Erneuerbare Energien bei Google bevorzugen
Auf dem Areal der ehemaligen Prinz-Leopold-Kaserne in Regensburg entsteht eines der ambitioniertesten Quartiersprojekte Bayerns. Rund 600 Wohneinheiten sollen im ersten Entwicklungsabschnitt über ein kaltes Nahwärmenetz, Wärmepumpen, Batteriespeicher und ein KI-gestütztes Energiemanagementsystem versorgt werden. Die technische Umsetzung der Energiezentrale sowie des Wärme- und Solenetzes verantwortet Gammel Engineering.
Wo heute Bagger, Bohrgeräte und Rohbauten das Bild prägen, wurden bis vor wenigen Jahren noch Soldaten ausgebildet. Auf dem 18 Hektar großen Areal der ehemaligen Prinz-Leopold-Kaserne im Südosten Regensburgs entwickelt die Stadt Regensburg ein neues Quartier. Allein im ersten Entwicklungsabschnitt sollen rund 600 Wohneinheiten mit etwa 58.000 Quadratmetern Wohnfläche entstehen.
Foto: Gammel Engineering
Die Stadt legte früh fest, dass die Wärmeversorgung ohne fossile Energieträger auskommen soll. Die Herausforderung: Für ein Quartier dieser Größenordnung musste ein Energiesystem gefunden werden, das Versorgungssicherheit, Klimaschutz und Wirtschaftlichkeit miteinander verbindet. Mit der technischen Umsetzung beauftragte die Stadt das Ingenieurbüro Gammel Engineering aus Abensberg, das seit Sommer 2024 für die Leistungsphasen 3 bis 9 verantwortlich ist, d.h. von der Entwurfsplanung über Vergabe und Ausführung bis zur Baubegleitung.
Ein Quartiersenergiesystem statt einer einzelnen Wärmequelle
Statt auf einen zentralen Wärmeerzeuger zu setzen, verfolgt Regensburg einen technologieoffenen Ansatz. Geothermie, Wärmepumpen, Photovoltaik, Batteriespeicher, Power-to-Heat und Blockheizkraftwerk übernehmen jeweils unterschiedliche Aufgaben und bilden gemeinsam die Grundlage für eine weitgehend fossilfreie Wärmeversorgung. Scheint die Sonne, wird überschüssiger Solarstrom genutzt, um Speicher zu laden und Wärme vorzuproduzieren. Steigt der Wärmebedarf, werden zusätzliche Wärmepumpenkapazitäten zugeschaltet. Und wenn über mehrere Tage nur wenig erneuerbarer Strom zur Verfügung steht, übernimmt das Blockheizkraftwerk.
Quelle: Stadt Regensburg, Direktorialbereich 1.7
Perspektivisch sollen sogar weitere Wärmequellen hinzukommen. Neben der Geothermie wird bereits die Nutzung von Abwasserwärme mitgeplant. Zudem soll im Rahmen des Projekts ERO+ ein Elektrolyseur entstehen, der mit erneuerbarem Strom Wasserstoff produziert. Die dabei anfallende Abwärme könnte künftig ebenfalls in das Quartiersenergiesystem eingebunden werden. „Das macht das Projekt so spannend: dass hier einfach versucht wird, alle technischen Möglichkeiten zu nutzen, die sich anbieten", sagt Johannes Scheugenpflug, verantwortlicher Projektleiter bei Gammel Engineering.
Zwei Netze, eine Energiezentrale
Das technische Rückgrat des Systems bilden zwei getrennte Netze: ein Solenetz und ein Wärmenetz. Während das Solenetz die Wärme aus dem Erdreich zur Energiezentrale transportiert, verteilt das Wärmenetz die nutzbare Wärme an die Gebäude.
Quelle: Gammel Engineering
Im ersten Entwicklungsabschnitt werden rund 240 Erdsonden mit einer Tiefe von jeweils etwa 70 Metern unter den Gebäuden eingebracht. Durch sie zirkuliert eine Sole aus Wasser und Glykol, die dem Erdreich Wärme entzieht und diese anschließend zur Energiezentrale transportiert. Die Erdreichtemperatur liegt in dieser Tiefe ganzjährig bei etwa 10 °C. Je länger die Heizsaison andauert und je kälter es draußen ist, desto stärker kühlt das Erdreich ab. Im Extremfall sinkt die Soletemperatur auf bis zu 2 °C im Vorlauf und -2 °C im Rücklauf. Damit die Geothermie als Wärmequelle langfristig erhalten bleibt, werden die Sondenfelder im Sommer aktiv regeneriert: PV-Überschussstrom und künftig Abwärme des Elektrolyseurs speisen Wärme zurück ins Erdreich – als Vorbereitung für die nächste Heizperiode.
Foto: Stadt Regensburg, Effenhauser
In der Energiezentrale übernehmen drei Sole-Wärmepumpen mit 735 kW Gesamtleistung den nächsten Schritt: Sie heben die geothermische Wärme auf die für die Versorgung erforderliche Temperatur an. Von dort gelangt die Wärme in das Wärmenetz – mit 40 °C im Vorlauf und einer Spreizung von 10 Kelvin. Die niedrige Vorlauftemperatur ist möglich, weil die Gebäude konsequent auf einen energieeffizienten Betrieb mit Flächenheizungen ausgelegt wurden.
Für die Trinkwassererwärmung reicht das niedrige Temperaturniveau des Wärmenetzes jedoch nicht aus. Um die hygienischen Anforderungen an die Warmwasserbereitung zu erfüllen, heben dezentrale Booster-Wärmepumpen in den Gebäuden das Netzwasser auf 60 bis 65 °C an. Im ersten Quartier sind sechs solcher Unterstationen geplant. Mehrere Pufferspeicher mit insgesamt 60.000 Litern schützen die Wärmepumpen vor Taktbetrieb und gleichen kurzfristige Lastschwankungen aus.
Die Investitionskosten für die erste Energiezentrale einschließlich der Wärme- und Solenetze belaufen sich auf rund 21 Millionen Euro. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle fördert im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Wärmenetze bis zu 40 % der förderfähigen Ausgaben. Ein wesentlicher Bestandteil des Konzepts ist dabei die intelligente Steuerung des Gesamtsystems.
Wenn die KI den Erzeugermix regelt
Die Vielzahl an Erzeugern und Speichern macht das Innovationsquartier technisch flexibel, aber auch komplex. Gesteuert wird das Gesamtsystem deshalb über b.eos, ein KI-gestütztes Energiemanagementsystem von Siemens. Es verarbeitet Wetterprognosen, Energiepreise und Verbrauchsdaten und entscheidet, welcher Erzeuger wann zum Einsatz kommt.
Statt nach festen Fahrplänen zu arbeiten, reagiert das System dynamisch auf die jeweilige Situation im Quartier. Es kann Wärme bevorraten, Lastspitzen antizipieren und Erzeuger je nach Bedarf priorisieren.
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Mit der Zeit lernt die Software außerdem typische Verbrauchsmuster im Quartier kennen – etwa Lastspitzen am Morgen und Abend – und passt die Wärmeerzeugung entsprechend an. So entsteht ein Energiesystem, das Erzeugung, Speicherung und Verbrauch laufend aufeinander abstimmt.
Das Energiesystem wächst weiter
Mit dem ersten Entwicklungsabschnitt ist die Entwicklung des Innovationsquartiers noch nicht abgeschlossen. Weitere Energiezentralen sind bereits geplant. Zusätzliche Wärmequellen wie Elektrolyseur-Abwärme und Abwasserwärme sollen schrittweise hinzukommen.
„Wir wollen hier das gesamte technische Potenzial nutzen. So eine Gelegenheit hat man nicht immer", sagt Johannes Scheugenpflug, verantwortlicher Projektleiter bei Gammel Engineering. Das Energiesystem ist nicht auf eine einzelne Wärmequelle ausgelegt, sondern kann mit dem Quartier wachsen. Was in Regensburg entsteht, ist damit mehr als ein neues Wohnquartier: Es ist eine Infrastruktur, die offen bleibt für das, was noch kommt.
Eckdaten
Wärmeerzeugung: 735 kW Sole-Wärmepumpen (Trane RTSF 090 HSE), 360 kW Luft-Wärmepumpen (Heliotherm S40L-M-Solid), 900 kW Power-to-Heat, 168 kW BHKW
Gesamtleistung: ca. 2,2 MW
Geothermie: ca. 240 Erdsonden à 70 m, Entzugsleistung ca. 30 W/m
Batteriespeicher: 1.120 kWh
Pufferspeicher: insgesamt 60.000 Liter
Solenetz: Vorlauf 2 °C / Rücklauf -2 °C
Wärmenetz: Vorlauf 40 °C / Rücklauf 30 °C
Weitere Informationen unter www.gammel.de
Die in Abensberg ansässige Gammel Engineering GmbH entwickelt seit ihrer Gründung 1987 innovative und nachhaltige Energie- und Versorgungskonzepte für ihre Kunden aus dem Mittelstand, der Industrie sowie der öffentlichen Hand. Das Unternehmen ist unabhängig von Herstellern, Fabrikaten, Energieträgern sowie Finanzinstituten und beschäftigt derzeit 55 Mitarbeitende.