Zwei Kraftwerke, unterschiedliche Aufgaben

Selten ergibt sich die Gelegenheit, die Herausforderungen der Energiewende so nah zu erleben, wie Grüne Sachwerte es Anfang Juni 2024 erlaubt wurde. An einem Tag durfte das Team von Grüne Sachwerte sowohl das neue BHKW am Standort Hastedt der SWB besichtigen als auch das mittlerweile 13 Jahre alte Laufwasserkraftwerk nebenan – das eigentlich eine Windkraftanlage ist, aber dazu später mehr.

Im Bremer Ortsteil Hastedt wird bereits seit über 100 Jahren ein beträchtlicher Anteil der notwendigen Energie für Bremen produziert. Anfang des 20. Jahrhunderts stand mit der aufkommenden Industrialisierung vor allem die Stromproduktion im Vordergrund. Deshalb wurde hier zunächst ein klassisches Dampfturbinenkraftwerk mit einer Leistung von knapp über 2 Megawatt errichtet und wenig später im Jahr 1911 ein Wasserkraftwerk angeschlossen.

Die Lage war zur Energieproduktion ideal: Durch die Staustufe zum Erhalt der ganzjährigen Schiffbarkeit der Oberweser an dieser Stelle war es naheliegend, hier ein Laufwasserkraftwerk zu ergänzen. Gleichzeitig deckte die Weser einerseits den Kühlwasserbedarf für das Kondensationskraftwerk, andererseits konnte durch die Weser als Wasserstraße der stetige Bedarf an Brennstoff sichergestellt werden.

EnergiewendeÄnderung der Aufgaben im Wandel der Zeit

Wenn man Bremer fragt, was denn eigentlich dort in Hastedt passiere, wäre die Antwort mit hoher Wahrscheinlichkeit, das dort Strom produziert werde (ist doch klar). Und es wäre ja auch richtig! Allerdings besteht die Herausforderung bei der Energiebereitstellung heute nicht vornehmlich mehr in der Deckung des Strombedarfs. Beim Besuch der SWB Standorte in Hastedt wurde dem Team von Grüne Sachwerte eindringlich vermittelt, dass die Wärmeversorgung zukünftig Herausforderung Nummer eins für die kommunalen Versorger sein wird.

Mit Errichtung des Block 15 im Jahr 1987 wurde der Kraftwerksstandort Hastedt zum entscheidenden Lieferanten für Fernwärme im Bremer Osten. Block 15 galt Ende der 1980er Jahre als hochmodern, da es im Gegensatz zu normalen Kondensationskraftwerken durch die Kraft-Wärme-Kopplung rund 90% der eingesetzten Brennstoffmenge in Nutzenergie umwandelte. Allerdings bedeutet das gleichzeitig, dass weite Teile der Bremer Wohnhäuser und Betriebsstätten, unter anderem von Bremens größtem Arbeitgeber Mercedes, von der Wärmeversorgung aus dem Standort Hastedt abhängen.

Im Bremer Osten hängt ein Großteil der Wärmeversorgung vom Kraftwerksstandort Hastedt ab. Während Stromnetze verbunden sind und ein Austausch von Kraftwerkskapazitäten (beispielsweise im Havariefall) schnell durchgeführt werden kann, sind Wärmenetze in der Regel Inseln. Oder anders ausgedrückt: Ohne Wärmeproduktion in Hastedt wird es kalt im Bremer Osten.

Herausforderung für die WärmebereitstellungKohleausstieg in Bremen mit Abschaltung von Block 15 bereits 2024 abgeschlossen

Die planmäßige Abschaltung des Block 15 im Frühjahr 2024 ist dabei ein eindringliches Beispiel für die Herausforderungen der Energiewende. Der Ersatz der elektrischen Kapazität ist relativ einfach möglich. Das Stromnetz in Deutschland ist groß, die Netzkapazität ist zwar ausbaufähig, hält aber dennoch einer Kraftwerksabschaltung problemlos stand. Gleichzeitig wurden durch den stetigen Aufbau von Erzeugungskapazitäten insbesondere im Bereich erneuerbarer Energien die Voraussetzungen hierfür geschaffen. Knifflig wird es beim Ersatz der Wärmebereitstellung. Diese muss 1:1 vor Ort durch den Zubau neuer Kapazitäten erfolgen.

Und nicht nur das: Die Wärmewende erfordert einen deutlichen Ausbau der kommunalen Wärmeversorgung, da insbesondere im urbanen Bereich der Ersatz der vielfach in Bremer Reihenhäusern und Mehrfamilienhäusern eingebauten Gasetagenheizungen nicht einfach durch Wärmepumpen erfolgen kann. Der Ausbau der Fernwärme ist vorrangiges Ziel, die bis Mitte 2026 auch in Bremen abzuschließende kommunale Wärmeplanung stellt weitere hohe Anforderungen an die Wärmebereitstellung, unter anderem an den Kraftwerksstandort Hastedt. Mit Inbetriebnahme des neuen BHKWs 2023 wurde die Außerbetriebnahme von Block 15 erst möglich.

Das neue BHWK machte die Abschaltung des alten Kohleblocks 15 erst möglich. Im neuen BHKW arbeiten 9 Schiffsdiesel und produzieren auf relativ ineffiziente Weise Strom. "Genau das ist gut so", erklärt Felix Mahn von der SWB, "denn dadurch steigt der Wärmeertrag des BHKWs". Und Wärme ist das weitaus gewichtigere Produkt für die Bremer Energieversorgung.

Übrigens: Wenn die Wärme einmal nicht benötigt wird oder aufgrund eines technischen Defekts nicht abgenommen wird kann dennoch weiter Strom produziert werden. Möglich wird dies über Ventilatoren im Dachbereich, die die Abwärme aus dem Kraftwerk an die Außenluft befördern.

Kohleausstieg erfolgt - CO2-Ausstieg lässt auf sich warten

Auch wenn der Bremer Kohleausstieg medienwirksam im Frühjahr 2024 zelebriert wurde, kann es nicht darüber hinweg täuschen, dass es hier lediglich einen Umstieg von Kohle auf Gas gegeben hat. Die Produktion von Wärme und Strom im neuen BHKW hat die CO2 Intensität der Produktion verringert, jedoch bleibt sie hoch – es wird mit Erdgas weiterhin ein fossiler Brennstoff eingesetzt. Hier wird die Problematik der Energiewende deutlich: Die Stromproduktion ist relativ leicht umstellbar, die großen Herausforderungen liegen bei Wärmebereitstellung. Ohne Großwärmepumpen wird der zurecht geforderte Ausbau der Fernwärmeversorgung absehbar nicht CO2-Neutral werden.

Aber auch Wärmepumpen benötigen Strom – wie gut, das genau neben dem neuen BHKW vor 13 Jahren ein Windkraftwerk in der Weser versenkt wurde.

Grüne Sachwerte staunt: Bei dem im Jahr 2011 in Betrieb gegangenen neuen Weserkraftwerk handelt es sich tatsächlich um zwei an den Betrieb im Wasser angepasste Entwürfe aus dem Windkraftanlagenbau. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal zu traditionellen Anlagen ist, das die Achse der Turbine nicht vertikal, sondern horizontal verläuft.

Innovation auf dem WesergrundWas das neue Weserkraftwerk besonders macht

Normaler Weise wird Wasserkraft gewonnen, in dem die potentielle Energie des Wassers aus dem Lageunterschied zwischen einem Ober- und einem Unterwasser über eine vertikal angeordnete Turbine nutzbar gemacht wird. Vertikale Standardturbinen im Bereich Wasserkraft haben den Nachteil, das bei Eintritt des Wassers in die Turbine eine Änderung der Strömungsrichtung notwendig ist und mit Wirkungsgradverlusten herbeigeführt werden muss. Außerdem erhöht sich dadurch die Kavitationsgefahr, also das Risiko, dass kleinste Luftbläschen zu Schäden an den Turbinenblättern führen. Im Weserkraftwerk leitet die Welle die aufgenommene Rotationsenergie direkt ohne Getriebe auf einen Generator.

Auch getriebelose Anlagen sind aus der Windkraftanlagentechnik bekannt, so setzt der Anlagenbauer Enercon aus Aurich seit vielen Jahren erfolgreiche auf dieses Prinzip.

Es ist somit kein Zufall, dass Enercon sein Knowhow aus dem Windkraftanlagenbau für dieses Wasserkraftprojekt genutzt hat und eine Turbine speziell für den Einsatz im Bremer Weserkraftwerk entwickelt hat. Die Drehzahlvariabilität der Anlage spielt hier ihren Vorteil aus und kann die Gezeitenabhängigkeit des Energieangebots effizienter nutzen.

Sehr viel Mühe gegeben hat man sich mit dem Fischschutz. Aufstieg- und Abstieg wurden durch unterschiedliche Bypass-Systeme, Feinrechen und lockende Strömungen sichergestellt, so das Fischwanderungen zwischen Ober- und Unterweser nicht durch die Turbinenanlage gestört werden.

Grüne Sachwerte unterwegsEnergiewende hat viele Facetten

Es war für das Team von Grüne Sachwerte beeindruckend zu sehen, welche Herausforderungen die Energieversorgung für ein Versorgungsunternehmen wie die SWB bereit hält. Gleichzeitig ist offensichtlich, dass die Intensität, mit der den Aufgaben begegnet wird, sehr hoch und angemessen ist. Die Verknüpfung unterschiedlicher Sektoren, Wärme und Strom, sowie steigender Bedarf durch E-Autos und Wärmepumpen erhöhen die systemische Komplexität, und machen die Energieversorgung anfälliger. Aber es wurde auch eindrucksvoll aufgezeigt, welche Chancen clevere Ideen bieten: Knowhow aus dem Schiffsantrieb kann für effiziente BHKW-Technik genutzt werden, Systeme aus dem Windkraftanlagenbau bringen Effizienzschübe bei Wasserkraft.

Wir haben eine Menge mitgenommen!

Das Team von Grüne Sachwerte auf dem alten Gaskraftwerk der SWB in Hastedt - herzlichen Dank an Herrn Mahn für die tollen Einblicke und den sehr informationsreichen Tag!!

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