Projektpartner

Private Haushalte verbrauchen fast zwei Drittel ihrer gesamten Energie allein für die Wärmeversorgung – die zumeist noch aus fossilen Quellen wie Kohle, Öl oder Erdgas stammt. Hier schlummert großes Klimaschutz-Potenzial! An diesem Punkt setzt das Projekt IW3 an: IW³ steht für „Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg“ – ein innovatives Energiewende-Projekt, das im stark wachsenden Hamburger Stadtteil Wilhelmsburg realisiert wird.

Wir bauen eine klimafreundliche dezentrale Wärmeversorgung für die Wohnquartiere auf der Hamburger Elbinsel auf, die CO2-neutral ist und perspektivisch ganz ohne fossile Energieträger auskommt.

Für das Projekt hat sich ein Konsortium aus verschiedenen Partnern gebildet:

Dazu gehören HAMBURG ENERGIE GmbH gemeinsam mit der Geothermie Wilhelmsburg GmbH (GTW), CONSULAQUA, Hamburg Institut Research gGmbH (HIR), Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) und die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Geothermie Wilhelmsburg GmbH

Die Geothermie Wilhelmsburg GmbH (Link zu www.geothermie-wilhelmsburg.de) plant die Errichtung und den Betrieb einer Geothermieanlage in Hamburg-Wilhelmsburg. Mit der so gewonnenen regenerativen Wärme soll zukünftig ganz Wilhelmsburg versorgt werden. Die Projektgesellschaft wurde 2008 mit dem Ziel gegründet, die Potenziale von Tiefengeothermie in Hamburg auszuloten und sie für eine klimafreundliche Wärmeversorgung nutzbar zu machen. Die Umsetzung der Bohrungen erfolgt im Rahmen des Projektes „IW³ – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg“

Die Aufgaben der GTW im Einzelnen:

Erschließung des geothermischen Potenzials in 3.500 Metern Tiefe
Erstellung von zwei Bohrungen zur Gewinnung der Erdwärme
Bau der Infrastruktur (Heizhaus) zur Wärmeübertragung ins Nahwärmenetz
Ggf. Bau und Betrieb einer ORC-Anlage (Organic-Rankine-Cycle) für zusätzliche Stromproduktion, abhängig von unterirdischem Erdwärmepotenzial
Durchführung des Forschungsprojekts „Geothermische Nutzung des urbanen Untergrunds“ im Rahmen des Reallabors IW³
Umsetzung eines Begleitforschungsprogramms in Kooperation mit dem Forschungsvorhaben „mesoTherm“

Die Geothermie Wilhelmsburg GmbH ist ein gemeinsames Unternehmen von HAMBURG ENERGIE (Link zu www.hamburgenergie.de) und HAMBURG WASSER (Link zu www.hamburgwasser.de).

Seit seiner Gründung 2009 bietet der städtische Ökostromversorger HAMBURG ENERGIE Alternativen zu Atom- und Kohlestrom. Das Unternehmen liefert nicht nur saubere Energie, sondern produziert sie auch selbst – in Hamburg und Umgebung. Mit dem Ausbau von Erneuerbare-Energien-Anlagen sowohl für die klimafreundliche Strom- als auch Wärmeversorgung und Engagement in Forschungsprojekten hat sich HAMBURG ENERGIE zu einem zentralen Treiber der Energiewende in der Hansestadt etabliert.

HAMBURG WASSER ist der Gemeinschaftskonzern der Hamburger Wasserwerke GmbH und der Hamburger Stadtentwässerung AöR. Das Unternehmen versorgt rund zwei Millionen Menschen in der Hamburger Metropolregion mit Trinkwasser und reinigt das Abwasser. Darüber hinaus bringt HAMBURG WASSER seine über 160-jährige Erfahrung in der Wasserwirtschaft in Projekten im In- und Ausland ein.

Consulaqua GmbH

CONSULAQUA (Link zu www.consulaqua.de) ist ein seit über 30 Jahren national und international agierende Beratungsgesellschaft mit den Kompetenzfeldern Wasserressourcenmanagement, Wasserversorgung Abwasserwirtschaft sowie Betrieb und Management.

Das Tochterunternehmen von HAMBURG WASSER (Link zu www.hamburgwasser.de) 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.

Die weiteren Aufgaben:

Fachliche Begleitung der tiefen Geothermiebohrungen
Erfassung, Auswertung und Optimierung der Betriebsbedingungen und Umweltauswirkungen eines Speicherbetriebs, Integration des Speichers in ein Wärmeversorgungssystem (Wärmenetz und Marktplatz). Schaffen der Grundlage für einen regulatorischen Rahmen für die Wärmespeicherung als eines der Kernelemente einer Wärmewende im urbanen Raum

Hamburg Institut Research gGmbH (HIR)

Ziel des Teilvorhabens „Grüne Fernwärme“

Im IW³-Projekt „Integrierter Wärmemarkt“ (IW_M) setzt das Hamburg Institut das Teilvorhaben „Grüne Fernwärme“ um. Ziel ist die Entwicklung und Implementierung eines Herkunftsnachweisregisters, das eine bessere Vermarktung und ökonomische Inwertsetzung grüner Fernwärme erlaubt. Aufbauend auf Erfahrungen mit dem zertifizierten Öko-Strommarkt soll Erzeugern und Wärmeversorgern eine rechtssichere Vermarktung grüner Fernwärme als eigenständiges Produkt ermöglicht werden. Erlöse hieraus können die Refinanzierung neuer Projekte zur Erzeugung erneuerbarer Fernwärme erleichtern und somit zusätzliche Dekarbonisierungsanreize schaffen.

Forschungsansatz und Arbeitspakete

Untersuchung der energiewirtschaftlichen, regulatorischen und technischen Grundlagen zur Einführung von Herkunftsnachweisen im Wärmemarkt
Austausch mit Stakeholdern, um Erkenntnisse zu den Bedürfnissen verschiedener Marktteilnehmer auf Angebots- und Verbrauchsseite zu vertiefen
Implementierung eines softwarebasierten Herkunftsnachweisregisters für grüne Fernwärme, welches eine rechtssichere Nachweisführung der grünen Eigenschaft von vermarkteten Wärmemengen ermöglicht
Systematische Auswertung von Erfahrungen aus Nutzung und Betrieb des Registers
Untersuchung von regulatorischen Weiterentwicklungsoptionen für eine gebäudescharfe Erstellung von Primärenergiefaktoren, um eine verbesserte Inwertsetzung erneuerbar erzeugter Fernwärme zu ermöglichen

Hamburg Institut

Das Hamburg Institut ist ein Beratungs- und Forschungsunternehmen mit Schwerpunkt im Energie- und Umweltsektor. Seit 2012 unterstützt es Ministerien, Kommunen, Unternehmen der Energiewirtschaft, Verbände sowie andere Akteure im In- und Ausland bei der erfolgreichen Umsetzung der Energiewende. Das Hamburg Institut bündelt langjähriges Know-how aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Recht und Technologie und bietet neben Beratung und Strategieentwicklung auch interdisziplinäre Forschungsarbeit. Seit 2019 gehört das Hamburg Institut zum Unternehmensverbund Averdung Ingenieure & Berater GmbH.

Mehr auf www.hamburg-institut.com

Kontakt

Dr. Alexandra Purkus, purkus@hamburg-institut.com

Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW)

Über uns

Das Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) ist eine fakultätsübergreifende wissenschaftliche Einrichtung der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW), die sich in interdisziplinärer Weise der gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen der Energiewende annimmt.

Teil des CC4E ist das Team Wärme, das sich mit der erneuerbaren Transformation des Wärmesektors befasst. Der Schwerpunkt des Teams liegt auf intelligenten Wärmenetzen und schließt sowohl systemische Betrachtungen als auch detaillierte technische Fragestellungen ein. Neben dem Reallabor ist das Team Wärme an weiteren Forschungsprojekten beteiligt. Im Vorhaben Smart Heat Grid Hamburg (2017-2021) werden intelligente, systemische Betriebskonzepte erarbeitet und prototypisch im Wärmenetz der Hamburg Energie GmbH umgesetzt. Das Vorhaben Smart Prosumer Heating Technologies (Smart Pro HeaT) (2018-2021) befasst sich mit der Wärmenetzdienlichkeit von Gebäuden, beispielhaft am Bürgerhaus Wilhelmsburg.

Die HAW Hamburg im Reallabor IW³

Im Reallabor IW³ ist das Team Wärme der HAW Hamburg Partner im Teilvorhaben Systemintegration (IW_s) und übernimmt die Leitung des Teilvorhabens Integrierter Wärmemarkt (IW_m).

In IW_s wird die HAW Hamburg insbesondere das Wärmesystem und Konzepte zur Regelung und zum Netzausbau modellieren, simulieren und auswerten. Dabei soll das bestmögliche Zusammenspiel aller Komponenten herausgearbeitet werden. Die entstandenen Modelle dienen als Grundlage für simulative Tests des Wärmemarktplatzes, der im Teilvorhaben IW_m entwickelt wird. Weiterhin implementiert die HAW Hamburg im Rahmen von IW_s mit der Zustandsschätzung ein geeignetes Verfahren zur bestmöglichen Ermittlung marktrelevanter Systemgrößen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten der Integration der Kundenseite zur Nutzbarmachung von thermischer Flexibilität untersucht. Um eine simulative Bewertung dieser Konzepte zu ermöglichen, werden passgenaue Prognosemodelle entwickelt.

Ansprechpartner: Jan Trosdorff

In IW_m entwickelt die HAW Hamburg einen Wärmemarktplatz für das Wärmenetz in Wilhelmsburg. Der HAW Hamburg obliegt dabei unter anderem die Analyse und Definition von marktspezifischen Randbedingungen unter Berücksichtigung der physikalischen und ökonomischen Gesichtspunkte eines Wärmenetzes. Das entwickelte Marktkonzept soll innerhalb der Projektlaufzeit prototypisch im Wilhelmsburger Wärmenetz umgesetzt werden. Auf der entwickelten Handelsplattform sollen während mehrerer Testphasen Wärmemengen gehandelt und auch entsprechend der gehandelten Kontrakte geliefert werden.

Ansprechpartner: Peter Lorenzen

Links zu den aktuellen Projekten:

Smart Heat Grid Hamburg: https://www.haw-hamburg.de/forschung/projekte-a-z/forschungsprojekte-detail/project/project/show/smart-heat-grid-hamburg-1/

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)

Das Kompetenzzentrum Geo-Energie (KGE) baut auf mehr als fünfzehn Jahre Erfahrung der Angewandten Geowissenschaften an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) im Bereich der Nutzung des geologischen Untergrundes auf. Abgeschlossene und laufende F&E-Projekte umfassen u.a. die Wärme- und Kältespeicherung sowie die Speicherung von Gasen im geologischen Untergrund, das Verhalten und Sanierungsverfahren industrieller Altlasten, geotechnische Fragestellungen sowie das Raummanagement des geologischen Untergrundes. Im KGE werden diese Erfahrungen mit dem übergeordneten Ziel gebündelt, mit der Nutzung des geologischen Untergrundes im Kontext von Klimawandelmitigations- und adaptionskonzepten bzw. -technologien zum Gelingen der Energie- und insbesondere Wärmewende beizutragen und auf dem Stand der Wissenschaft aufbauend unternehmerische Wertschöpfungspotenziale erschließbar zu machen.

Zum Einsatz kommen am KGE numerische Modelle zur Simulation von Prozessen im geologischen Untergrund, analytische und geomechanische Labore, Versuchsstände im Geotechnikum sowie das Testfeld, wodurch Experimente auf ganz unterschiedlichen Skalen ermöglicht werden. Das wissenschaftliche Team des KGE setzt sich zusammen aus Professoren, Post-Docs, Doktoranden und wissenschaftlichen Hilfskräften.

Im Teilvorhaben IWs übernimmt das KGE die wissenschaftliche Begleitforschung des Betriebs des ATES-Systems. Ziele sind dabei die Erarbeitung eines Monitoringsystems sowie die Entwicklung des regulatorischen Rahmens, die die Genehmigungsfähigkeit und Überwachungsfähigkeit untertägiger thermischer Speicher sicherstellen sollen.

Projektleitung: Prof. Dr. Andreas Dahmke, Kompetenzzentrum Geo-Energie

Kontakt: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kompetenzzentrum Geo-Energie, Dr. Sönke Bohm (Projektmanagement), Ludewig-Meyn-Str. 10, 24118 Kiel, Tel. 0431 880-1347, E-Mail: soenke.bohm@ifg.uni-kiel.de