Wärmeversorgung und Klimaschutz
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. IW³ gehört zu den „Reallaboren der Energiewende“ – ein Programm, mit dem die Bundesregierung die Forschung und Entwicklung zukunftsweisender Energietechnologien unterstützt.
Für das Projekt hat sich ein Konsortium aus verschiedenen Partnern gebildet:
Dazu gehören die Hamburger Energiewerke gemeinsam mit der Hamburg Energie Geothermie GmbH (HEGeo), CONSULAQUA, Hamburg Institut Research gGmbH (HIR), Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) und die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).
Die Konzeptidee von IW³
Das Ziel des Reallabors IW³ ist es, zu zeigen, wie ein zukunftsfähiges Wärmeverbundsystem aus erneuerbarer Wärme funktionieren kann. Dafür werden für den Hamburger Stadtteil Wilhelmsburg neue Technologien entwickelt und erprobt. IW³ besteht aus drei Bausteinen: Der Geothermie, einem Wärmekonzept und dem Wärmemarkt.
Der Bau einer Geothermie-Anlage ist geplant, um die regenerative Wärmeerzeugung weiter auszubauen. Die Nutzung dieser klimafreundlichen Wärme ist das Herzstück des Reallabors. Die Geothermie und weitere erneuerbare Energiequellen – die Wärmeerzeuger – werden über ein intelligentes Wärmenetz mit den Abnehmern verknüpft. Dieses flexible Wärmekonzept wird ergänzt um den Wärmemarkt. Für den Wärmemarkt werden Prototypen entwickelt und erprobt, die eine automatisierte Einsatzplanung auf einem Wärmemarktplatz als Ziel haben. Dazu zählt die Zuordnung von Wärmequalitäten (Herkunftsregister) sowie die Abbildung des Wärmenetzes mithilfe eines Digitalen Zwillings. So soll ein digitales, intelligentes sowie hochflexibles Wärmeverbundsystem mit innovativen Erzeugern entstehen, das die Dekarbonisierung der Wärmenetze weiter vorantreibt – zu geringen volkswirtschaftlichen Kosten.
IWu: Geothermie
Geothermie ist eine bislang in Deutschland wenig genutzte erneuerbare Energie, obwohl sie – unabhängig von Wetter und Jahreszeit – dauerhaft verfügbar ist. Für eine nahezu CO2-freie Wärmeversorgung der Wilhelmsburger Quartiere wollen wir die Erdwärme direkt vor Ort nutzen. Im Jahr 2022 haben wir dafür im Hafengebiet zwei Bohrungen bis zu einer Tiefe von etwa 1.300 Metern erfolgreich durchgeführt. Mit der geplanten Geothermie-Anlage sollen Wilhelmsburger Haushalte zukünftig mit klimafreundlicher Wärme versorgt werden.
IWs: Systemintegration (Wärmekonzept)
Das Teilvorhaben IWs steht für „Systemintegration“ und bildet die Schnittstelle zwischen der Geothermie und dem Wärmemarkt. Die Wärmeversorgung in Wilhelmsburg soll zu einem dezentralen, synergetischen Energiequartier umgebaut werden. Dafür bedarf es eines intelligenten Wärmesystems. In einem ersten Schritt werden verschiedene Modellierungen der Netzinfrastruktur und die Einbindung weiterer erneuerbarer Komponenten erstellt und erprobt. Anschließend können entsprechende Baumaßnahmen, wie kaskadierte Wärmepumpen sowie intelligente Leittechnik und Messinfrastruktur, für notwendige Erzeuger- und Speichersysteme durchgeführt werden.
IWm: Wärmemarkt
Neuartige Handels-, Vermarktungs- und Nachweismechanismen sollen einen Beitrag leisten, die Fernwärme zu dekarbonisieren. Die neuen Ansätze decken alle wesentlichen Aspekte der Wärmeversorgung ab: Auf einem digitalen Wärme–Marktplatz können verschiedene Erzeuger ihre Wärme anbieten, ein Herkunftsnachweisregister für grüne Fernwärme entsteht und ein Echtzeit Digitaler Zwilling wird entwickelt, mithilfe dessen CO2-freie und CO2-reduzierte Wärme zielgerecht erzeugt, gespeichert und geliefert werden kann.
Das Reallabor als Blaupause für klimafreundliche Wärmeversorgung
Mit IW³ wollen wir in Wilhelmsburg eine umweltfreundliche und nachhaltige Wärmeversorgung schaffen, die für weitere Städte und Gemeinden in Norddeutschland als Beispiel und Vorbild dienen kann. Aufgrund des innovativen Konzepts fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) das Projekt mit einer Summe von rund 22,5 Mio. Euro. IW3 gehört zu den „Reallaboren der Energiewende“ – ein Programm, mit dem die Bundesregierung die Forschung und Entwicklung zukunftsweisender Energietechnologien unterstützt.
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„Unser Anspruch ist es, ein neues Konzept auf die Beine zu stellen, das ausgehend von der Hansestadt Hamburg auch Strahlkraft in der gesamten Branche entfalten kann.“
Michael Prinz, Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke