KEBAP hat von 2019 – 2021 im Rahmen einer Bundesförderung ein ökologisch anspruchsvolles und trotzdem wirtschaftliches Erzeugungskonzept für ein „Wärmenetz 4.0“ entwickelt. Im Energieteil des Bunkers sollen Wärme und Strom mit einem modularen System erzeugt werden, in dem alle Erzeuger mit einem großen Wärmespeicher gekoppelt werden.

Ziel war es, ein technisch und wirtschaftlich tragfähiges Konzept zu erarbeiten, um ab 2025 an potentielle Abnehmer zuverlässig eine Quartierswärme mit einem hohen Anteil an EE-Wärme zu wirtschaftlich konkurrenzfähigen Konditionen liefern zu können. Die Kosten für die Durchführung der Studie i.H.v. ca. 235.000 Euro wurden zu 60% vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) in dem Förderprogramm „Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (Wärmenetzsysteme 4.0)“ gefördert. Die restlichen 40% stammen aus Eigenmitteln der KEGA eG und unseres damaligen Projektpartners Green Planet Energy eG.

Mit der organisatorischen Projektleitung und inhaltlich begleitend über die Durchführung der Studie beauftragt war die Our Common Future Consulting (Hamburg). Die inhaltliche Bearbeitung wurde durch die Averdung Ingenieure & Berater GmbH (Hamburg) durchgeführt. Ebenso inhaltlich eingebunden war die STATTBAU HAMBURG GmbH, was die baufachliche Betreuung betrifft.

In der Gesamtschau der Parameter (s.unten) wurde eine Basisvariante erarbeitet, die hohe Anteile erneuerbarer Energien erreicht und sich auf eine Abnehmer*innenstruktur nördlich der Louise-Schröder-Straße fokussiert. Gedeckt wird der Wärmebedarf in dieser Basisvariante zu großen Teilen (Grundlast) über eine Luft- sowie eine Grundwasserwärmepumpe, die um ein (kleines) Holzvergaser-BHKW für die Temperaturanhebung, die Nutzung des Fernwärme-Rücklaufs sowie eine Spitzenlasterzeugung aus Biogas- und (heimischem) Bioöl-Kessel ergänzt werden.

Diese Basisvariante wurde in der Detailstudie genauer untersucht und der vorläufige Trassenverlauf, die wichtigsten Ankerkund*innen sowie die zu erwartenden Investitionskosten bestimmt. Es wurden verschiedene Szenarien untersucht, um die möglichen Risiken des Projekts abzuschätzen. Die Gesamtinvestitionskosten in die Energiezentrale inklusive baulicher Planungskosten betragen nach den Ergebnissen der Studie ca. 11  Mio. €. Davon entfallen ca. 2 Mio. € auf die Errichtung der Wärmenetzstruktur.

Kann die Basisvariante wie in der Studie herausgearbeitet und untersucht realisiert werden, können bereits mit Beginn der Wärmelieferung voraussichtlich ca. 82 % der Wärme aus regenerativen Wärmequellen bereitgestellt werden.

In einem ersten Schritt wurden die Möglichkeiten der Bereitstellung erneuerbarer Energien am Standort beleuchtet. Dies umfasste zunächst die Ermittlung von Solarthermie-, Geothermie-, Luftwärme- und  Abwasserwärmepotenzialen. Innerhalb der Geothermiepotenziale ergab sich insbesondere ein interessantes Grundwasserwärmepotenzial, das die Bereitstellung großer Mengen erneuerbarer Energie in einem urbanen Kontext ermöglichen könnte. Ergänzt wurde die Potenzialermittlung um die Möglichkeiten feuerungsbasierter Wärmeerzeugung. Hier wurden erdgas- sowie holzbasierte Kraftwärmekopplung und Spitzenlastkessel betrachtet. Ein Saisonalspeicher (Aquifer-, Erdbecken- oder Behälterspeicher) ist unter den gegebenen Bedingungen (Hydrologie, Geologie, urbaner Kontext) technisch und wirtschaftlich herausfordernd, darüber hinaus ist durch die hohe sommerliche Grundlast eine saisonale Wärmespeicherung nicht erforderlich. Die hohe sommerliche Grundlast entsteht durch das benachbarte Festlandbad, das einen bedeutenden Ankerkunden für das Wärmenetz darstellt. Mit allen avisierten Abnehmer*innen wurden im Projektverlauf mehrfach Gespräche geführt, um technische Rahmenbedingungen, Preiskorridore und Ansprüche an die Nachhaltigkeit der Wärmelieferung zu klären.

In einem zweiten Schritt wurden verschiedene Ausbauvarianten des Wärmenetzes nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten verglichen und im Zusammenhang mit den Förderbedingungen des Wärmenetze-4.0-Förderprogramms sowie des nachfolgenden künftigen BEW (Bundesförderprogramm Erneuerbare Wärme) beurteilt. Denn grundsätzlich ist festzuhalten, dass ohne eine entsprechende Förderung ein Quartierswärmenetz wie von KEBAP geplant mit besonders geringen Treibhausgas (THG)-Emissionen immer noch wirtschaftliche Nachteile gegenüber der klassischen (Hamburger) Fernwärme (mit einem vergleichsweise hohen Anteil an fossiler Wärmeerzeugung) oder auch Gaskesseln in einzelnen Gebäuden aufweist.

Als sogenannte Grundlasterzeuger für mehr als 70% der Jahreswärmemenge dienen eine Luft-Wärmepumpe und eine Grundwasser-Wärmepumpe. Ergänzt werden die Wärmepumpen durch ein Holzgas-Blockheizkraftwerk (BHKW) auf Basis regionaler Holz-Reststoffe, dessen Abwärme für die benötigten Temperaturen sorgt und ca. 12% der jährlichen Gesamtwärmemenge bereit stellt. Die Holzvergasertechnologie erfordert einen höheren Planungs- und Investitionsaufwand, es entstehen jedoch erheblich weniger Feinstaub und Emissionen als bei einer konventionellen Holzfeuerung bei gleichzeitig höheren Wirkungsgraden. KEBAP reduziert damit den Einsatz der Biomasse zur Energieerzeugung auf das technisch notwendige Maß, denn die Umweltverträglichkeit mit der direkten Nachbarschaft und die Nachhaltigkeit der eingesetzten Energieträger stehen im Vordergrund.

Als zusätzliche Wärmequelle dient der Rücklauf des Fernwärmenetzes. Die Temperaturen im Rücklauf reichen nicht mehr für die direkte Versorgung von Gebäuden. Durch die KEBAP-Energiezentrale kann diese „Restwärme“ jedoch einen Beitrag zum Quartierswärmenetz leisten. Solarthermische Anlagen auf dem Bunkerdach wie auch auf den Dächern umliegender Gebäude runden zusammen mit einem Spitzenlastkessel, der auch als Reserve dient, das Erzeugungskonzept ab.

Stand 2021 plant KEBAP die Erzeugung einer Wärmemenge von ca. 10 GWh im Jahresverlauf, die in das Quartierswärmenetz eingespeist werden soll. Davon sollen ca. 60% der Versorgung eines öffentlichen Schwimmbads und einer Schule mit Sporthalle dienen. Mit den anderen 40% möchte KEBAP ca. 1.000 Haushalte in Bestandswohngebäuden mit klimafreundlicher Heizwärme und Warmwasser versorgen.

Am 16.1.2022 wurde der Abschlussbericht der 2jährigen Arbeiten im Rahmen des BAFA-Förderprogramms für ein „KEBAP Wärmenetz 4.0“ bei der BAFA eingereicht. Das Ziel eines überwiegend aus EE gespeisten Quartierswärmenetzes mit konkurrenzfähigen Wärmelieferkosten für die potentiellen Abnehmer läßt sich realisieren. Damit stellt diese Studie bzw. das entworfene, geprüfte und durchkalkulierte Konzept für unser Projekt einen großen Wurf dar.

Aufbauend auf der Studie wird nun die Aufstellung eines Businessplans der künftigen Projektgesellschaft für den Bau und Betrieb der KEBAP Energiezentrale erfolgen. Parallel werden sowohl die organisatorischen Strukturen für die Gründung dieser Projektgesellschaft geschaffen als auch zusammen mit der BUKEA als zuständige Behörde das Prozedere geklärt, wie die inzwischen bereitgestellten Mittel aus dem Investiven Quartiersfonds für die vorlaufenden hochbaulichen Planungen der Energiezentrale für die KEGA eG bereitgestellt werden können.

Mit dem Angriffskrieg Rußlands hat sich 2022 die Welt verändert. Auch die Energiemärkte waren und sind davon betroffen worden. Auch wenn der Krieg die Notwendigkeit einer noch schnelleren Energiewende einmal mehr verdeutlich hat, führte die Situation 2022 dazu, daß sich unter bisheriger Projektentwicklungspartner GPE aus dem KEBAP zurückziehen mußte.

KEBAP hat anschließend aus der Not eine Tugend gemacht und bei der Suche nach einem neuen Realisierungspartner den Fokus auf den Bereich der Projektentwickler gelegt. D.h. auf Unternehmen, die qua ihres Unternehmenszwecks sich direkt mit der Umsetzung von Projekten beschäftigen und entsprechende Expertise mitbringen.

Mit unserem neuen Wunschpartner GP JOULE https://www.gp-joule.de haben wir in den vergangenen Monaten entsprechende Gespräche geführt und Vereinbarungen getroffen. Die Gründung der gemeinsamen Projektgesellschaft ist vorbereitet und soll im 1. Quartal 2023 stattfinden.

Im Juli hat das Bundeswirtschaftsministerium (BMWK) zwei Förderanträge für die Erstellung von zwei Machbarkeitsstudien bewilligt, die das KEBAP bzw. unser Energiekonzept betreffen:

KEBALAT:
Die KEGA hat Ende Februar 203 zusammen mit GP JOULE und PCM Energy eine Projektskizze als Förderantrag unter dem Förderaufruf „Klimaneutrale Wärme und Kälte“ – Mikroprojekte beim 7. Energieforschungsprogramm des BMWK eingereicht. Im Rahmen des Mikroprojekts soll am Beispiel der Projektplanung die Machbarkeit und das Potential von Latentwärmespeichern für die leitungsgebundene Wärmeversorgung eines städtischen Quartiers analysiert und in Vergleich zu einem konventionellen Druckwasserspeicher gesetzt werden. Laufzeit des Mikroprojekts, das die Erstellung einer Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsstudie umfaßt, ist bis Januar 2024 geplant.

KEBAQUA:
Das Quartiersprojekt KEBAP und die Wasserexperten von CONSULAQUA haben im Frühjahr ihre Zusammenarbeit vereinbart. Dafür wollen beide gemeinsam das Potenzial der im Grundwasser gespeicherten Wärme in Tiefen bis zu 400m in Hamburg erkunden.
Als ersten Schritt der Zusammenarbeit hatten CONSULAQUA und die KulturEnergieGenossenschaftAltona (KEGA) eG Ende Februar einen Förderantrag im 7. Energieforschungsprogramm des BMWK eingereicht. Ziel des Förderantrags ist die Erstellung einer Studie als Nachweis der technischen Machbarkeit und der Genehmigungsfähigkeit der Nutzung von versalzenem und eisenhaltigem Grundwasser der Oberen Braunkohlensande als Wärmequelle für Wärmepumpen am Beispiel des KEBAP Quartiers-Wärmenetzes.

Nach der Bewilligung auch dieses Förderantrags läuft die Arbeit im KEBAQUA parallel zu der Arbeit im KEBALAT.

Bereits im November 2021 erhielt das KEBAP eine Förderzusage i.H.v. 540.000 Euro aus dem Investiven Quartiersfonds. Bestimmt sind die Mittel für die hochbaulichen Vorplanungen des Kulturbunkers und der Energiezentrale, die wir aus Eigenmitteln i.H.v. 120.000 Euro ergänzen.
Leider liegt KEBAP bis Ende Dezember 2023 immer noch nicht der Zuwendungsbescheid vor. Deswegen konnten wir auch noch nicht mit dem Verfahren beginnen. Siehe dazu auch unsere Pressemitteilung vom 5.10.2023

Neben einem Vorbild für eines der innovativsten Projekte der urbanen Wärmwende ist KEBAP damit auch (leider) ein Vorbild für die lähmende Bürokratie.

(update Oktober 2024: es gibt gute Nachrichten)

Im Juli 2023 hatte das Bundeswirtschaftsministerium (BMWK) zwei Förderanträge für die Erstellung von zwei Machbarkeitsstudien bewilligt, die das KEBAP bzw. unser Energiekonzept betreffen.

Beide Projekte wurden Ende Februar 2024 abgeschlossen und die Machbarkeitsstudien erstellt.
Die jeweiligen Untersuchungen führten zum positiven Ergebnissen.

Konkret bedeutet dies, dass sich die bisherigen Annahmen zu einer geothermischen Nutzung des Grundwassers im Bereich des Bunkers positiv bestätigt haben (Projekt KEBAQUA) und KEBAP damit die nächsten Schritte zur Realisierung der üblichen und sinnvollen Explorationsbohrungen und Pumpversuche gehen wird. Das besondere daran ist, daß diese Bohrungen bzw. die damit verbundenen Messungen und Erkundungen nicht nur für KEBAP wichtig sind, sondern für den gesamten norddeutschen Raum. Es mangelt nämlich bisher an Erkenntnissen im Bereich der oberflächennahen Geothermie in Tiefen zwischen 50 – 150 m, da aufgrund des enormen Aufwands bisher in Deutschland, speziell in Norddeutschland keine entsprechenden Projekte realisiert wurden. KEBAP ist an der Stelle (erneut) Pionier und es ist unser Selbstverstädnis, hier zu einem allgemeinen Erkenntnisgewinn für die Wärmewende beizutragen.

Im KEBALAT hat die Analyse der Technologie allgemein und der Machbarkeit für den Einsatz im KEBAP-Bunker gezeigt, dass Latentwärmespeicher (LWS) nicht nur eine technisch gleichwertig einsetzbare Alternative zu konventionellen Warmwasserspeichern (WWS) darstellen, sondern diesen in Nutzen, Flexibilität und Zukunftsorientierung überlegen sind. Das liegt an der annähernd doppelt so großen Speicherdichte bei gleicher (flexibel aufteilbarer) Fläche. Dem stehen heute noch erheblich höhere Investitionskosten für die Technik entgegen. Es hängt daher einerseits von der Einzelfallprüfung ab, ob dies durch bauliche Einsparungen kompensiert werden kann. Andererseits ist es entscheidend, wirtschaftliche Demonstrationsprojekte zu unterstützen, um eine Zunahme der Produktion zu fördern und damit eine Kostendegression in Gang zu setzen.

Im Rahmen der vorlaufenden hochbaulichen Planungen wird KEBAP daher auch eine Variante mit einem LWS durchplanen mit erwarteten erheblichen Einsparungen bei den für einen üblichen WWS benötigten Abbrucharbeiten.

Am 30.10. haben die CONSULAQUA GmbH und die KEGA eG die gemeinsame Projektskizze “KEBAWAG” beim 8. Energieforschungsprogramm für angewandte Energieforschung des BMWK eingereicht. Vorausgegangen ist eine intensive Bearbeitungsphase, die ihren Anfang bereits 2021 mit dem Abschluss der umfangreichen Wärmenetz 4.0 Machbarkeitsstudie für die KEBAP Energiezentrale und das Quartierswärmenetz nahm.

Seitdem hat die KEGA zuerst zwei vertiefende Studien zum Potential der Grundwasser-Wärme unter dem KEBAP Bunker durch die tewag Gmbh (Baden-Württemberg) in 2022 erstellen lassen, und in 2023-2024 nochmals vertiefend im Förderprojekt KEBAQUA zusammen mit der CONSULAQUA GmbH, einer 100% Tocher von Hamburg Wasser und spezialisiert auf die Realisierung besonderer Projekte rund um das Thema Grundwasser und Wasserversorgung.

Auf Basis all dieser Vorarbeiten wurde nun eine Projektskizze eingereicht, deren Leistungsrahmen einen Kostenumfang von 2,2 Mio Euro umfaßt und bei deren Umsetzung der Bau des Förder- und des Schluckbrunnens für die Grundwasser-Nutzung Teil des Projekts ist.

Nun heißt es “Daumen drücken”, dass die Fachleute beim zuständigen Projektträger und im BMWK – Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz – die eingereichte Projektskizze positiv bewerten und uns zum Einreichen des finalen Förderantrags auffordern.

Die Kurzbeschreibung von “KEBAWAG” lautet wie folgt:
Anhand eines Pilotversuchs soll für einen für Norddeutschland typischen oberflächennahen Grundwasserleiter mit erhöhten Eisenkonzentrationen gezeigt werden, dass eine klimaneutrale und effiziente Wärme- und Kälteversorgung mittels einer Brunnendublette in Kombination mit Wärmetauschern und -Wärmepumpen möglich ist.

Das Haupthindernis für eine großräumige geothermische Nutzung flacher Grundwasserleiter in Norddeutschland ist das Verockerungsrisiko für Brunnen und Anlagenkomponenten. Durch den Einsatz unterschiedlicher Technologien soll gezeigt werden, dass die Verockerungsneigung wirkungsvoll unterbunden und ein dauerhafter Betrieb sichergestellt werden kann. Die Umweltauswirkungen einer solchen Wasser-Wasseranlage werden erfasst und fließen in räumlich und zeitlich prognosefähige Modelle ein. Ein erfolgreicher Pilotversuch kann als Blaupause für weitere geothermische Projekte dienen und so zur Erschließung des enormen energetischen Potenzials oberflächennaher Grundwasserleiter dienen. Als Versuchsumgebung dient das KEBAP Quartierswärmeprojekt im zentralen Wohnbezirk Altona mitten in Hamburg mit anzuschließenden Verbrauchern der öffentlichen Daseinsvorsorge (Schwimmbad, Schule, Krankenhaus) als auch mehrgeschossiger Wohnungsbau in privater und kommunaler Trägerschaft. Damit kann die Versuchsumgebung als Referenz für typische Innenstadtquartiere gelten, für die künftig Lösungen für eine möglichst klimafreundliche netzgebundene Wärme- und Kältelieferung gefunden werden müssen. Eine Besonderheit ist dabei, dass dies in Eigenverantwortung eines Bürger-Quartierswärmeprojekts erfolgt. Damit wird die Zivilgesellschaft selber ein Treiber der Energiewende.