Lagarde 4.0

Zukunftsweisende Wärme- und Energieversorgung für ein neues Stadtviertel

Mit einer Fläche von 20 Hektar ist das Lagarde-Quartier im Bamberger Osten eines der größten innerstädtischen Infrastrukturprojekte Deutschlands. Wo bis zum Jahr 2014 die US Army stationiert war, sollen in den kommenden Jahren bezahlbarer Wohnraum für 1.000 Menschen entstehen und Flächen für Gewerbe, Dienstleistungen, Kultur und soziale Einrichtungen geschaffen werden. Die Stadtwerke entwickeln das zukunftsweisende Strom-, Wärme- und Mobilitätskonzept.

Machbarkeitsstudie

Eine Machbarkeitsstudie hat die Realsisierbarkeit einer integrierten Lösung für eine umweltfreundliche, bedarfsgerechte und zukunftssichere Quartiersversorgung analysiert. Sie wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 480.000 Euro im Rahmen des Programms „Modellvorhaben Wärmenetzsysteme 4.0“ gefördert.

Vorgabe ist, dass mindestens 50 Prozent der Wärme regenerativ – und am besten vor Ort – erzeugt werden; nur zur Abdeckung von Spitzen und Absicherung der Versorgung soll das in der Nähe liegende Fernwärmenetz eingesetzt werden.

Arbeitsteilung

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)

Das Institut hat den Wärme- und Kühlbedarf der künftigen Verbraucher auf dem Campus simuliert und dabei künftige Klimaveränderungen bereits einberechnet.

„Die möglichst genaue Vorhersage sowie die gemeinsame Betrachtung zukünftiger Bedarfe in den Sektoren Strom und Wärme ist für die Abschätzung der Größenordnung der Anlagen essenziell und für eine zukunftweisende Energieversorgung in Quartieren wesentlich“, erklärt Jan Kaiser vom Fraunhofer-Institut.

10000

MWh Wärme

917

MWh Kälte

8200

kWh Strom

Potenzialanalyse Wärmequellen

BUILD.ING Consultants + Innovators GmbH

Das Ingenieurbüro hat die Wärmeerzeugungsmethoden aus unterschiedlichen Umweltenergien (Erde, Luft, Ab- bzw. Trinkwasser) sowie die Nutzung von Abwärme aus industriellen Prozessen, die Stromerzeugung über Photovoltaik- und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen sowie die Speicherung von Strom mittels Power-to-Gas und Wärmespeicherung in der Erde nach verschiedenen Kriterien bewertet. Im Fokus standen dabei z. B. die Energieausbeute, der Platzbedarf sowie CO2- und Lärmemission, aber auch die Wirtschaftlichkeit.

Otto-Friedrich-Universität Bamberg

"Es ist uns wichtig, vorab die Bedarfe zu erfassen und die Akzeptanz für unterschiedliche Optionen zu prüfen. So besteht die Chance, die Projektplanungen auf die Lebensentwürfe der unterschiedlichen Gruppen im Quartier auszurichten. Idealerweise kann dadurch letztlich ein aktives Viertel mit gemeinsamer Identität entstehen." Prof. Dr. Astrid Schütz.

Um sicherzustellen, dass die entwickelten Lösungen nicht an dem Bedarf der zukünftigen Nutzer des Lagarde-Quartiers vorbeigehen, hat die Universität Bamberg unter Prof. Dr. Astrid Schütz mit ihrem Forschungsteam eine Umfrage durchgeführt. Im Ergebnis stößt das Wärmekonzept auf hohe Akzeptanz – vorausgesetzt die Energiekosten bleiben bezahlbar und sozialverträglich.

Zu den Details und Ergebnissen der Studie

Wärmeversorgungskonzept Lagarde

Strom- und Wärmegewinnung aus erneuerbaren Energien werden miteinander gekoppelt, überschüssige Energie gespeichert und über eine Vernetzung sämtlicher Gebäude- und Anlagentechnik effizient genutzt. 

So funktioniert's:

Das Quartier wird vorwiegend durch Abwärme zusammen mit Erdwärme, die beide durch Wärmepumpen nutzbar gemacht werden versorgt. Die Wärmepumpen werden fast ausschließlich mit Strom betrieben aus Photovoltaikanlagen auf den Dächern der Gebäude versorgt. Über das Betriebsnetz kann überschüssiger PV-Strom im Sommer über eine Power-to-Gas Anlage im Erdgasnetz umgewandelt und zwischengespeichert werden. Im Winter wird dieses Gas dann mit Hilfe eines Blockheizkraftwerks wieder in Wärme und Betriebsstrom für die Wärmepumpen verfügbar gemacht. Diese Stromflüsse erfolgen über  ein eigenes Betriebsnetz (gelb), um das Konzept wirtschaftlich zu halten. Die notwendige höher temperierte Wärme für Bestandsgebäude wird über das sog. warme Netz (rot) verteilt. Um den Anteil des direkt verbrauchten PV-Stroms in den Wärmepumpen zu erhöhen, wird dieser in den Gebäuden selbst auch noch mit Batterien gespeichert sog. Tagesspeicher. Alle Formen von Abwärme aus Abwasser oder gewerblicher Tätigkeit und auch sommerliche Überschusswärme wird über das sog. kalte Netz (blau) den Wärmepumpen zur Verfügung gestellt, im Erdreich zur Regeneration verwendet oder über Sondenbohrungen in größere Tiefen im Erdreich gespeichert. 

Das kostet die Wärme

12 Cent pro kWh

Sonnenstrom und Erdwärme sind unabhängig von Börsenpreisen und Marktschwankungen. Daher können wir heute schon einen Wärmepreis für die nächsten 10 Jahre festlegen: er wird bei etwa 12 Cent pro kWh liegen. In diesem Preis sind Fix-Kosten für Erschließung der Umwelt- und Abwärme, die Hausanschlüsse sowie die technischen Anlagen in den Gebäuden enthalten, es handelt sich also um sogenannte Vollkosten. Zusätzliche Kosten und Aufwand, der sonst für die Anschaffung der Heizungsanlage, regelmäßige Wartungen, Schornsteinfeger und Abgasmessungen entstehen, entfallen komplett. Die Wärme kommt einfach aus der Leitung.

Das Konsortium

Fraunhofer-Institut (IEE)

Insititut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE), Kassel

  • Berechnung der Wärme- und Kühlbedarfe
  • Auslegung großer Wärmespeicher
  • Technische Bewertung der Trinkwarmwassersysteme.
  • Betrachtung sektorkoppelnder Systeme, die das Zusammenspiel des Strom- und Wärmenetzes sowie der Elektromobilität wesentlich verbessern sollen.

 

Otto-Friedrich-Universität

Lehrstuhl für Persönlichkeitspsychologie und Psychologische Diagnostik, Personal- und Sozialpsychologie, Bamberg

  • Erfassung der Bedarfe und Akzeptanz für unterschiedliche Optionen zu prüfen, um die Projektplanungen auf die Lebensentwürfe der unterschiedlichen Gruppen im Quartier auszurichten
BUILD.ING

Consultants + Innovators GmbH (BCI), Nürnberg

  • Erarbeitung der Bewerbungsunterlagen für eine geförderte Machbarkeitsstudie (Modul I) im Rahmen der Förderbekanntmachung „Wärmenetzsysteme 4.0“
  • Analyse der unterschiedlichen Versorgungskonzeptvarianten für die inhaltliche Koordination der Machbarkeitsstudie 
Stefan Loskarn
Ihr Ansprechpartner

Stefan Loskarn

0951 77-6144
stefan.loskarn(at)stadtwerke-bamberg(dot)de