Geothermie-Projekt in Hamburg-Wilhelmsburg schreitet voran

4-stufige Wärmepumpenanlage wird bereits gefertigt

Das Geothermie-Projekt auf Hamburgs größter Elbinsel Wilhelmsburg ist mitten in der Realisierung. Das auf Großkälteanlagen und Großwärmepumpen spezialisierte Unternehmen WESKA Kälteanlagen GmbH fertigt bereits die maßgeschneiderte Wärmepumpenanlage. Auch der Leitungsbau, um die Geothermie-Anlage an den Energiebunker anzubinden, ist in vollem Gange.

„Wir wollen unsere geothermische Wärme maximal nutzen. Unsere Ingenieure und Weska haben daher eine hocheffiziente und technologisch besondere Wärmepumpenanlage konzipiert,“ so Thomas-Tim Sävecke, Geschäftsbereichsleiter Engineering der Hamburger Energiewerke und verantwortlich für die technische Umsetzung des Projekts. Die Wärmepumpenanlage besteht aus zwei 4-stufigen Wärmepumpen. „Aufgrund der besonderen Anlagenkonzeption müssen wir vergleichsweise wenig Strom einsetzen. Denn die Erdwärme wird in einem vierstufigen Prozess sehr effizient verdichtet und so auf das erforderliche Temperaturniveau der Fernwärme gebracht,“ so Sävecke weiter. Außerdem können die beiden mehrstufigen Wärmepumpen mit ihren Komponenten sehr gezielt gesteuert werden, um die Abgabeleistung und die erforderliche Temperatur gemäß den Erfordernissen zu regeln. Die beiden Wärmepumpenstränge, die mit einem natürlichen Kältemittel arbeiten, haben zusammen eine Leistung von rund 8 Megawatt und nach Herstellerangaben eine Leistungszahl (COP, coefficient of performance) von bis zu 4,5 (W48/W75).*  

Der familiengeführte Hersteller Weska in Netzschkau (Sachsen) errichtet seit über 20 Jahren Großkälteanlagen und Großwärmepumpen und wird die Hamburger Wärmepumpenanlage am eigenen Standort aufbauen, bevor sie in Hamburg Wilhelmsburg installiert werden soll. Die Wärme aus der Geothermie-Anlage bildet zukünftig die Grundlast der Wärmeversorgung in Hamburg-Wilhelmsburg. Die kommerzielle Wärmelieferung soll im Verlauf des Jahres 2026 starten. Neben Wind und Sonne ist Geothermie die dritte Säule der erneuerbaren Energien. Geothermie ist als grundlastfähige Wärmeenergie eine wichtige Säule der Wärmewende, da sie konstant und lokal verfügbar ist.

Die zirka 1,4 Kilometer lange Anbindungsleitung, mit der die Geothermie-Anlage an den Energiebunker angeschlossen wird, ist bereits im Bau und soll gemäß aktueller Planung noch in diesem Frühsommer fertiggestellt werden. Ein 35 Meter langer Tunnel zur Unterquerung des Bahndammes und der daneben liegenden Hauptverkehrsstraße, die größte Herausforderung für den Leitungsbau, wurde bereits erfolgreich in diesem Februar gebaut. 

Das Geothermie-Projektteam hat in 2023 erfolgreich ein geothermisches Reservoir in einer Tiefe von über 1.300 Metern erschlossen. Die Experten rechnen mit einer rein geothermalen Wärmeleistung von zirka 6 Megawatt. Das Thermalwasser wird in einem geschlossenen Kreislauf gefördert und wieder in das Reservoir zurückgeleitet. Im Heizhaus wird dem zirka 48 Grad Celsius warmen Thermalwasser mittels eines Wärmetauschers Wärme entzogen und durch die effiziente Wärmepumpenanlage auf die erforderliche Temperatur zwischen 75 und 85 Grad Celsius angehoben und an den Heizwasserkreislauf abgegeben. Aufgrund des geplanten mehrstufigen Wärmepumpenprozesses kann die gewonnene Wärmeenergie und damit auch die Anzahl der versorgten Haushalte von rechnerisch ursprünglich 4.700 auf über 6.000 erhöht werden. Mit der Geothermie-Anlage soll die Fernwärmeversorgung in Wilhelmsburg weiter ausgebaut werden, um fossile Wärmeerzeuger zu verdrängen. Dafür werden die bereits existierenden zwei Wärmenetze – Energiebunker und Energieverbund – zusammengeschlossen, schrittweise verdichtet und ausgebaut.

Das Hamburger Geothermie-Projekt wird von Hamburg Energie Geothermie, einer Tochter der Hamburger Energiewerke, umgesetzt. Das Projekt ist Teil des Reallabors IW3 – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg, das eine nahezu CO₂-freie Wärmeversorgung von Wilhelmsburger Wohnquartieren anstrebt. Als „Reallabor der Energiewende“, fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) das IW3 Vorhaben mit insgesamt rund 22,5 Millionen Euro, um die Forschung und Entwicklung im Bereich zukunftsweisender Energietechnologien zu unterstützen.

* Der COP-Wert (Coefficient of Performance), auch Leistungszahl, ist eine Kennzahl für die Effizienz einer Wärmepumpe. Er beschreibt das Verhältnis zwischen eingesetzter Leistung zur damit erzeugten Wärme bzw. Kälte an einem bestimmten Lastpunkt, in der Regel bei Volllast. Der COP-Wert wird im Labor unter Normbedingungen bestimmt.

Faktenblatt zur Hamburger hydrothermalen Geothermie 
 

• Tiefe der Produktionsbohrung: ca. 1.400 Meter
• Tiefe der Injektionsbohrung: ca. 1.300 Meter
• Mächtigkeit der Sandsteinschicht: ca. 130 Meter
• Alter der Gesteinsschicht: 45 Mio. Jahre
• Thermalwasser-Temperatur: zirka 48 °C
• Förderrate: ca. 140 m³/h
• Geothermale Wärmeleistung: ca. 6 MW
• Wärmepumpeneinsatz zur Temperaturanhebung des Fernwärmewassers: 75-85 Grad Celsius, je nach Jahreszeit

Bild: Infografik zur Wärmepumpenanlage
Bildunterschrift: Die Wärmepumpenanlage aus zwei 4-stufigen Wärmepumpen wurde für die Hamburger Geothermie-Anlage maßgeschneidert konzipiert. Die geothermische Wärme von zirka 48 Grad Celsius wird durch einen effizienten Stromeinsatz in einer kaskadierten Verdichtung auf die erforderliche Fernwärmetemperatur zwischen 75 und 85 Grad Celsius gebracht. Die Geothermie-Anlage wird an das Ökokraftwerk Energiebunker angeschlossen und sorgt zukünftig für eine klimafreundlichere Wärmeversorgung von Hamburger Haushalten in Wilhelmsburg. 
Bildhinweis: Hamburger Energiewerke

Das Unternehmen Weska Kälteanlagen GmbH
Die Weska Kältetechnik GmbH ist ein inhabergeführtes Familienunternehmen, das seit über 20 Jahren Großkälteanlagen und Großwärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln errichtet. Neben dem Bau liegt die Kernkompetenz des europaweit tätigen Unternehmens auch in der Konzepterstellung, Konstruktion und Wartung aller Anlagenkomponenten. In Zusammenarbeit mit den Kunden werden so hoch effiziente Anlagen entworfen, die optimal auf die jeweiligen Bedürfnisse und das Projekt abgestimmt sind. In den Anlagen kommen bewährte und verlässliche Komponenten renommierter Hersteller zum Einsatz, die allen gängigen Industriestandards genügen und Langlebigkeit sowie eine hohe Verfügbarkeit gewährleisten.

Ihre Ansprechpartnerin für weitere Informationen:

Bettina Schwarz
Hamburger Energiewerke GmbH, 
Unternehmenskommunikation
bettina.schwarz@hamburger-energiewerke.de
Telefon: +49 40 6396-2733