Im Zentrum des Projektes »Quartiersentwicklung auf Basis von Nahwärmeinseln mit flexiblen KWK-Systemen und Teilsanierung« – kurz: QUENTIN – steht der Oberhausener Stadtteil Tackenberg. Dort soll mit Hilfe von Sanierungskonzepten energieeffizienter und vor allem bezahlbarer Wohnraum entstehen. Konkret werden für vier ausgewählte Quartiersbereiche Nahwärmeinseln mit flexibel betriebenen KWK-Anlagen aufgebaut und untersucht.
Hintergrund des Projektes ist das Energiekonzept der Bundesregierung. Es fordert bis zum Jahr 2045 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand. Maßgebliches Instrument zur Erreichung dieses Zieles sind das Gebäudeenergiegesetz (GEG) und das Wärmeplanungsgesetz (WPG), die Standards für die Energieeffizienz und Einsatz von erneuerbaren Energien definieren. Das Problem: Da diese Standards in der Regel nur zu hohen Kosten umgesetzt werden können, bleibt Wohnraum im unteren Preissegment mit geringen Kaltmieten meist von einer energetischen Sanierung ausgenommen.
Hier setzt QUENTIN an: Im Rahmen des Verbundvorhabens werden effiziente, bezahlbare und kurzfristig umsetzbare Konzepte zur energetischen Quartierssanierung mit relevantem Primärenergieeinsparpotenzial erarbeitet. Beteiligt sind die Energieversorgung Oberhausen AG (evo), die Osterfelder Wohnungsgenossenschaft eG (GE-WO), die Gemeinnützige Wohnungsgenossenschaft Oberhausen-Sterkrade eG (GWG), die Servicebetriebe Oberhausen (SBO, Eigenbetrieb der Stadt Oberhausen) und Fraunhofer UMSICHT.
Die Projektpartner bauen auf Ergebnissen des 2019 abgeschlossenen Projektes »FlexKWK« auf, bei dem in Oberhausen-Barmingholten ein neues Konzept der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) für ein bestehendes Wärmenetz entstanden ist: Ein Blockheizkraftwerk, ein großer Wärmespeicher sowie ein elektrischer Warmwassererzeuger versorgen insgesamt 150 Wohneinheiten. Dadurch ist die Siedlung eine flexible Nahwärmeinsel geworden. Strom wird produziert, wenn er benötigt wird. Die dabei entstehende Wärme wird gespeichert und entsprechend der Anforderungen des Wärmenetzes zur Verfügung gestellt.
Solche Wärmeinseln sollen auch für vier ausgewählte Quartiere der Osterfelder Wohnungsgenossenschaft und der Sterkrader Wohnungsgenossenschaft aufgebaut werden. Begleitet wird dieser Prozess durch den Aufbau von Niedertemperaturwärmenetzen mit zentralen und dezentralen Wärmespeichern, der Sanierung ausgewählter Gebäude sowie die Einbindung öffentlicher Gebäude der SBO in das Versorgungskonzept. Parallel werden umfassende Analysen zu Sanierungsstand und Primärenergieminderungspotenzial durchgeführt sowie Sanierungsstrategien entwickelt, die eine Übertragung und kontinuierliche Weiterentwicklung des Konzeptes ermöglichen.
2021 und 2022 sind zwei Nahwärmeinseln mit dem ursprünglich geplanten Konzept in Betrieb gegangen. Um auf sich ändernde Rahmenbedingungen reagieren zu können, wurden sie möglichst adaptiv geplant. Das heißt: Die großzügig ausgelegten Wärmespeicher ermöglichen eine zeitliche Entkopplung von Stromerzeugung durch die KWK und Wärmeverbrauch im Quartier. Eine ebenso große Flexibilität würde in Zukunft bei strombasierten Lösungen wie Power-to-Heat oder (Groß-)Wärmepumpen durch das Netz bereitgestellt, so dass in preisgünstigen Zeiten Strom bezogen und die daraus erzeugte Wärme bei Bedarf aus den Speichern von dem Netzgebiet entnommen werden kann. Das federt steigende Preise im Energiesektor ab und zieht zudem Nutzen aus in Zukunft immer stärker schwankenden Strompreisen (Strompreisvolatilität).
Parallel wurden im Rahmen des Projektes weitere Entwicklungsszenarien erstellt, da zum Projektbeginn bereits klar war, dass die erdgasbetriebene KWK-Nahwärmeinsel zwar damals die effizientere Technologie darstellt, aber weitere Schritte auf dem Pfad zur Treibhausgasneutralität gedacht werden müssen. Die angestellten Betriebsoptimierungen im Szenario-Horizont bis 2045 lassen dabei folgende Schlussfolgerung zu: Für die Nahwärmequartiere sind klimaneutrale Lösungen vorhanden. Diese schneiden sogar in Bezug auf die in den Szenarien ermittelten Betriebskosten besser ab.
Das Projekt »Quartiersentwicklung auf Basis von Nahwärmeinseln mit flexiblen KWK-Systemen und Teilsanierung« – kurz: QUENTIN – wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT