Druck-Wärmespeicher für Nahwärme in der Hafencity - enercity Hamburg
Am Georgswerder Damm in Hamburg baute 2020 und 2021 die enercity Contracting Nord GmbH (eCNG), Tochter des fünftgrößten kommunalen Energiedienstleisters Deutschlands, der enercity AG, eine neue Energiezentrale, um CO2-freie industrielle Abwärme aus der Kupferhütte der Aurubis AG für die Wärmeversorgung nutzbar zu machen. Über ein Nahwärmenetz beliefert enercity seine Kunden nun im neu entstehenden Stadtteil HafenCity sowie in Rothenburgsort und Veddel.
Eine Herausforderung war die Notwendigkeit, die stark schwankende Abwärme auf eine einheitliche Temperatur zu bringen und zwischen zu speichern, um sie nutzbar zu machen. Aus diesem Grund hatte die eCNG in der Ausschreibung zwei alternative Speichertypen, drucklos und druckbehaftet, angefragt. Max Straube, als Schwesterunternehmen von Kremsmüller, machte ein entsprechendes Angebot. Nach intensivem Austausch von Kremsmüller, Max Straube und dem Kunden enercity entschied man sich gemeinsam für die Druck-Wärmespeicher-Lösung.
Die Überlegungen dahinter: Bei einem drucklosen Wärmespeicher wäre es schwieriger und im Betrieb auf Dauer teurer, den Druckausgleich zwischen Wärmespeicher und dem unter Druck stehenden Leitungsnetz konstant sicherzustellen. Zur Be- und Entladung des Wärmespeichers wären zudem Elektro-Pumpen notwendig, die laufende Kosten verursachen. Darüber hinaus wäre bei der drucklosen Variante über dem Speichermedium Wasser ein Gas-Puffer erforderlich, beispielsweise aus Stickstoff, denn normale Luft im Kontakt mit Wasser beeinträchtigt die Qualität des Speichermediums und führt in der Folge zu erhöhter Korrosion.
Eine weitere Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts waren 2020, wie überall, die Einschränkungen und Vorschriften mit Beginn der COVID-19-Pandemie. Kremsmüller konnte mit einem passenden Hygienekonzept die Durchführung der Arbeiten problemlos sicherstellen.
Auf dem Gelände der Energiezentrale am Georgswerder Damm unweit der neuen, teilweise noch im Bau befindlichen HafenCity steht nun ein 22 Meter hoher Druck-Wärmespeicher mit gut neun Metern Durchmesser. 1.200 m³ Wasser unter 7,5 bar Überdruck und mit einer Temperatur bis zu 110°C sorgen als Speichermedium nun für eine sichere und gleichmäßige Nahwärme-Versorgung. Mit dem Ausbau der HafenCity und damit zusätzlichen Abnehmern der Wärme sind auch weitere Ausbaustufen des Projekts schon bei der Planung und dem Bau berücksichtigt worden. Während der Speicher in Verbindung mit der Netzpumpenanlage die stark fluktuierende Abwärme nutzbar macht, sorgen zwei Heizkessel mit einer maximalen Gesamtfeuerungswärmeleistung von bis zu 20 MW für die Versorgungssicherheit bei Unterbrechungen der Abwärmelieferung, die sich aufgrund des vorgelagerten Industrieprozesses nicht ganz vermeiden lassen.
Für den Anschluss weiterer Kunden und den weiteren Ausbau der Wärmenetze ist die Energiezentrale gerüstet: Die Anlage wurde so geplant, dass die Gesamtfeuerungswärmeleistung der Heizkesselanlagen auf mehr als 40 MW für die Bereitstellung von Spitzenleistung erweitert wird. Während der Anteil der über das Jahr aus den Heizkesseln bereitgestellten Wärme gering bleibt, können mit dem Ausbau der Spitzenleistung zukünftig noch mehr Gebäude in Hamburg vom Einsatz der CO2 freien industriellen Abwärme profitieren.
Eine weitere Besonderheit beim Projekt: Die Kesselanlage von eCNG kann neben reinem Erdgas auch mit einer Beimischung von bis zu 20% Wasserstoff betrieben werden. Auch wenn Wasserstoff in der Energieversorgung noch ein Zukunftsthema ist, hat man bei Max Straube vorausschauend geplant und die zukunftsweisende Technologie bei der Anlagenprojektierung von vornherein berücksichtigt – unter anderem durch die Auswahl der geeigneten Brennertechnik und zugehöriger Komponenten.
