Harburger Elbcampus nutzt Eisspeicher und Gaswärmepumpe

Der Elbcampus ist das Bildungs- und Kompetenzzentrum der Handwerkskammer Hamburg und wurde 2008 im südlichen Bereich der sogenannten Bahnhofslinse in Hamburg-Neuland auf einem rund 27.500 m³ großen Grundstück errichtet. Die Beheizung erfolgt über einen Eisspeicher und Gaswärmepumpe.

Am Elbcampus werden berufliche Aus- und Weiterbildung, Bildungsberatung, Beratung in Umwelt- und Klimaschutzfragen, in energiesparendem Bauen und dem Einsatz erneuerbarer Energien und Beratung rund um das Thema Personal für das Hamburger Handwerk und kleine und mittelständische Unternehmen angeboten.

Daher lag es nahe, auch als Heizung auf eine innovative Wärmepumpe zu setzen. So wird für den Heizbetrieb in den Wintermonaten im Elbcampus die Sommerwärme genutzt und umgekehrt im Sommer das Gebäude mit dem im Winter entstandenen Eis gekühlt. Grundlage für dieses System ist die Kombination aus einem großen thermischen Solar-Eisspeicher und einer Gasabsorptionswärmepumpe.

Das in die Erde eingelassene, gut gedämmte Bassin fasst 150 m³ Wasser. Dieses Wasser nimmt im Sommer die überschüssige Wärme aus dem Gebäude über Wärmetauscher im Inneren des Speichers auf. Im Winter wird die im Speicher vorhandene Wärme zum Heizen genutzt. Dabei wird dem Wasser soviel Wärme entzogen, dass sich Eis bildet. Insgesamt kann man so 30–40 % mehr Wärme zum Heizen erzeugen, als wenn man Erdgas in einem Brennwertkessel direkt verbrennen würde.

In dem Wechsel von flüssigem Wasser zu Eis steckt die notwendige Energie, die sogenannte Erstarrungsenthalpie. Es kann also eine große Wärmemenge in einem kleinen Volumen gespeichert werden. Das im Winter durch den Wärmeentzug entstandene Eis kühlt im Sommer das Gebäude ohne nennenswerten fossilen Energieaufwand.

Damit man dem Speicher soviel Wärme entziehen kann, dass tatsächlich Eis entsteht und mit dieser Wärme auch noch geheizt werden kann, nutzt man eine Wärmepumpe. Sie bringt eine Kilowattstunde Wärme, die aus dem Speicher (0° C!) kommt, auf eine höhere Temperatur, mit der man dann heizen kann. Dazu braucht man zusätzliche Energie, in diesem Fall Erdgas. Insgesamt kann man so 30-40 % mehr Wärme zum Heizen erzeugen, als wenn man Erdgas in einem Brennwertkessel direkt verbrennen würde.

Das innovative System Eisspeicher und Gaswärmepumpe wurde durch HanseWerk AG und die Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt Hamburg unterstützt. Mit dieser Technologie lässt sich der emmissionsärmste fossile Energieträger Erdgas besonders effizient zur Wärme- und Kälteerzeugung einsetzen. Die saisonale Langzeitspeicherung der Energie bietet eine klimaschonende Alternative zur konventionellen Gebäudebeheizung und Kühlung.

Als Demonstrationsprojekt im laufenden Betrieb versorgt das System den ELBCAMPUS allerdings nur zu einem kleinen Teil mit Kälte und Wärme, andere ebenfalls sehr effiziente Anlagen wie das Blockheizkraftwerk und die Absorptionskältemaschine sind die Hauptversorger. Im laufenden Betrieb der Anlage soll diese Technologie auf ihren Nutzen hinsichtlich einer Treibhausgas-emissionsarmen Gebäudeversorgung weiter untersucht werden. Schon jetzt zeigen die Messwerte, dass das System zukunftsfähig ist.