Projekt
In unmittelbarer Nähe zum Potsdamer Platz realisiert die BEW Berliner Energie und Wärme GmbH in Zusammenarbeit mit der Siemens Energy AG das Projekt „Qwark³“, welches ein Vorzeigeprojekt der Wärmewende darstellt. Im Rahmen des Projektes wurde in der BEW-Kältezentrale eine Groß- und Hochtemperatur-Wärmepumpe installiert, welche ein scheinbar widersprüchliches Prinzip nutzt: Wärme aus Kälte erzeugen.
Das Projekt zeigt, wie eine effizientere Kopplung der Energieressourcen Wärme, Kälte und Strom in einem Quartier mit bereits bestehenden Wärme- und Kältenetzen realisiert werden kann.
Seit 1997 werden rund um den Potsdamer Platz in Berlin mehr als 12.000 Büros, 1.000 Wohnungen sowie eine Anzahl Kultureinrichtungen und Hotels über ein Kältenetz der BEW (vormals Vattenfall) gekühlt. Es handelt sich um das bisher größte Kältenetz Deutschlands, das 14 km Leitungen umfasst. Dabei wird Raumwärme aufgenommen und aus den Gebäuden abgeführt. Das Fernkältewasser wird mit Absorptions- und Kompressionskälteanlagen auf eine Temperatur von 6 °C abgekühlt. Die installierte Kälteleistung der Gesamtanlage beträgt 45 MW, die Kältebereitstellung erfolgt 24/7, 365 Tage im Jahr. Die dabei entstehende Abwärme wurde über Kühltürme an die Umgebung abgegeben und nicht weiter genutzt.
- 65% Erneuerbare Energien
- Quartier
- Wärmepumpe
Bautafel:
Inbetriebnahme
12/2024
Baukosten
8,85 Mio. €
Förderung
durch das BMWE im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms mit 45% Förderquote (4,4 Mio. €)
Energieeffizienz & Einsparungen
Senkung des Energieverbrauchs:
55.000 MWh/ Jahr (1)
Prozentuale Energieeinsparung:
ca. 0,5% bzw. <10% (2)
Einsparung von CO2: 6.500 Tonnen
Einsparung von Kühlwasser: 120.000m3
(1)= von der WP in Fernwärmenetz eingespeiste Wärme und daher verdrängte konventionelle Wärmeerzeugung
(2)= Formel: Prozentuale Einsparung = von der WP produzierte Wärme / verkaufte Fernwärme (1. Wert: Gesamtes FW-Netz, 2. Wert: Schätzung Teilnetz Berlin Mitte)
Verwendete Technik
-Externe Abwärmenutzung einer Kälteerzeugungsanlage
-Hochtemperatur-Wärmepumpe von Siemens Energy
Herausforderungen
Die bislang ungenutzte Abwärme trug zu einer Erwärmung des Quartiers bei. Ferner besteht am Potsdamer Platz durch die hohe Anzahl an Büro-, Wohn-, und sonstigen Nutzflächen ein hoher Bedarf an Wärme. In solchen dicht bebauten Innenstadtquartieren ist zudem der verfügbare Platz für den Bau von neuen großtechnischen Anlagen stark begrenzt. Die Errichtung der Hochtemperatur-Wärmepumpe erfolgte daher innerhalb des bestehenden Gebäudes der Kälteerzeugungsanlage am Potsdamer Platz. Die Integration der maschinentechnischen als auch der elektro- und leittechnischen Komponenten erfolgte während des laufenden Betriebes.
Ziele & Erfolge
Mit dem Projekt wird die Kälteversorgung des Quartiers am Potsdamer Platz noch energieeffizienter gestaltet und effektiv mit der Wärmeerzeugung gekoppelt. Der Einsatz der Hochtemperatur-Wärmepumpe sorgt für eine zusätzliche Wärmebereitstellung für das Fernwärmenetz von jährlich etwa 55 Gigawattstunden. Dabei werden pro Jahr 120.000 Kubikmeter Frischwasser der Nasskühltürme eingespart.
Somit können durch die Wärmepumpe in den Sommermonaten rund 30.000 Haushalte mit Warmwasser sowie 3.000 Haushalte im Winter mit Wärme versorgt werden. Die Anlage hat im laufenden Betrieb die Wärmeerzeugung durch Erdgas ersetzt. Die Technologie kann dadurch einen weiteren Beitrag für den Ersatz fossiler Wärme in städtischen Fernwärmenetzen leisten. Dadurch lassen sich jährlich rund 6.500 Tonnen CO₂ einsparen.
Funktionsweise
Die eingesetzte Hochtemperatur-Wärmepumpe erfüllt eine Leuchtturm-Funktion, denn sie ist die erste ihrer Art, welche unter Realbedingungen erprobt wird. Nachdem sie zuerst einige Monate im Test- und Probebetrieb lief, ist sie seit Dezember 2024 im Dauerbetrieb.
Die Groß- und Hochtemperatur-Wärmepumpe nutzt die in der Kältezentrale entstehende Abwärme aus dem Kühlwasser als Wärmequelle. Dabei erhitzt sie mittels Strom und einem neuartigen Kältemittel die Temperatur der Restwärme aus dem Kälteerzeugungsprozess auf ein Niveau von 120 Grad Celsius. Die so erzeugte Wärme fließt anschließend ohne Umwege direkt in das Fernwärmenetz und versorgt das angeschlossene Stadtquartier mit umweltschonender Wärme.
Damit ermöglicht der Einsatz der Wärmepumpe eine erhebliche Reduktion der Wärmeabgabe an die unmittelbare Umgebung innerhalb des Quartiers. Konkret bedeutet das, dass die Wärmeabgabe an die Umgebung dabei um 36 GWh/a sinkt. Das entspricht nahezu einer Halbierung der bisherigen Abwärmemenge. Zusätzlich wird durch den Betrieb der Hochtemperatur-Wärmepumpe die Last der Rückkühlanlagen der Kältezentrale reduziert.
