Die Herausforderung für die Entwicklung eines innovationstreibenden Wärmekonzepts inmitten der Stadt war gewaltig. Denn es galt, innerhalb einer städtischen Infrastruktur mit ganz unterschiedlichen Gebäudetypen eine möglichst nachhaltige Energieversorgung zu realisieren, die oberflächennahe Geothermie eingesetzt und Wärme aus Abwasser nutzt.
Forschungskooperation simuliert Energiebedarfe
Die Stadtwerke Bamberg hatten die Realisierbarkeit des Konzepts im Vorfeld in enger Zusammenarbeit unter anderem mit dem Fraunhofer-Institut IEE und der Otto-Friedrich-Universität Bamberg überprüft. Zusätzlich zu der Energieleistung wurden auch Platzbedarf, Kohlendioxid- und Lärmemissionen ebenso wie die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Wärmeerzeugungsmethoden in den Fokus genommen.
Verlegung von Erdkollektoren im April 2021 © Stadtwerke Bamberg
Die Simulationen zum Energiebedarf in dem neuen Quartier ergaben einen jährlichen Bedarf von rund 10.000.000 Kilowattstunden Heiz- und Warmwasserwärme, 917.000 kWh Kälte und 8.200.000 kWh Strom. Allein aus dieser genauen Prognose und der gemeinsamen Betrachtung künftiger Bedarfe in den Sektoren Strom und Wärme ergibt sich ein enormer ökologischer Nutzen des Projekts, da die Dimensionierung der Anlagen effizient auf den tatsächlichen, langfristigen Bedarf angepasst wird.
Wärme 4.0 als Blaupause für die moderne Stadtentwicklung
Realisiert wird ein kaltes Nahwärmenetz, das oberflächennahe Geothermie − Erdkollektoren und Erdsonden − sowie Wärme aus Abwasser für die Wärmeversorgung nutzt. Der Strom für die Wärmepumpen wird mit Hilfe von Photovoltaikanlagen auf den Gründächern der Neubauten erzeugt. Ein intelligentes Speichermanagement und ein Blockheizkraftwerk gleichen tageszeitliche Produktionsschwankungen aus. Die saisonale Speicherung von Überschuss- und Abwärme aus den Sommermonaten erfolgt mittels Erdwärmesonden sowie Erdwärmekollektoren, die unter den neuen Gebäuden entstehen.
Verlegung von Erdkollektoren im April 2021 © Stadtwerke Bamberg
Um auch die denkmalgeschützten Gebäude adäquat mit Wärme zu versorgen, wird der Lagarde-Campus und das System an das bestehende städtische Wärmenetz gekoppelt. Damit kann zukünftige Überschusswärme, die auf Lagarde erneuerbar produziert wird, in den umliegenden Stadtteilen verwendet werden.
Das Herzstück des Energiesystems ist die die Energiezentrale. Dort befinden sich Blockheizkraftwerk, Energiespeicher, Pumpen, Fernwärmetechnik und die intelligente Steuerung.
Projektdaten „Auf einen Blick“:
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Standort: Lagarde-Campus, Bamberg
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Versorgungsgebiet: Bamberg, 20 ha, nach städtebaulichem Konzept entstehen auf Lagarde etwa 60.000 m² Gewerbeflächen
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Jährlicher Wärmebedarf: 10.000.000 Kilowattstunden Heiz- und Warmwasserwärme; 917.000 kWh Kälte und 8.200.000 kWh Strom
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Leistung: 4.500 kWth; 70 % des Wärmebedarfs werden mit erneuerbaren Energien gedeckt.
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Technologie(n): Oberflächennahe Geothermie, Abwasserwärme, saisonale Speicherung kaltes Netz
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Speichergröße(n): 170 m³ Pufferspeicher für BHKW; Insgesamt 22.000 m² Erdkollektorfelder, davon sind etwa 11.000 m² unter Gebäuden, die als Speicher dienen. Die restlichen 11.000 m² in der Freifläche, die sich selbständig durch Sonne, Regen und Grundwasser regenerieren. Zusätzlich 55 Sonden auf dem sog. Kulturplatz, die als Speicher dienen
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Besonderheiten: z.B. „Nah-/ Fernwärme-netz, CO2-neutral“: Kaltes Nahwärmenetz kombiniert mit Fern-wärmenetz (zur Versorgung der denkmalgeschützten Altbauten), PV-Strom zur Versorgung der Wärmepumpen, CO2-neutral
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Bau- oder Projektzeit: Planung: 2018 bis 2019; Bauzeit: 2020 bis 2023
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Investition: 18 Mio. Euro
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Konsortialprojektpartner: Machbarkeitsstudie: FraunhoferInstitut IEE, dem Nürnberger Ingenieurbüro BUILD.ING Consultants und der Otto-Friedrich-Universität Bamberg