Auf dem Gelände der ehemaligen Schiffsbauversuchsanstalt hat der Hamburger Contracting-Dienstleister FRANK ein nachhaltiges und hocheffizientes Energiekonzept umgesetzt.

 

Auf dem Gelände der ehemaligen Schiffsbauversuchsanstalt im Hamburger Stadtteil Barmbek sind 149 Wohnungen mit einer Bruttogeschossfläche von 20.000 Quadratmetern im KfW-„Effizienzhaus 40“-Standard errichtet worden. Diese werden mittels hocheffizienter Anlagen und regenerativer Energie mit Strom und Wärme versorgt. Zusätzlich sind Tiefgaragenstellplätze mit der nötigen Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität ausgestattet worden. Das Versorgungskonzept im Hamburger Quartier „helling“ zeigt dabei eindrucksvoll auf, wie Sektorenkopplung sowie die Nutzung verschiedener nachhaltiger Wärmequellen in der Praxis wirtschaftlich umgesetzt werden kann.

Die „FRANK Ecoenergy GmbH“ betreibt die Versorgungsanlagen und liefert Mieterstrom und Wärme an die Bewohnerinnen und Bewohner. Der Contractingdienstleister Frank Ecoenergy hat die Erzeugungsanlagen im Jahr 2022 mit Projektpartnern umgesetzt, die ersten Wohnungen wurden zur Heizperiode 2022/2023 beliefert. Die Vertragslaufzeit beträgt 20 Jahre via Energieliefer-Contracting.

Eine Besonderheit bei der Erzeugung stellt die Wärmequelle Abwasser dar in diesem Projekt. Ein Abwasserwärmetauscher und eine Wärmepumpe sind die zentralen Elemente der Wärmeerzeugung. Die Erzeuger stellen dabei Strom und Wärme entsprechend der Nachfrage bereit. Durch die Installation eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) und Photovoltaikanlagen auf den Dächern wird das Quartier netzdienlich.
 
Das Versorgungskonzept für das Quartier besteht aus einer zentralen Wärmeversorgungsanlage. Eine regelbare Elektrowärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 119 kW übernimmt in der Heizperiode die Grundlast der Wärmerversorgung im Wohnquartier, deckt in der Übergangszeit die Heizlast und unterstützt in den Sommermonaten die Warmwasserbereitung. Ein Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 22 kW und einer thermischen von 51,2 kW ist ganzjährig in Betrieb. Die Spitzenlasten fängt ein Spitzenlastkessel mit 30 kW ab. „Der Anteil der Wärmepumpe, des BHKW und des Spitzenlastkessel an der Wärmeerzeugung für das Quartier beträgt jeweils etwa 44 Prozent, 49 Prozent und 7 Prozent“, erklärt Benedikt Leidorf, Abteilungsleiter Wärme- und Energiedienstleistungen bei Frank Ecoenergy.

Die Dächer wurden zudem mit Photovoltaikanlagen ausgestattet und begrünt. Ein Vorteil dieser Kombination von Modulen und Begrünung ist laut dem Contractor, dass sich damit auch die Effizienz der PV-Anlagen um bis zu 5 Prozent erhöht. Durch die Installation des BHKWs und der Photovoltaikanlagen wird das Quartier netzdienlich, da flexibel Strom bereitgestellt oder verbraucht werden kann.

Ist etwa im Sommer viel Solarstrom im Netz geht die Wärmepumpe in Betrieb, um die Wärme für die Warmwasserbereitung zu liefern und verbraucht Strom. Ist allerdings im Sommer gerade wenig regenerativer Strom im Netz, erzeugt das BHKW und die PV-Anlage Strom und Wärme. Wenn im Quartier 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. Als Brennstoff für das BHKW und den Spitzenlastkessel wird Erdgas verwendet. Die CO2-Emissionen des im BHKW und Spitzenlastkessels genutzten Erdgas wird über einen freiwilligen Emissionsausgleich mittels hochwertiger Klimaschutzzertifikate vollständig kompensiert, so Frank Ecoenergy.

Der erzeugte Strom des BHKW sowie der PV-Anlage (190 kWp) wird sowohl als Antriebsenergie für die Wärmepumpe genutzt, als auch als Mieter-/Quartiersstrom im Objekt vermarktet. Der erzeugte Strom wird von Frank als Mieterstrom vermarktet. Die Patizipationsquote der Bewohnerinnen und Bewohner liegt laut dem Contractingdienstleister bei rund 97 Prozent. Von den 86 Tiefgaragenstellplätzen sind beispielsweise 64 elektrifiziert. Überschuss wird in das Netz der allgemeinen Versorgung eingespeist.

Eine weitere Besonderheit besteht auf der Wärmeseite: In diesem Projekt kommt Hamburgs derzeit längster Abwasserwärmetauscher zum Einsatz, berichtet der Contractor. Um die Wärme aus dem Abwasser zu gewinnen, wurde im vorhandenen Abwasserkanal ein Wärmetauscher-System mit einer Gesamtlänge von 106 Metern und einer überströmten Wärmetauscherfläche von 64 Quadratmetern installiert. Die Abwasserwärmetauscher sind doppelschalige Druckbehälter aus Edelstahl, die von einem Heizwasserkreislauf durchströmt werden. Fließt Abwasser über den Wärmetauscher, wird die darin enthaltene Wärme auf das Heizwasser übertragen. Dieses strömt zu einer Wärmepumpe, die die enthaltene Wärme auf die benötigte Vorlauftemperatur der Heizung anhebt. Die Installation der Wärmetauscher hat der Energieversorger Hamburg Energie umgesetzt.

Das Schmutzwasser weist in der Kanalisation − je nach Jahreszeit − zwischen 18 und 22 Grad Celsius auf. Damit ist Abwasser eine stetige Energiequelle mit einem relativ hohen Temperaturniveau. Die Versorgungstemperatur liegt in Helling ganzjährig bei maximal 54 Grad Celsius an der Übergabestation. Da die Temperatur unter 60 Grad liegt, wurden zur Warmwasserbereitung dezentrale Frischwasserstation in den einzelnen Einheiten vorgesehen.

Die Gesamtinvestitionen belaufen sich auf rund eine Million Euro.