Adlershof vernetzt Kälte, Wärme und regenerativen Strom
Trotz des Wachstums soll Bedarf an Primärenergie bis 2020 um 30% sinken
Rund 1.000 Unternehmen, 16 Forschungsinstitute und fast 22.000 Menschen arbeiten in Adlershof. Der Technologie- und Wissenschaftspark wächst – und mit ihm der Energiebedarf. Doch das soll sich durch vernetzte Energieflüsse, die Nutzung von Abwärme und von kühlem Grundwasser ändern. Forscher der TU Berlin wollen diese Maßnahmen umsetzen und so einen Beitrag dafür liefern, dass der Bedarf an Primärenergie bis 2020 um 30 Prozent sinken kann – trotz des Wachstums.
In einem Verbundprojekt von TU und HTW Berlin, Siemens AG und weiteren Partnern, das Ende letzten Jahres in die bis 2017 dauernde zweite Phase ging und das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, arbeiten die Partner daran, Energieflüsse in Adlershof zu vernetzen. Ziel ist es, die Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom mit der Erzeugung und Speicherung von Wärme und Kälte zu verbinden. Zudem wollen die Partner bisher vernachlässigte Abwärme nutzbar machen. Das Potenzial ist riesig: der Strombedarf in Adlershof lag schon 2010 bei 132 Gigawattstunden (GWh), wovon ein Zehntel in die Kälteerzeugung floss. Zugleich gibt es jede Menge ungenutzte Abwärme, sind Solar- und Windstromerzeuger in der Region auf der Suche nach Speichermöglichkeiten.
Erster Knotenpunkt für die energetische Vernetzung soll das Zentrum für Photonik und Optik (ZPO) sein. „Dort sind bereits ein Kältenetz und ein Kältespeicher installiert“, erklärt Projektleiterin Anja Hanßke vom TU-Lehrstuhl für Maschinen- und Energieanlagentechnik.
Zuerst soll der derzeit außer Betrieb gesetzte Kältespeicher im ZPO reaktiviert werden. Zudem ist geplant, das ZPO mit einer benachbarten Großwäscherei zu vernetzen und zwei Grundwasserbrunnen zu bohren. Alle drei Maßnahmen greifen ineinander. Vorkühlung mit Grundwasser soll laut Hanßke gerade im Sommer den Bedarf an maschineller Kühlung senken. Der Kältespeicher ist wichtig, um Wind- und Solarstrom puffern zu können, wenn er gerade im Überfluss erzeugt wird. Und weil Kälteanlagen nicht nur Strom verbrauchen, sondern auch Abwärme produzieren, soll auch diese genutzt werden. Für die Einspeisung ins bestehende Fernwärmenetz ist sie nicht warm genug. Eine andere Nutzungsoption muss her.
Hier kommt die Wäscherei ins Spiel. Sie soll über ein sogenanntes Solenetz mit dem ZPO verbunden werden. Hygroskopische Sole – eine feuchtigkeitsaufnehmende Salzlösung – kann Wärme nahezu verlustfrei speichern. Ist sie hoch konzentriert, entzieht sie der Luft Wasser und setzt dabei Wärme frei. Dieser Effekt soll in der Wäscherei zur Trocknung der Wäsche genutzt werden.
Wasserdampf wird absorbiert und zugleich muss weniger Zuluft zugeführt und erwärmt werden, was den Energiebedarf um ein Viertel senkt. Ist die ebenfalls erwärmte Sole mit Wasser gesättigt, wird sie durch einen Wärmetauscher Richtung ZPO geführt und dort mit Abwärme der Kälteanlagen regeneriert. Die Wärme entzieht der Sole das Wasser, wobei diese die zugeführte Wärme speichert. Und zwar bis zu 680 Kilowattstunden pro Kubikmeter entzogenem Wasser. Die Sole transportiert die Energie mit einer um Faktor drei höheren Dichte als Fernwärmenetze.
Da dieser Transport auch über weite Strecken funktioniert und die Sole jeweils regeneriert werden kann, wenn und wo Abwärme verfügbar ist, scheint das Solenetz wie gemacht für Adlershof. Denn in Klimaanlagen, Großgeräten und Produktionsprozessen fällt hier vielerorts Abwärme an, die sich nutzen ließe. In künftigen Schritten ist ein Kombination mit Gewächshaus-Fassaden denkbar. Die Sole könnte deren feuchter Luft Wasser entziehen, dabei Wärme freisetzen und dann dezentral mit Abwärme regeneriert werden.
„Noch läuft der Planungsprozess, aber wir werden schon bald erste bauliche Maßnahmen in Angriff nehmen“, erklären die Projektleiter Professor Felix Ziegler und Anja Hanßke. Auch Professor Kai Strunz und sein Team arbeiten mit Hochdruck an dem mit insgesamt 3,6 Mio. Euro geförderten Projekt. „Bis 2017 werden wir das Smart Grid zunächst planen, modellieren und in unserem Smart Grid Labor testen“, sagt Strunz. In der folgenden Projektphase sei geplant, das entwickelte Energiemanagement zu realisieren. „Um die Funktionsweise des Smart Grids zu veranschaulichen, wird ein Informationsraum in Adlershof entstehen“, erklärt er. Sein Standort werde aktuell ermittelt.
Von Peter Trechow für Adlershof Special