Wärmepumpen-Kaskade statt BHKW

Das Energiekonzept für das Quartier Solingen wurde einmal komplett von den Projektplanern umgeworfen − zu unsicher erschien es ihnen im vergangenen Jahr, weiter auf den Brennstoff Erdgas zu setzen. „Für das Quartiersprojekt ‚Green‘ planten wir ursprünglich eine klassische Versorgungslösung mit Erdgasblockheizkraftwerk und Brennwertspitzenlastkessel“, sagt Projektleiter Frank Martin von Engie Deutschland. „Zum damaligen Zeitplan war dies zweifelsohne die beste Variante, die Verträge standen kurz vor Unterzeichnung − dann kam der Russland-Ukraine-Konflikt.“

Daraufhin wollte Projektentwickler Kondor Wessels NRW regenerative Alternativen in Betracht ziehen − unter Beibehalten des bereits geplanten Baubeginns Anfang 2023. Innerhalb von nur acht Monaten wurde daher ein neues technisches Konzept für Green erstellt, das auch die angepassten Schnittstellen zur Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) bedachte, berichtet Engie.

Seit 2020 entsteht auf einem ehemaligen Produktionsstandort der Maschinenfabrik Breuer & Schmitz in Solingen (Nordrhein-Westfalen) das neue Quartier mit sieben Gebäuden und 167 Miet- und Eigentumswohnungen auf einer Bruttogeschossfläche von 13.500 Quadratmetern. Seit Anfang des Jahres wird gebaut. Die Fertigstellung ist für 2025 anvisiert.

Engie Deutschland plant, errichtet, baut und betreibt die Wärmeerzeugungs- und -versorgungsanlagen im Quartier. Das geförderte Konzept (Bundesförderung für effiziente Wärmenetze) sieht eine Kombination aus Wärmepumpen, Geothermie und Photovoltaik sowie einen Contractingwärmeliefervertrag mit einer Laufzeit von 20 Jahren vor. Damit sei dieses Vorhaben eines der wenigen Großprojekte bundesweit, die gänzlich mit erneuerbaren Energien versorgt würden.

Der Großteil der benötigten Wärme von jährlich circa 800 MWh wird künftig über fünf Sole-Wasser-Wärmepumpen mit einer Leistung von insgesamt 435 kW erzeugt. Als Wärmequelle dient ein Erdsondenfeld mit 54 Bohrungen auf je 160 Metern Tiefe. Eine Kaskade von sieben Luft-Wasser-Wärmepumpen mit einer Gesamtleistung von 104 kW sorgt für die Regeneration des Erdreichs. Als Redundanz zu den Sole-Wasser-Wärmepumpen deckt sie weiterhin Spitzenlasten ab.

Um einen möglichst wirtschaftlichen Betrieb der Wärmepumpen zu gewährleisten, läuft das System nach Auskunft von Engie mit einer Vorlauftemperatur von 45 Grad Celsius. In den Wohneinheiten heizen Durchlauferhitzer das Wasser auf die erforderlichen Temperaturen für die Warmwasserbereitstellung nach.

„Unser neues Konzept ist strombasiert und benötigt völlig andere Vor- und Rücklauftemperaturen im System als ursprünglich angedacht. Deshalb war die Umplanung hochkomplex und anspruchsvoll, insbesondere da sie im laufenden Prozess stattfand. Dennoch haben wir gezeigt, dass dies durchaus möglich ist − und damit in Solingen einen großen Schritt in Richtung Unabhängigkeit, Versorgungssicherheit und Klimaneutralität getan“, sagt Frank Martin.

Rund 30 Prozent des für den Betrieb der Wärmepumpen erforderlichen Stroms werden künftig über eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 217 kW erzeugt; angedacht ist zudem ein Photovoltaik-Mieterstromprojekt, sodass die späteren Eigentümer und Mietenden den vor Ort erzeugten Photovoltaikstrom nutzen können. Der restliche Anteil wird aus dem Netz zugekauft. Dabei sichert Engie Deutschland als Contractor die langfristige Wärmelieferung für alle Wohneinheiten für eine Laufzeit von 20 Jahren zu − und das laut Engie zu einem mit dem aktuell marktüblichen Strommix vergleichbaren Preis.