Die ostfriesische Insel Borkum will mit Wärmepumpen ihren Erdgas-Bezug ersetzen. (Foto: (c) Nordseeheilbad Borkum GmbH)

Borkum-Reede: Wärmepumpe und Elektrolyseur versorgen Wohnquartier

Die Borkum Hafen Immobilien GmbH entwickelten seit 2018 gemeinsam mit dem Wiener Architektenbüro Delugan Meissl Associated Architects (DMAA) und mit Unterstützung durch die Nordseeheilbad Borkum GmbH ein Konzept zur Entwicklung eines Offshore-Service-Quartiers am Nordufer von Borkum sowie dem oberen Teil des Ostufers, dem ehemaligen Marinehafen.

Die Quartiersentwicklung erfolgt in zwei Abschnitten: Der erste Bauabschnitt sieht die Fertigstellung von rund 100 Wohneinheiten vornehmlich für Offshore-Service-Mitarbeiter vor. In einem zweiten Bauabschnitt sollen rund 140 Wohneinheiten vornehmlich für touristisches Servicepersonal folgen.

Borkum auf dem Weg zur emissionslosen Insel – mittels Wärmepumpen

Noch 2018 bezog Borkum trotz eigener regenerativer Stromerzeugung mittels Wind- und Solarenergieanlagen auf der Insel zur Deckung des eigenen Energiebedarfs Strom, Gas und Kraftstoffe vom Festland. Sei es zum Betreiben von Elektrogeräten im Haushalt, zum Heizen oder für die Mobilität mittels Autos, Bussen und Fähren.

Allein der durch Strom und Gas gedeckte Energiebedarf beläuft sich momentan auf insgesamt 170 Gigawattstunden (GWh). Davon fallen 30 GWh auf Strom und 140 GWh auf Gas. Die Deckung dieses Energiebedarfs führt jährlich zu einem Ausstoß von rund 36.000 Tonnen umweltschädlichen CO₂ – 5.000 t durch den durch Strom- und 31.000 t durch den durch Gas gedeckten Energiebedarf.

Wärmepumpe nutzt Nordseewasser aus dem Borkumer Hafen

Mit dem Quartierskonzept KfW 432 wird im Borkumer Stadtteil Reede ein wichtiger Grundstein für Klimaneutralität gelegt. Beim KfW 432 geht es um die energetische Stadtsanierung, die für Kommunen oder kommunale Unternehmen bezuschusst wird.

Im Bereich Reede Mitte handelt es sich dabei um klimaneutral gebaute Offshore-Neubauten, die nach dem energetischen Standard KfW 40+ gebaut wurden und den CO₂-Ausstoß reduzieren sollen. Klimaneutral heißt auf Borkum konkret der Wechsel von herkömmlicher Gasverbrennung auf die Verwendung von innovativer Wärmepumpentechnologie.

Wärmepumpen benötigen immer eine ergiebige Wärmequelle. Daher wird im Projekt in Borkum-Reede das Nordseewasser aus dem Hafenbecken mit einer Tauchpumpe gefördert und in einen von der Deutsche Bundesstiftung Umwelt geförderten Versuchscontainer der Firma DUPUR geleitet. Hier sorgt ein spezielles Reinigungssystem für einen optimalen Wärmetauscher-Effekt, um die nachgeschaltete Wärmepumpe ständig mit dem unerschöpflichen Wärmestrom zu versorgen.

Elektrolyseur ergänzt Wärmeerzeugung mit Offshore-Strom

Parallel zu diesem Vorgang, soll Strom aus den Offshore-Windparks einem Elektrolyseur zugeführt werden, der Wasserstoff herstellt. Durch das Herstellen von Wasserstoff wird Abwärme freigesetzt, die dem Wärmesystem als notwendige Ergänzungswärme, z.B. für die Erwärmung des Brauchwassers zur Verfügung stellt.

Der im Elektrolyseur erzeugte Wasserstoff kann zum einen als Brennstoffzelle zur Wärmeerzeugung in Haushalten und zusätzlich als Treibstoff für Wasserstoff-Mobilität auf der Insel genutzt werden.

Photovoltaik sorgt für Strom im Offshore-Quartier

Die Stromversorgung des Wohnquartiers selbst wird zusätzlich durch photovoltaischen Stromversorgung unterstützt. Die Dächer der drei Wohnbauten wurden dafür großflächig mit einer 180 kW_p starken PV-Anlage eingedeckt. Nicht sofort genutzter Solarstrom wird in einem Solar-Batteriespeicher mit einer Speicherkapazität von 134 kWh, der in einem separaten Gebäude im Norden des Grundstücks eingerichtet wurde, zwischengespeichert.

Durch die Photovoltaik-Batterie kann die netzunabhängige Eigenstrom-Versorgung auf rund 60% gesteigert werden, sodass nur Produktionsspitzen, die nicht gespeichert werden können, ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden müssen.

So können in bilanzieller Hinsicht mit dem Photovoltaik-Strom rund 15% mehr als der Strombedarf des Borkumer Vorzeige-Quartiers gedeckt und jährlich etwa 83 Tonnen CO₂ eingespart werden.

Wärmepumpen sollen Erdgas gänzlich ersetzen

Wärmeversorgung durch Sektorkopplung nennt sich das Verfahren und vereint die Sektoren der CO₂–Neutralität, Hausstrom, Wärmeversorgung und Mobilität, unter einem Dach. Die Gasversorgung würde nicht mehr stattfinden und den hohen CO₂–Ausstoß deutlich verringern. Das Offshore-Quartier mit seiner klimaneutralen Ausstattung eröffnen so den Weg in eine emissionslose Inselversorgung.

Der Gesamtverbrauch von 170 GWh würde aufgrund der Nachfrage bestehen bleiben, teilt sich aber anders auf. 30 GWh wären dann nach wie vor regulärer (regenerativ) Strom, 35 GWh (regenerativ) würden für die Versorgung der Wärmepumpeninfrastruktur verwendet werden, ein Großteil von 105 GWh wären jedoch der Umweltwärme zuzuschreiben.

Auf Gas und den entsprechenden Bezug könnte verzichtet werden, was den totalen CO₂–Ausstoß von 36.000 t auf null setzen würde. So ist nicht nur der Einfluss auf die Umwelt signifikant, auch der Verbraucher wird entlastet. Borkum will so ökologische und ökonomische Nachhaltigkeits-Ziele gleichermaßen erreichen.

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