Von der verbrauchsbezogenen Erzeugung zum erzeugungsbezogenen Verbrauch: Tobias Werner ist Geschäftsführer der Firma Stadt Energie Speicher aus Bremen. Das Ziel umreißt die Aufgabe auf der Überseeinsel. Das Unternehmen zieht die Fäden des neuen Quartiers – von der Planung über den Bau bis zum Betrieb.
Das rund 15 Hektar große Areal ist seit mehr als 100 Jahren industriell geprägt. Bereits im Februar 1860 nahm dort der Weserbahnhof seinen Betrieb auf, im Jahr 1888 folgte der Freihafen, heute bekannt als Europahafen.
Die Hafenwirtschaft florierte. Sie brachte Bremen Tausende Arbeitsplätze und beträchtlichen Wohlstand. Der Zweite Weltkrieg verwandelte das prosperierende Industriegebiet in eine Wüste aus Bombenkratern und Trümmerhaufen.
Wirtschaftswunder am Hafen
Doch Anfang der 1960er-Jahre setzte auch hier das vielzitierte Wirtschaftswunder ein. Der US-amerikanische Konzern Kellogg’s nutzte die stadtnahe Lage der Halbinsel mit direktem Zugang zur Nordsee über die Weser und errichtete ein Werk mit eigener Hafenanlage und Verladebahnhof. Am 8. Juni 1964 liefen die ersten Frühstücksflocken vom Band. Das Unternehmen startete mit 20 Mitarbeitern, weitete seine Produktion und Belegschaft rasant aus.
Ende 2017 gab das Unternehmen den Standort in Bremen auf. Wenig später wurde die Überseeinsel GmbH gegründet. Ihre Aufgabe: Planung und Entwicklung der Immobilien auf der Halbinsel. „Insgesamt sollen hier im Laufe der kommenden Jahre rund 1.400 Wohnungen, öffentliche Infrastruktur, Büros und Gewerbeflächen entstehen“, erklärt Tobias Werner.
Energie von Wind, Sonne und der Weser
Das Energiekonzept für die Versorgung der Gebäude mit Wärme und Kälte ist anspruchsvoll. Es zielt nicht nur darauf ab, die Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren, sondern will zugleich netzdienlich sein. Auf nahezu allen Dächern sind Photovoltaikanlagen geplant. Die Weser soll Energie liefern, ebenso ein Großwärmespeicher. Ein ausgefeiltes Regelungskonzept sorgt dafür, dass Strom je nach Verfügbarkeit von Wind oder Sonne verbraucht wird.
Die Weser liefert für vier Wärmepumpen mit je 1,4 Megawatt Leistung die Energiequelle. Der Betrieb der Wärmepumpen ist an den Strompreis gekoppelt. „Wir betreiben die Wärmepumpen mit Strom aus dem öffentlichen Netz und anteilig aus den Solarflächen im Quartier“, erläutert Tobias Werner. „Wenn viel Wind- und Solarstrom eingespeist wird und der Preis an der Strombörse sinkt, nehmen unsere Wärmepumpen den Betrieb auf und liefern bis zu 70 Grad heißes Wasser.“
Erzeugung und Verbrauch entkoppeln
Das spart nicht nur Geld, es stabilisiert zudem das Stromnetz. Ein leistungsstarker Heizstab liefert negative Regelenergie. Er wird zugeschaltet, wenn zu viel Strom im Netz anliegt und erneuerbare Erzeuger abgeschaltet werden müssten.
Um Erzeugung und Verbrauch weitgehend zu entkoppeln, setzt das Planungsteam auf große Speicher für Wärme und Kälte. Denn bei Bedarf produzieren die Wärmepumpen auch Kälte. Dafür sind Wärmespeicher mit 600 Kubikmetern Volumen geplant – vier Tanks mit jeweils 17 Metern Höhe. Für die Speicherung von Kälte ist ein 150 Kubikmeter fassender Eisbreispeicher vorgesehen. Außerdem wird es neben der Quartiersgarage Batteriespeicher geben, um die Lastspitzen der Ladepunkte für E-Fahrzeuge abzufangen.
Die Abwärme, die bei der sommerlichen Kälteerzeugung oder dem winterlichen Betrieb der zum Quartier gehörenden Eislaufbahn entsteht, wird zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt.
KI regelt Wärmepumpen
Netze für Nahwärme und Nahkälte übernehmen die Verteilung der von den Wärmepumpen erzeugten Wärme beziehungsweise Kälte. „Die Wärmepumpen regeln wir vorhersagegesteuert“, meint Tobias Werner. „Den dafür erforderlichen Algorithmus entwickeln wir selbst.“
Das mit KI ausgestattete System integriert in seinen Prognosen die Wettervorhersagen und zu erwartende Stromerträge aus Photovoltaik und Windkraft. Weitere Parameter sind die voraussichtliche Entwicklung des Börsenstrompreises und des Wärmebedarfs – auch sie sind logischerweise abhängig von der Witterung. „Die Vorhersagen erfassen einen Zeitraum von 72 Stunden und werden viertelstündlich aktualisiert. Damit erreichen wir eine sehr hohe Genauigkeit.“ Für die Optimierung der Solaranlagen haben die Dächer unterschiedliche Ausrichtungen, um das Lastprofil über den ganzen Tag zu strecken.
Eigenes Parallelnetz
Der von den Solarmodulen gelieferte Strom fließt in die Energiezentrale des Quartiers. Dazu nutzen die Betreiber nicht das öffentliche Netz des kommunalen Energieversorgers, sondern verlegen ein physikalisches Parallelnetz. „Da wir unseren selbst erzeugten Strom nur innerhalb unseres eigenen Areals über ein eigenes Netz durchleiten, gelten wir nicht als Netzbetreiber“, nennt Tobias Werner den Grund. „Auf diese Weise sparen wir Netznutzungsentgelt.“
Für die Installation der Solardächer und der E-Ladestationen ist Adler Solar verantwortlich, gleichfalls in Bremen ansässig. Jörn Menke leitet die Produktentwicklung und Technik: „Wir haben einen Großteil der Anlagen bereits durchgeplant“, sagt er. „Wir stehen bereit, sobald die Gebäude fertiggestellt sind, damit wir aktiv werden können.“ Im Endausbau wird die Photovoltaik im neuen Bremer Stadtquartier rund 1,2 Gigawatt leisten.
