Bei den Energie- und Wasserwerken Bautzen leistet Prof. Matthias Kunick erneut einen starken Beitrag für eine ökologische und wirtschaftliche Wärmeversorgung vor Ort.
Die Energie- und Wasserwerke Bautzen (EWB) wurden auf die Kompetenzen der Hochschule Zittau/Görlitz im Bereich der Wärmeversorgung über die Aktivitäten des Transferprojektes Saxony5, Transferfeld Energie, aufmerksam.
Im Mai 2023 schlossen die EWB und die HSZG eine Kooperationsvereinbarung auf dessen Grundlage das Projekt durch Prof. Matthias Kunick geleitet wurde. Mit ihrem Erfahrungsschatz unterstützten die Ingenieure Thomas Gubsch, Martin Herling und Jonas Pfeiffer. Der Fokus der Zusammenarbeit liegt in der Dekarbonisierung des Wärmenetzes. Die beiden Partner bündeln die Praxiserfahrungen der EWB mit dem wissenschaftlichen Blick der HSZG.
In einem ersten Projekt ging es um Methoden zur Entwicklung von Quartierskonzepten für die Wärmebereitstellung auf Basis regenerativer Energien und deren praktische Anwendung. Gegenstand der Untersuchungen waren zwei Stadtquartiere, die als Blaupause für die Entwicklung neuer Konzepte für weitere Siedlungsbereiche dienen sollen.
Bei dem ersten Stadtquartier handelt es sich um 1959 bzw. 1960 entstandene Wohnblöcke, die in den 90er Jahren saniert wurden und mit Gaskesseln beheizt werden. Im zweiten Quartier befinden sich zwischen 1969 und 1973 errichtete Wohnblöcke, die Anfang der 2000er Jahre saniert und durch Fernwärme versorgt werden.
Zu beiden Quartieren wurden die Wärmebedarfe und die Versorgungspotentiale aus regenerativen Energiequellen analysiert und daraus Varianten für eine zukünftige Wärmeversorgung entwickelt. Dabei wurden auch mögliche Sanierungsmaßnahmen an den Gebäudehüllen betrachtet. Für die erarbeiteten Varianten wurden Investitions- und Betriebskosten überschlagen und mögliche Förderungsprogramme aufgezeigt.
Als Ergebnis des Projekts liegt ein Vorgehen für die Entwicklung von Wärmeversorgungskonzepten für die Stadt Bautzen vor. Damit soll die Wärmebereitstellung auf Basis von regenerativen Energiequellen versorgungssicher und gleichzeitig möglichst wirtschaftlich sein. Die Projektergebnisse zeigen, dass dies nur unter Einbeziehung aller möglichen Potentiale, wie beispielsweise Solarenergie (Fotovoltaik bzw. Solarthermie), Biomasse (z.B. Holzpellets oder Biogas), Umwelt- oder Abwärme gelingen kann. Außerdem sind Energieeinsparpotentiale und die für den effizienten Einsatz von Wärmepumpen notwendige Absenkung der Vorlauftemperaturen durch die energetische Sanierung von Wohngebäuden zu untersuchen. Weiterhin muss die Nutzung von Fotovoltaik und Solarthermie, ggf. auch als hybride Lösung, bei entsprechender Flächenverfügbarkeit betrachtet werden. Eine wirtschaftliche und damit auch verbraucherfreundliche Versorgungslösung lässt sich nur durch die ganzheitliche Betrachtung finden.
Für das erste Quartier konnte gezeigt werden, dass die schrittweise Umstellung von Gaskesseln hin zu einer vollständig regenerativen Wärmeversorgung möglich ist. Dies gelingt durch den Einsatz von Luft/Wasser-Wärmepumpen, welche den Gaskesseln vorgeschaltet werden und diese im Laufe der Gebäudesanierung letztlich vollständig ersetzen. Für das zweite Quartier wurde als Alternative zur bestehenden Fernwärmelösung die Nutzung einer Wärmepumpe im Rücklauf des Fernwärmenetzes untersucht. Die damit einhergehende Abkühlung des Rücklaufes führt zu einer Effizienzsteigerung im Fernwärmenetz. Selbstverständlich sind zur Senkung der Wärmeverluste und zur Steigerung der Energieeffizienz auch in der Fernwärmeversorgung die Vorlauftemperaturen zu reduzieren.
Das Forschungsteam der HSZG schlägt der EWB vor, dies durch den hydraulischen Abgleich der Heizungsanlagen in den Gebäuden und durch kostengünstige Maßnahmen zur energetischen Sanierung umzusetzen.
In einem SMWK-Projekt zur "Entwicklung und Erprobung von Methoden und Werkzeugen zur Konzeptionierung nachhaltiger Wärmenetze" arbeitet der Forschungsmitarbeiter Jonas Pfeiffer an einer Software, mit der sich die Bedarfe und Potentiale von Quartieren effizient erfassen und analysieren lassen. Durch die Mitarbeit in konkreten Projekten erhält Herr Pfeiffer Informationen zu den in der Praxis verwendeten technischen und ökonomische Kennzahlen sowie zu den bereitzustellenden Funktionen der Software. Anwender der Software profitieren ihrerseits von den in der Software umgesetzten Methoden und können so in kurzer Zeit Versorgungsvarianten für konkrete Quartiere erarbeiten und diese nach technischen, ökonomischen und ökologischen Kriterien bewerten.
Die Arbeit an den Quartierskonzepten wurde im Transferlabor CELSIUZ umgesetzt. Dort ist im Saxony5-Projekt der "Leitstand" als digitales Hilfsmittel für die kreative Arbeit und den Wissenstransfer entstanden. In ähnlicher Weise sollen sich zukünftig verschiedene Zielgruppen wie beispielsweise Energieversorger, Wohnungsbaugenossenschaften, Energieberater und Bürger am Leitstand im CELSIUZ-Labor über Projekte, Problemstellungen und Lösungsansätze informieren können. Durch Veranstaltungsformate wie der gemeinsam mit der SAENA durchgeführten Veranstaltungsreihe zur kommunalen Wärmeplanung leistet das Projekt Saxony5 und die HSZG einen wichtigen Beitrag zur Wärmewende.
Text: Kristin Sprechert und Prof. Matthias Kunick