ressourcen und Umwelt beizusteuern. Kein Beispiel dieser Hocheffizienztechnologie, um Strom und Wärme kombiniert zu gewinnen, gleicht hier dem anderen. Allein die Bandbreite der elektrischen Leistung reicht von 22 kW bis 104 MW. Gewonnen hat dieses Mal die KWK-Anlage mit der kleinsten elektrischen Leistung. Hier zeigt sich, dass bei der Wahl zum BHKW des Jahres eben natürlich nicht allein die Größe entscheidend ist. Betrachtet wurden vielmehr folgende Kriterien:

• Lösungskonzepte der Anlagenkombination,
• beteiligte Partner,
• Planung,
• technische Ausführung und Betrieb.

Die elf KWK-Anlagen warten auch bei den eingesetzten Brennstoffen mit einem großen Spektrum von Erdgas über Holzgas und Biomethan bis Wasserstoff auf. Im Falle des zuletzt genannten Brennstoffs sogar mit 100 Prozent H2 bei einem der vorgestellten BHKW des Monats, wobei dafür in Deutschland ein bestehendes Erdgas-Blockheizkraftwerk für den Betrieb mit Wasserstoff umgerüstet wurde. Auch andere BHKW leisten Pionierarbeit. Zum Beispiel mit einer innovativen KWK-Anlage, deren System an eingesetzten Luft-Wasser-Wärmepumpen hierzulande vor allem in der Dimension bislang einzigartig ist.
 
Um aus dieser Vielfalt das BHKW des Jahres zu wählen, haben sich die Jurymitglieder mit den Projekten genau auseinandergesetzt, Argumente ausgetauscht und sich schließlich auf das BHKW des Monats vom Oktober 2024 einigen können. Ausgezeichnet wird dieses Jahr ein nachhaltiges und hocheffizientes Energiekonzept, das der Hamburger Contractingdienstleister „FRANK“ auf dem Gelände der ehemaligen Schiffsbauversuchsanstalt umgesetzt hat.

Konzept ist ganzheitlich

Der Ansatz des Energiekonzepts für das neu entstandene Wohnquartier an der Dieselstraße in Barmbek ist dabei wirklich ganzheitlich. Erfolgreich werden hier im Nordosten Hamburgs nicht nur 149 Wohnungen im KfW-„Effizienzhaus 40“-Standard mit einer Bruttogeschossfläche von rund 20.000 Quadratmetern mit Strom und Wärme versorgt. Den Bewohnern stehen zudem zwei Tiefgaragen mit 86 Stellplätzen zur Verfügung, von denen 64 elektrifiziert sind. Frank rüstet diese Stellplätze bei Bedarf mit Ladepunkten aus und betreibt diese. Auch die Verkehrswende in Richtung Elektromobilität wird somit im Konzept berücksichtigt.

Das Energieversorgungskonzept besteht aus einer zentralen Wärmeversorgungsanlage. Eine flexibel regelbare Elektrowärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 119 kW übernimmt in der Heizperiode die Grundlast der Wärmeversorgung, deckt in der Übergangszeit die Heizlast und unterstützt im Sommer die Warmwasserbereitung. Darüber hinaus ist ganzjährig ein Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 22 kW und einer thermischen von 51,2 kW in Betrieb. Die im Winter auftretenden Spitzenlasten werden über einen Spitzenlastkessel mit einer thermischen Leistung von insgesamt 380 kW gedeckt. Zur regenerativen Stromerzeugung sind alle Dachflächen als Solargründächer ausgeführt. Neben der extensiven Dachbegrünung sind zwei Photovoltaikanlagen mit je rund 95 kWp installiert. Ein Vorteil bei der Kombination von Vegetation und Photovoltaik ist die Verdunstungskühlung, welche die Effizienz der PV-Anlage um bis zu 5 Prozent erhöht.
 
Die Elektrowärmepumpe, das BHKW und die Photovoltaikanlage sind so aufeinander abgestimmt, dass die Elektrowärmepumpe überwiegend mit dem im Quartier durch das BHKW und die PV-Anlage produzierten Strom versorgt wird. Durch die Möglichkeit, im Quartier die Wärme bereitzustellen und dabei zusätzlich flexibel Strom zu liefern oder zu verbrauchen, wird das Quartier netzdienlich. Ist zum Beispiel im Sommer viel Solarstrom im Netz, geht die Wärmepumpe für die Warmwasserbereitung in Betrieb und verbraucht Strom.

Ist allerdings im Sommer gerade wenig regenerativer Strom im Netz, erzeugen das BHKW und die PV-Anlage Strom und Wärme. Wenn im Winter viel Wärme benötigt wird, sind Wärmepumpe und BHKW gemeinsam in Betrieb. Die Wärmepumpe arbeitet dann mit dem Strom aus dem BHKW und belastet nicht wie so viele andere Wärmepumpen das Netz.

Durch die Möglichkeit, den vor Ort produzierten Strom als Mieter-/Quartierstrom zu beziehen, steht den Bewohnern somit regionale und preisstabile Energie zur Verfügung. Beim Zusatzstrom handelt es sich um Strom aus 100 Prozent erneuerbaren Energiequellen.

Die CO2-Emissionen des im BHKW und Spitzenlastkessel genutzten Erdgases wird über einen freiwilligen Emissionsausgleich mittels hochwertiger Klimaschutzzertifikate vollständig kompensiert. Bei der Ermittlung des Emissionsfaktors ist diese Kompensation nicht eingeflossen.

Schmutzwasser als Wärmequelle

Wärmequelle für die Wärmepumpe ist das unmittelbar neben dem Baufeld verlaufende Mischwassersiel. Das Schmutzwasser weist beim Austritt aus den Häusern eine mittlere Temperatur von über 25 Grad Celsius auf und hat in der Kanalisation im Jahresdurchschnitt 15 Grad Celsius (Sommer: 18 bis 22 Grad Celsius; Winter: 10 bis 12 Grad Celsius). Das bedeutet, dass es eine stetige und erneuerbare Energiequelle auf einem vergleichsweise hohen Temperaturniveau gibt. In dem vorhandenen Abwasserkanal wurde ein Wärmetauschersystem mit einer Gesamtlänge von 106 Metern und einer überströmten Wärmetauscherfläche von 64 Quadratmetern installiert. Mit dieser Länge ist der Abwasserwärmetauscher der längste seiner Art in der Hansestadt.

Die guten Eigenschaften des Kanals wie etwa eine kontinuierliche Durchströmung von im geringsten Fall (Teilfüllung) 40 l/s und eine Fließgeschwindigkeit von 0,74 m/s ermöglichen eine Entzugsleistung von 165 kW.

Abwasserwärmetauscher und Wärmepumpe sind zentrale Elemente der Wärmeerzeugung und tragen wesentlich zur Effizienz des Systems bei. Das System ist flexibel und passt sich den vorhandenen Bedingungen an, indem es regenerativen Strom und Wärme entsprechend der Nachfrage bereitstellt. So hat das BHKW des Jahres einmal mehr gezeigt, dass es nicht „die“ regenerative Wärmequelle gibt, sondern man bei jedem Projekt nach neuen Möglichkeiten der regenerativen Versorgung suchen muss, und dass meist eine Versorgung aus mehreren Energiequellen die sinnvollste Variante ist.

Das prämierte KWK-Konzept hat die Jury besonders durch folgende Aspekte überzeugt:
1. Das Besondere an dem Projekt ist, dass es ein Quartier nach dem Prinzip einer innovativen KWK-Anlage mit Sektorenkopplung zur Stromnutzung mit Energie versorgt.
2. Durch die Bereitstellung von 64 elektrifizierten Stellplätzen wird gezeigt, dass die Energiewende ganzheitlich mit Elektromobilität betrachtet und dafür auch über den Tellerrand geblickt wird.
3. Das BHKW des Jahres ist zukunftsorientiert, da es dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) mit mehr als 65 Prozent erneuerbarer Wärme entspricht.

* Claus-Heinrich Stahl, Präsident des Bundesverbands Kraft-Wärme-Kopplung

Die Jury des B.KWK

• Claus-Heinrich Stahl (B.KWK)
• Gebhard Gentner (Stadtwerke Schwäbisch Hall)
• David Weiblein (BTB Berlin)
• Marek Preißner (Infracon Infrastruktur Service GmbH & Co. KG, Leipzig)
• Prof. Dr. Bernd Thomas (Hochschule Reutlingen)