Erdwärme für Wilhelmsburg

Integrierte Wärmewende Wilhelmsburg IW³

12.8.2020

Den größten Anteil der CO2-Emissionen im Energiesektor macht die Wärmeversorgung aus. Deswegen erfordert eine erfolgreiche Energiewende vor allem auch eine Wärmewende. In Wilhelmsburg zeigen wir mit dem Energiebunker und unserem offenen Nahwärmenetz in der Neuen Mitte Wilhelmsburg schon seit einigen Jahren, wie eine umweltfreudliche Wärmeversorgung im urbanen Umfeld funktionieren kann. Jetzt hat ein weiteres zukunftsweisendes Projekt Fördermittel des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) als "Reallabor der Energiewende" erhalten. Mit der "Integrierten Wärmewende Wilhelmsburg (IW³) setzen wir unser Engagement für die Wärmewende in Hamburg fort.

Nutzung von Erdwärme

Zentraler Bestandteil des Projektes IW3 ist eine regenerative Wärmeversorgung. Neben bereits vorhandenen Erzeugern, die zum Beispiel in den Energiebunker oder das offene Nahwärmenetz einspeisen, soll ein neues Erdwärmekraftwerk umweltfreundliche Energie liefern. Bereits 2010 waren im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) umfangreiche Untersuchungen des Wilhelmsburger Untergrunds vorgenommen worden. Bisherige Erkenntnisse bestätigen das hohe Potenzial, welches im Hamburger Süden und in vielen weiteren Regionen Norddeutschlands für Erwärme besteht. Auf Basis dieser und weiterer Untersuchungen soll jetzt in Wilhelmsburg eine Geothermieanlage errichtet werden. Dafür werden zwei Bohrungen bis in 3.500 Metern Tiefe niedergebracht. Dort unten, in den Rhät-Sandsteinen, befindet sich etwa 130 Grad heißes Thermalwasser. An die Oberfläche gefördert gibt dieses in einem geschlossenen Kreislauf einen Teil seiner Energie über einen Wärmetauscher in das Wärmenetz in Wilhelmsburg ab. Das abgekühlte Thermalwasser wird  dann zurück in die ursprüngliche Erdschicht geleitet.

Konzept Aquiferspeicher-Wärmespeicher

Im Sommer allerdings wird wesentlich weniger Wärme benötigt als im Winter. Um die Überschüsse, die im Sommer produziert werden, auch in der kalten Jahreszeit noch nutzen zu können, ist ein sogenannter Aquiferspeicher geplant. Hierbei wird ein versalzener Grundwasserleiter (Aquifer) unter Wilhelmsburg genutzt, der über zwei mehr als 200 Meter tiefe Brunnenbohrungen erschlossen wird. Kaltes Grundwasser soll dann über einen Brunnen gefördert, mit der überschüssigen Wärme aufgeheizt und über den zweiten Brunnen wieder in den tiefen Grundwasserleiter eingeleitet werden. Die Gesteinsschichten in der Tiefe sorgen dabei dafür, dass die so eingebrachte Wärme gut isoliert erhalten bleibt. Wie in einer unterirdischen Thermoskanne kann so Monate später warmes Wasser aus dem Aquifer-Wärmespeicher gefördert und wieder zur Wärmeversorgung in den Wintermonaten genutzt werden.

Der Wärmemarktplatz

Das dritte Element des Projektes IW³ ist ein digitaler Wärme-Marktplatz. In diesem werden alle lokalen Energieerzeuger und Verbraucher virtuell gebündelt. Aus den unterschiedlichen Wärme- und Energiequellen können dann passende Angebote und Pakete für die Haushalte und Abnehmer geschnürt werden, die an das Nahwärmenetz angeschlossen werden. Mittels Blockchain-Technologie bleibt dabei die jeweilige Quelle im Paket eindeutig nachweisbar – eine kosteneffiziente wie klimafreundliche Versorgung wird dadurch individuell möglich. 

Das Projekt IW³

Insgesamt investieren HAMBURG ENERGIE und die verschiedenen Projektpartner in den nächsten Jahren gut 70 Mio. Euro in dieses innovative Projekt. Am Ende kann IW³ als Blaupause für vergleichbare Projekte in Hamburg oder anderen Städten in Norddeutschland herangezogen werden. Die Erfahrungen, die Hamburg in Wilhelmsburg sammelt, haben das Potenzial, die Grundlage für viele weitere nachhaltige Wärmeprojekte zu liefern.

Starke Partner

Wir freuen uns, Teil eines starken Partnernetzwerks zu sein, das gemeinsam dieses richtungsweisende Projekt umsetzen wird.

Als städtischer Ökostromversorger sind wir stolzer Konsortialführer und koordinieren das Gesamtprojekt IW3. Wir werden den Aquiferspeicher errichten und betreiben sowie einen digitalen Wärmemarktplatz entwickeln.

Die Geothermie Wilhelmsburg GmbH plant die Umsetzung und den Betrieb der geothermischen Dublettenbohrung zur Förderung des Thermalwassers, dessen Energie in das Nahwärmenetz zur nachhaltigen Versorgung von Quartieren in Wilhelmsburg übertragen werden soll. Bei entsprechender Fündigkeit ist der Bau und Betrieb einer ORC-Anlage mit zusätzlicher Stromproduktion vorgesehen.

CONSULAQUA übernimmt im Projekt IW³ die Realisierung und Inbetriebnahme sowie betriebliche Erprobung des Hochtemperatur-Aquiferwärmespeichers (H-ATES). Dadurch wird die Grundlage für einen regulatorischen Rahmen zur Nutzung der H-ATES-Technologie im Rahmen der Wärmewende geschaffen.

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Das private Forschungsunternehmen entwickelt einen Rahmen für den Vertrieb von grünen Fernwärme-Produkten. Mit einem neuen Herkunftsnachweisregister soll künftig – ähnlich wie beim Ökostrom – grüne Fernwärme rechtssicher vermarktet werden können. Erlöse hieraus erleichtern die Refinanzierung neuer Projekte zur Erzeugung erneuerbarer Fernwärme.

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Die CAU hat in den letzten Jahren systematisch vier dynamische Forschungsschwerpunkte entwickelt, die auf der interdisziplinären Wechselwirkung unterschiedlicher Disziplinen basieren: Meereswissenschaften, Lebenswissenschaften, Gesellschaft, Umwelt und Kultur im Wandel sowie Nanowissenschaften und Oberflächenforschung.

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Die HAW Hamburg wird in IW³ die Einführung von Marktprinzipien in Wärmenetzen untersuchen. Dies umfasst sowohl die simulationsgestützte Entwicklung von Markplatzkonzepten als auch deren Umsetzung im Realbetrieb unter technischen Randbedingungen.

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