Mit Wärmewerk im Stadtteil zukunftstauglich werden

Ökowärme für Altona? Lange wurde der Beitrag der fossilen Wärmeenergie zum gesamten CO2-Ausstoß bei der Energiewende zu wenig beachtet. Erst heute setzt sich das Bewusstsein durch, dass es im „Wärmebereich“ ebensolcher Anstrengungen bedarf wie beim Strom, um eine umfassende Energiewende hinzubekommen.

Nach jahrzehntelanger Monopolisierung der Energiewirtschaft organisieren Bürger*innen und Kommunen ihre Energieversorgung wieder zunehmend selbst. So hat KEBAP eine Kultur-Energie-Genossenschaft Altona (KEGA) gegründet. Durch den Erwerb von Genossenschaftsanteilen werden Bürger*innen aktive Teilhaber*innen des Gesamtprojekts und fördern das Gemeinwohl. Die KEGA kann innovativ klimafreundliche Energie produzieren und selbst bestimmen, wie Überschüsse reinvestiert werden sollen. Diese führen zum unmittelbaren Vorteil nicht nur für die Mitglieder, sondern auch für die Allgemeinheit: der Energieteil soll den Kulturteil finanziell durch die Stabilisierung von langfristig günstigen Mieten unterstützen, um damit langfristig Raum für kreative Vielfalt im Stadtteil sicherzustellen.

Das Pilotprojekt KEBAP: Bürger*innen-Energie im Quartier

KEBAP arbeitet mit seinem Konzept einer Energiezentrale im Zwillingsbunker und eines klimafreundlichen Nahwärmenetzes bereits seit mehr als zehn Jahren daran, in Altona ein echtes Vorzeigeprojekt für die Wärmewende in bestehenden Quartieren zu schaffen.

KEBAP war ein aktiver Bündnispartner für die Rekommunalisierung der Hamburger Fernwärme. Seitdem sind die Hamburger Energiewerke (HEnW, vorher Wärme Hamburg) als neuer kommunaler Betreiber ein Partner des KEBAP bei der Realisierung unseres Konzepts. Denn trotz großer Anstrengungen wird das Fernwärmenetz noch für viele Jahre abhängig sein von fossilen und anderen nicht-erneuerbaren Wärmequellen. Daher ist es umso wichtiger, dass Chancen für eine klimafreundliche Wärmeversorgung in Hamburg dort genutzt werden, wo sie sich mit der Einbindung kleiner dezentraler Energiezentralen und Quartierswärmenetzen bieten. KEBAP ist dafür ein Pilotprojekt. Und macht das abstrakte Thema Energieerzeugung in all seinen Facetten erlebbar – für alle und mitten in der Nachbarschaft.

Vorplanungsstudie Energieerzeugungskonzept: Wärmequellen und -mengen (Stand 2021)

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.

Details zum Inhalt der Studie (Stand 2022)

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.

Technische Details (Stand 2022)

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.

Abschlussbericht zur Vorplanungsstudie und Fazit (Stand 2022)

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.

Der nächste Schritt (Stand 2022)

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.

Neuer Partner: GP JOULE (Ende 2022)

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.

Förderungen des BMWK für die Grundwasser-Wärmepumpe und innovative Speichertechnologien (2. Halbjahr 2023)

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.

KEGA und GP JOULE schließen erste Vereinbarungen mit Wärmeabnehmern (2. Halbjahr 2023)

Bäderland, SAGA und altoba unterzeichnen Absichtserklärungen über den Bezug von erneuerbarer Wärme aus dem KulturEnergieBunkerAltonaProjekt (KEBAP). Der Kirchenkreis Hamburg-West/Südholstein steht kurz davor.

Mehr Infos dazu finden sich in der dazugehörigen Pressemitteilung.

Leider noch kein Beginn des hochbaulichen Planungsverfahrens (4. Quartal 2023)

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.

Abschluss der Förderprojekte KEBALAT und KEBAQUA (1. Quartal 2024)

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.

Unsere Partner*innen

KEBAP ist ein Projekt von Bürger*innen, die sich vorwiegend ehrenamtlich für das Projekt engagieren. Gelingen kann unser Projekt nur in Zusammenarbeit mit professionellen Partnern, die uns schon seit Jahren begleiten und unterstützen:

GP JOULE
Die GP JOULE Think ist seit Mitte 2022 der neue umfassende Projektpartner der KEGA eG zur Realisierung des Energiebunkers und des Quartierswärmenetzes.
2009 mit der Überzeugung gegründet, dass 100 Prozent erneuerbare Energieversorgung machbar ist, ist GP JOULE heute ein System-Anbieter für integrierte Energielösungen aus Sonne, Wind und Biomasse sowie ein Partner auf Versorgungsebene für Strom, Wärme, Wasserstoff sowie Elektromobilität.
GP JOULE ist damit ein Pionierunternehmen der Sektorenkopplung. Für die mittelständische Unternehmensgruppe arbeiten rund 500 Menschen in Deutschland, Europa und Nordamerika.

gp-joule.de

Stattbau
Das Hamburger Büro von Stattbau ist unser Partner bei der Projektentwicklung. Mit deren Expertise für Architektur und Stadtentwicklung berät uns Stattbau beim komplexen Umbau des Hochbunkers in einen grünen Energieerzeuger und kulturellen Treffpunkt in Altona.

stattbau-hamburg.de

HAW Hamburg
Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (kurz: HAW Hamburg, bis 2001: Fachhochschule Hamburg) ist die zweitgrößte Hochschule in Hamburg und gehört zu den sieben forschungsorientierten deutschen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften im UAS7-Netzwerk. Seit vielen Jahren arbeitet das KEBAP mit der HAW zusammen. Aspekte des KEBAP sind dabei regelmäßig Themen von Semesterarbeiten, Masterarbeiten, Projektwochen und anderen wissenschaftlichen Formaten. Deren Ergebnisse fließen wiederum in die Konzeptschärfung des KEBAP ein.

HAW Hamburg

Averdung Ingenieure
Das Hamburger Ingenieurs- und Beratungsunternehmen hat 2019 – 2021 für uns eine Vorplanungsstudie für die Realisierung unseres Energiekonzepts erstellt. Das inhabergeführte Unternehmen berät seit mehr als 40 Jahren Unternehmen, Städte und Kommunen in Sachen erneuerbare Energien und Energieeffizienz.

averdung.de

Green Planet Energy (GPE)
Green Planet Energy, eine in Hamburg ansässige Genosenschaft und als Energieversorger mit 100% Fokus auf die EE, hat die KEGA bis Anfang 2022 sowohl finanziell als auch fachlich bei der Erstellung der Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsstudie unterstützt.

green-planet-energy.de

OCF Consulting
OCF Consulting übernahm im Auftrag der KEGA die organisatorische Leitung für die Durchführung der BAFA Studie und organisierte u.a. die regelmäßigen Austauschrunden sowohl intern als auch extern

ocfc.de

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