Weinbergquartier, Stuttgart

Wie lässt sich ein innerstädtisches Neubauquartier wirtschaftlich und regenerativ mit Wärme und Kälte versorgen? Für zwei Büro- und Geschäftshäuser in unmittelbarer Nähe zum Stuttgarter Hauptbahnhof haben wir Konzeptvarianten untersucht und dabei die Nutzung des Abwasserkanals als Wärmequelle und Wärmesenke geprüft. Das Ergebnis: ein Versorgungskonzept, dessen Gesamtjahreskosten trotz höherer Investitionen deutlich unter denen einer Fernwärmelösung liegen.

Ausgangslage: Neues Stadtquartier am Stuttgarter Hauptbahnhof

In unmittelbarer Nähe zum Stuttgarter Hauptbahnhof entsteht auf einer Fläche von rund 13.400 m² ein neues Stadtquartier. Bestandteil des Areals ist die denkmalgeschützte Alte Bahndirektion, die saniert wird. Ergänzend entstehen zwei neue Büro- und Geschäftshäuser.
MorgenGrün wurde mit der Untersuchung von Konzeptvarianten für die Wärme- und Kälteversorgung der beiden Neubauten beauftragt. Die Bewertung der Varianten umfasste sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die CO₂-Bilanz.

Variantenvergleich: Fernwärme gegenüber Abwasserwärmenutzung

Der Vergleich stellte ein Fernwärmekonzept einem Konzept mit Abwasser/Wasser-Wärmepumpe gegenüber. Das Abwasser bietet als Quelle einen doppelten Nutzen: Neben der Wärmebereitstellung im Winter ist auch eine Kühlung über den Abwasserkanal möglich. Im Sommer dient das Abwasser als Wärmesenke, Überschusswärme wird an den Kanal abgegeben. Auf diesem Weg lassen sich die Verwaltungsgebäude regenerativ und mit reduziertem Stromverbrauch kühlen.

Anlagenkonzept der Vorzugsvariante

• Abwasser/Wasser-Wärmepumpe: Nutzung des Abwasserkanals als Wärmequelle im Heizfall und als Wärmesenke im Kühlfall.
• Hochtemperatur-Wärmepumpe: Bereitstellung des Trinkwarmwassers auf dem erforderlichen Temperaturniveau.
• Kompressionskältemaschine: Aufnahme der Abwärme aus den EDV-Räumen.
• Elektrokessel: Abdeckung der Spitzenlast. Die Auslegung der Wärmepumpe auf die Grundlast senkt die Investitionskosten des Gesamtsystems.

Machbarkeit statt Theorie: Prüfung im Abwasserkanal

Die Umsetzbarkeit der Abwassernutzung war Teil der Untersuchung. MorgenGrün stand hierzu im Austausch mit dem Energieversorger, um den Einbau eines Wärmetauschers im Kanal abzuklären. Ein Hersteller legte den Wärmetauscher für das Projekt aus und stellte die zugehörigen Investitionskosten bereit. Anhand von Messdaten des Herstellers wurde zusätzlich geprüft, in welchem Umfang Heizen und Kühlen über den Abwasserwärmetauscher tatsächlich möglich sind.
Unsere Erfahrung zeigt: Der Fokus liegt auf der Umsetzbarkeit, nicht allein auf der Theorie.

Fazit: Geringere Gesamtjahreskosten trotz höherer Investition

Trotz der höheren Investitionskosten eines Wärmepumpenkonzepts mit Abwasserwärmetauscher liegen die Gesamtjahreskosten um rund 35 % unter denen des Fernwärmekonzepts. Die hohe Effizienz der Wärmepumpe, die von einer weitgehend konstanten Abwassertemperatur profitiert, reduziert die Betriebskosten über den Betrachtungszeitraum. Die Abwasser-Wärmepumpe stellt damit im untersuchten Variantenvergleich die wirtschaftlichere Lösung dar.

Bilder: © by bloomimages