Innovativer Energiemix für Leuchtturmprojekt am Alexanderplatz
Quartier Haus der Statistik
Innovativer Energiemix für Leuchtturmprojekt am Alexanderplatz
- 2200 kW Wärmeleistung
- 735 kW Kälteleistung
- CO2-Einsparung von 722 Tonnen pro Jahr
Im Herzen Berlins entsteht bis 2029 eines der bisher größten Energieprojekte der Berliner Stadtwerke. Zusammen mit der Projektgemeinschaft Koop5, bestehend aus BIM Berliner Immobilienmanagement GmbH, der Wohnungsbaugesellschaft Berlin-Mitte mbH, der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen, dem Bezirksamt Berlin-Mitte sowie der ZUsammenKUNFT Berlin eG, wird das Haus der Statistik zu einem modernen umwelt- und klimafreundlichen Stadtquartier weiterentwickelt. Ziel ist es, die Anforderungen der Anwohner:innen und zukünftigen Nutzer:innen gleichermaßen zu erfüllen sowie Wohnen, Kultur, Verwaltung, Bildung und Soziales innovativ und ökologisch sinnvoll miteinander zu verknüpfen.
Nach über zehn Jahren Leerstand wurde unter intensiver Mitwirkung der Stadtgesellschaft ein Quartierskonzept entwickelt und ein städtebaulicher Entwurf für das Quartier Haus der Statistik verabschiedet. Durch die Sanierung des Bestandes mit ca. 46.000 m² Bruttogeschossfläche und dessen Ergänzung mit ca. 65.000 m² Neubau entstehen Räume für vielseitige Nutzung und ca. 300 bezahlbare Wohnungen. Weiterhin ist ein neues Rathaus für den Bezirk Mitte geplant (Fertigstellung voraussichtlich Ende 2032), in dem unter anderem das Finanzamt untergebracht werden soll. Im Zentrum des Areals entstehen drei Höfe für gemeinschaftliche Nutzung und Begegnung, gesäumt von je zwei 15- und zwölfgeschossigen Wohnhochhäusern zur Berolinastraße, einem 16-geschossigen Büroturm an der Otto-Braun-Straße für das Rathaus Mitte sowie zwei „Experimentierhäusern“ für wechselnde Nutzungen.
Für diese Energieversorgung setzen die Berliner Stadtwerke ein umfassendes Konzept um, das eine CO2-arme und effiziente Bereitstellung von Strom, Wärme und Kälte ermöglicht, die langfristig sicher, nachhaltig und auch bezahlbar ist. Dabei wird auf die Nutzung von Abwasserwärme als erneuerbare Energiequelle gesetzt, welche sich energetisch hervorragend mit dem sanierten Versorgungssystem des Bestandsgebäudes kombinieren lässt.
Die Abwasserwärmenutzungsanlage besteht aus mehreren Wärmeübertragerelementen, die in zwei standortnahe Mischwasserkanäle eingelegt werden. Über diese kann dem Abwasser thermische Leistung entzogen (Heizfall) bzw. zugeführt (Kühlfall) werden. Diese thermische Energie wird leitungsgebunden über ein ungedämmtes, multifunktionales Anergienetz (kaltes Nahwärmenetz) an die drei Wärmepumpenzentralen im Haus der Statistik sowie an die Energiezentrale des Wohnungsneubaus geleitet. Durch die Installation des Anergienetzes in ungedämmter Bauweise kann zusätzlich dem Erdreich Energie entzogen bzw. zugeführt werden.
In den Wärmepumpenzentralen wird mithilfe von Wärmepumpen die Temperatur auf ein geeignetes Temperaturniveau zum Heizen angehoben bzw. zur Kühlung abgesenkt. Parallel dazu wird die Abwärme von IT-Anlagen für die Gebäudeheizung genutzt. Durch den Einsatz von Wärme- und Kältespeichern kann diese Wärmeenergie kurzzeitig gepuffert werden, um Lastspitzen der Gebäudeheizung bzw. -kühlung abzudecken. Ergänzt werden die Wärmepumpenzentralen mit kleinen Power-to-Heat-Anlagen für die Spitzenlastabdeckung an besonders kalten Wintertagen.
Zusätzlich gibt es für die Wohnungsneubauten ein Nahwärmenetz, welches aus einer Energiezentrale mit einer Hochtemperatur-Wärmepumpe (HT-WP) kombiniert mit konventionellen Wärmeerzeugern versorgt wird. Durch die HT-WP kann im Sommer die Abwärme der Gebäudekühlung zur Trinkwarmwassererzeugung (für die Wohnungsneubauten) genutzt werden.
Dieses innovative System verfügt über eine Wärmeleistung von rund 2200 kW sowie eine Kälteleistung von 735 kW. Der dafür benötigte Strom wird u. a. durch mehrere Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von rund 100 kWp generiert. Insgesamt können so etwa 722 Tonnen CO2 pro Jahr gegenüber einer ausschließlich fossilen Erdgasversorgung eingespart werden.
Rund 6 Mio. Euro werden insgesamt in das Projekt investiert, welches als Vorbild für andere Quartiere in ganz Deutschland fungiert. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Die Förderung erfolgt im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI).
1. Wärmeübertragermodul
380 Wärmeübertragermodule auf über 340 Metern Länge sind in zwei Mischwasserkanälen in der Otto-Braun-Straße in die Kanalsohle eingebaut. Durch die Wärmeübertragermodule fließt Wasser, welches dem Abwasser im Winter Wärme entzieht und an das Anergienetz überträgt. Im Sommer wird überschüssige Wärme aus dem Anergienetz über dieselben Wärmeübertragermodule an das Abwasser abgegeben.
2. PV-Anlage
Mehrere PV-Anlagen mit einer Leistung von 78 kWp verwandeln die Strahlungsenergie der Sonne in Strom, der in den drei Wärmepumpenzentralen sowie der Energiezentrale für die Wärme- und Kälteerzeugung genutzt wird.
3. Anergienetz
Das Anergienetz – ein kaltes Nahwärmenetz, welches mit niedrigen Temperaturen arbeitet – stellt klimaschonende Wärme und Kälte bereit.
4. Nahwärmeleitung
Über die Nahwärmeleitung wird die in der Energiezentrale produzierte Wärme an die Übergabestationen in den einzelnen Gebäuden weitergeleitet.
5. Wärmepumpenzentrale
In den drei Wärmepumpenzentralen befinden sich Wärmepumpen, die im Winter die Abwärme des Abwassers aus dem Anergienetz nutzen, um die gewünschte Heiztemperatur bereitzustellen. Im Sommer entziehen die Wärmepumpen den Gebäuden Wärme und geben diese an das Anergienetz und weiterführend an das Abwasser ab. An besonders kalten Wintertagen unterstützen Power-to-Heat-Anlagen die Wärmeversorgung. Wärme- und Kältespeicher können die Wärmeenergie kurzzeitig puffern, um Lastspitzen auszugleichen.
6. Energiezentrale
In der Energiezentrale wird mithilfe eines Blockheizkraftwerks Strom für die Wärmepumpen sowie Wärme für das Nahwärmenetz zur Verteilung an die Gebäude erzeugt. Im Sommer nutzt eine Hochtemperatur-Wärmepumpe die Abwärme aus der Kälteerzeugung für die Trinkwarmwasserbereitstellung. An besonders kalten Tagen unterstützt ein Spitzenlastkessel bei der Wärmeerzeugung. Ein Pufferspeicher kann überschüssige Wärme effektiv zwischenspeichern.
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1. Wärmeübertragermodul
380 Wärmeübertragermodule auf über 340 Metern Länge sind in zwei Mischwasserkanälen in der Otto-Braun-Straße in die Kanalsohle eingebaut. Durch die Wärmeübertragermodule fließt Wasser, welches dem Abwasser im Winter Wärme entzieht und an das Anergienetz überträgt. Im Sommer wird überschüssige Wärme aus dem Anergienetz über dieselben Wärmeübertragermodule an das Abwasser abgegeben.
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2. PV-Anlage
Mehrere PV-Anlagen mit einer Leistung von 78 kWp verwandeln die Strahlungsenergie der Sonne in Strom, der in den drei Wärmepumpenzentralen sowie der Energiezentrale für die Wärme- und Kälteerzeugung genutzt wird.
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3. Anergienetz
Das Anergienetz – ein kaltes Nahwärmenetz, welches mit niedrigen Temperaturen arbeitet – stellt klimaschonende Wärme und Kälte bereit.
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4. Nahwärmeleitung
Über die Nahwärmeleitung wird die in der Energiezentrale produzierte Wärme an die Übergabestationen in den einzelnen Gebäuden weitergeleitet.
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5. Wärmepumpenzentrale
In den drei Wärmepumpenzentralen befinden sich Wärmepumpen, die im Winter die Abwärme des Abwassers aus dem Anergienetz nutzen, um die gewünschte Heiztemperatur bereitzustellen. Im Sommer entziehen die Wärmepumpen den Gebäuden Wärme und geben diese an das Anergienetz und weiterführend an das Abwasser ab. An besonders kalten Wintertagen unterstützen Power-to-Heat-Anlagen die Wärmeversorgung. Wärme- und Kältespeicher können die Wärmeenergie kurzzeitig puffern, um Lastspitzen auszugleichen.
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6. Energiezentrale
In der Energiezentrale wird mithilfe eines Blockheizkraftwerks Strom für die Wärmepumpen sowie Wärme für das Nahwärmenetz zur Verteilung an die Gebäude erzeugt. Im Sommer nutzt eine Hochtemperatur-Wärmepumpe die Abwärme aus der Kälteerzeugung für die Trinkwarmwasserbereitstellung. An besonders kalten Tagen unterstützt ein Spitzenlastkessel bei der Wärmeerzeugung. Ein Pufferspeicher kann überschüssige Wärme effektiv zwischenspeichern.
Bautagebuch
Schweißvorbereitung am Rohr: Ein Rohrsegment für das Anergienetz wird an seiner Verbindungsstelle abgeschliffen und zugeschnitten.
Einbringung des Rohrs in den Graben: Das vorbereitete Rohrsegment wird in den Graben eingebracht. Im Muffenschweißverfahren werden die Rohrsegmente später verbunden.
Hofansicht vom Haus der Statistik auf den geschlossenen Graben: Nach dem Verlegen der Rohrleitungen für das Anergienetz, wurde der Graben wieder geschlossen.
Video-Bautagebuch (Teil 1): Rohrverlegung für das Anergienetz
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Anlieferung der Wärmeübertragermodule: Die Wärmeübertragermodule werden nach der Anlieferung im Mischwasserkanal verbaut.
Wärmeübertragermodul vor dem Einbau: Die eingezeichneten Linien zeigen den späteren Strömungsverlauf des Wassers in den Modulen. Der dargestellte Farbverlauf stellt die Temperaturänderung des Wassers während der Durchströmung dar. Für die Beheizung im Winter wird das Wasser aus dem Anergienetz während des Durchlaufens des Moduls immer wärmer, da es Wärme aus dem Abwasser aufnimmt. Zur Kühlung im Sommer gibt das Wasser aus dem Anergienetz Wärme an das Abwasser ab, wenn es das Modul durchläuft, und wird immer kälter. Die beiden Rohrleitungen links am Modul (Vorlauf- und Rücklaufleitung) transportieren das Wasser in das Anergienetz.
Wärmeübertragermodule im Mischwasserkanal: Über die Wärmeübertragermodule – installiert auf der Kanalsohle des Mischwasserkanals – strömt Abwasser und kann so Wärme an das im Inneren der Module strömende Wasser aus dem Anergienetz übertragen. Die Abwasserwärme bildet die Wärmequelle der Wärmepumpen in den Energiezentralen, welche die Wärme effektiv auf das für die Beheizung benötigte Temperaturniveau heben. Bei Bedarf kann zur Kühlung auch überschüssige Wärme aus dem Quartier an das Abwasser abgegeben werden. Der Abwasserfüllstand ist in der Regel deutlich höher. Während der Installation der Module ist eine temporäre Wasserhaltung (Rohr rechts im Bild) installiert.
Nahaufnahme des modularen Aufbaus des Wärmeübertragers: Über den Modulen des Wärmeübertragers werden später abdeckende Elemente installiert, um zu verhindern, dass sich während des Betriebs Bestandteile des Abwassers verfangen.
Video-Bautagebuch (Teil 2): Einbau der Wärmeübertragermodule
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Hinweise zum Fördervorhaben:
| Name des Fördervorhabens Haus der Statistik Berlin – Wärme- und Kälteversorgung auf Basis von Abwasserwärmenutzung und kalter Nahwärme |
| Laufzeit des Fördervorhabens 01.01.2022–31.12.2024 |
| Förderkennzeichen 67KSM0094 |
| Ziel und Inhalt des Vorhabens Umsetzung eines nachhaltigen, CO2-armen Energiekonzeptes unter Einsatz eines innovativen Nahwärmenetzes (Anergienetz), welches die Kälte- und Wärmeversorgung auf Basis von erneuerbaren Energien in Form von Abwasserwärme umfasst. |
| Beteiligte Partner Berliner Immobilienmanagement GmbH (BIM) Wohnungsbaugesellschaft Berlin-Mitte mbH Bezirksamt Berlin-Mitte ZUsammenKUNFT Berlin eG Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen |
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