Energiepark Hafen
Hamburgs Wärmeversorgung wird bis 2030 kohlefrei und bis 2040 klimaneutral. Der neue Erzeugerpark Energiepark Hafen ist ein wichtiger Meilenstein, um das Kraftwerk Wedel abzulösen. Dafür nutzen wir konsequent Hamburgs Vorteil als Industriestandort und Millionenmetropole. Wir gehen dorthin, wo bislang ungenutzte Wärmequellen sind – auf die Elbinsel Dradenau. Hier binden wir über unsere neue Gas- und Dampfturbinenanlage (GuD) die lokalen, klimaneutralen Wärmequellen für die Fernwärme ein. So ändert sich die Energieerzeugung – von einem großen Kraftwerksstandort hin zu einem modularen Konzept. Der Energiepark Hafen trägt dazu bei, CO2-Emissionen zu senken und die Wärmeversorgung der Stadt lokal und nachhaltig zu gestalten. Mit dem Energiepark Hafen setzen wir Maßstäbe in der Wärmewende.
Der modulare Erzeugerpark sammelt Abwärme aus umliegenden Quellen ein. Mit dem Energiepark sparen wir zukünftig bis zu 360.000 Tonnen CO2-Emissionen jährlich ein.
Damit die klimafreundliche Wärme zu den Kundinnen und Kunden unseres Stadtnetzes nördlich der Elbe gelangt, bauen wir die sogenannte Südleitung. Diese 7,6 Kilometer lange Trasse verbindet den Energiepark Hafen im Süden Hamburgs mit dem bestehenden Stadtnetz auf der gegenüberliegenden Elbseite. Ein zentraler Bestandteil der Südleitung ist der Fernwärmetunnel in 30 Meter Tiefe unter der Elbe.
Zahlen, Daten, Fakten: Energiepark Hafen
Hamburger klimaneutrale Wärmequellen nutzen
Im Energiepark Hafen nutzen wir klimaneutrale Wärmequellen: Abwärme aus Industrie, aus Klärwerksprozessen und der thermischen Abfallverwertung sowie Wärme aus Klärwerksprozessen. So fällt beispielsweise bei Industrieprozessen wie der Stahlproduktion viel Wärme an. Diese unvermeidbare Abwärme genauso wie die Abwärme der Müllverwertungsanlage Rugenberger Damm speisen wir zukünftig im Energiepark Hafen in das Fernwärmenetz ein. In unmittelbarer Nachbarschaft zu unserer Gas- und Dampfturbinenanlage liegt außerdem das städtische Klärwerk Dradenau. In Kooperation mit dem Betreiber Hamburg Wasser entsteht dort eine Abwasser-Großwärmepumpe.
Vorteile der Abwärmenutzung sind:
- ungenutzte Energie wird zur Fernwärme
- lokale Wärmequellen verbessern die Versorgungssicherheit
- fossile Brennstoffe werden eingespart
- Hamburg verbessert seine CO2-Bilanz
Großwärmepumpe: Wie aus Abwasser Wärme wird
Auch Großwärmepumpen setzen wir für die Wärmewende ein.Im Energiepark Hafen gewinnen wir mit dieser Technologie wertvolle Wärme aus dem Abwasser der Kläranlage Dradenau. In einer Millionenmetropole wie Hamburg fallen im städtischen Klärwerk jeden Tag 450.000 Kubikmeter Abwasser an. Die Großwärmepumpe mit vier Wärmepumpenaggregaten und einer Gesamtleistung von 60 Megawatt entzieht dem Abwasser die Wärme und bringt sie auf ein höheres Temperaturniveau. Über eine unterirdische Leitung strömt die Wärme zum benachbarten GuD-Kraftwerk, über das sie ins Hamburger Fernwärmenetz eingespeist wird. Wir ersetzen mit der Abwasserwärmepumpe fossile Brennstoffe und versorgen bis zu 39.000 Wohneinheiten mit klimafreundlicher Stadtwärme.
Zuverlässige Energieversorgung durch Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage
Die Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD) Dradenau ist der Mittelpunkt des Energieparks Hafen. Hier laufen die Leitungen aus den umliegenden Abwärmequellen zusammen. Mit der Anlage wird die klimaneutrale Wärme ergänzt, gespeichert und gesichert, um eine flexible und zuverlässige Versorgung zu gewährleisten.
Die Gas- und Dampfturbinenanlage wird im Kraft-Wärme-Kopplungsprozess (KWK) betrieben. Das bedeutet: Sie erzeugt sowohl Wärme als auch Strom. Damit ist sie besonders effizient. Eine Gasturbine treibt einen Generator an. Dieser produziert dann elektrischen Strom. Zusätzlich werden die heißen Abgase der Gasturbine durch einen Abhitzekessel geführt. Mit dem dabei erzeugten Wasserdampf wird eine Dampfturbine betrieben, die ebenfalls Strom erzeugt und darüber hinaus Wärme für die Fernwärmeversorgung liefert.
Die GuD ist bereits auf die Nutzung von synthetischem Gas ausgelegt – das erhöht die Nachhaltigkeit. Bereits heute wäre ein Betrieb aus einer Erdgas-Wasserstoff-Gemisch technisch möglich. Perspektivisch kann die Anlage künftig mit technischen Umrüstungen auch auf Basis klimaneutraler Brennstoffe betrieben werden – vorausgesetzt, dass beispielsweise grüner Wasserstoff in ausreichenden Mengen und wirtschaftlich verfügbar ist.
Schwarzstartfähigkeit für Hamburgs sichere Stromversorgung
Die KWK-Anlage ist schwarzstartfähig. Im Falle eines flächendeckenden Stromausfalls in Hamburg, einem sogenannten Blackout, kann das Kraftwerk künftig ohne externe Stromquellen angefahren werden. Mit dieser besonderen Systemdienstleistung leistet die Schwarzstartfähigkeit der KWK-Anlage eine wichtige Absicherung im Blackout-Fall.
Sektorenkopplung mit Power-to-Heat-Anlage
Eine Power-to-Heat-Anlage ist an die GuD angeschlossen. Die Wind-zu-Wärme-Technologie ist ideal, um überschüssige erneuerbare Energie in grüne Wärme umzuwandeln und sie in das Hamburger Fernwärmenetz einzuspeisen. Die Anlage mit einer Leistung von 30 Megawatt nutzt Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind oder Solar, um in einem Elektrokessel Dampf zu erhitzen. Das Prinzip funktioniert ähnlich wie bei einem riesigen Tauchsieder. Die erzeugte Wärme wird über Wärmetauscher an das Fernwärmenetz übertragen.
Wärmespeicher: Zuverlässig, leistungsfähig, nachhaltig
Die Abwärmelieferung aus Industrie, Müllverwertung und Klärwerk und der Fernwärmebedarf der Kunden sind oftmals zeitlich versetzt. Ein großer Wärmespeicher auf dem Gelände der GuD sorgt daher für Flexibilität. Wie eine riesige Thermoskanne speichert er die Wärme aus den klimaneutralen Quellen als heißes Wasser. Insgesamt fasst der Speicher rund 50 Millionen Liter Wasser, das mit einer Temperatur von 98 Grad Celsius eingespeichert wird. Der Speicher ist auf eine nutzbare Speicherkapazität von 2.000 Megawattstunden ausgelegt. An kalten Tagen können wir darüber etwa 40.000 Wohneinheiten versorgen. Mit seiner imposanten Höhe von 50 Metern ist er im Hafen Hamburgs als Zeichen der Energiewende weithin zu sehen.
Fernwärmetunnel ist zentrales Projekt der Wärmewende
Fernwärmetunnel unter der Elbe sichert die Verbindung zwischen dem Energiepark Hafen und dem großen Stadtnetz. Damit kommt ihm eine tragende Rolle der Hamburger Wärmeversorgung zu. In rund 30 Metern Tiefe führt er vom Startschacht am Jachtweg bis zum Zielschacht im Hindenburgpark im Stadtteil Othmarschen. Er ist exakt 1.165 Meter lang und hat einen Durchmesser von rund 3,7 Meter. Zukünftig laufen zwei Fernwärmeleitungen – ein Vor- und ein Rücklauf – durch den Tunnel. Die Rohre haben einen Innendurchmesser von 80 Zentimetern und sind mit einer Isolierung von 15 Zentimetern ummantelt. So kommt das heiße Wasser aus dem Energiepark Hafen fast ohne Temperaturverlust bei unseren Kundinnen und Kunden an.
Tunnelbohrmaschine HERMINE
Die Bauarbeiten für den Fernwärmetunnel starteten im August 2022 am Jachtweg in Finkenwerder. Dafür wurde zunächst der Startschacht errichtet. Im Herbst 2023 wurde der 15 Meter lange Bohrkopf der Tunnelbohrmaschine HERMINE (Hamburger Energiewerke Röhre Mit Neuer Energie) reingehoben. Kurze Zeit später nahm HERMINE ihre Arbeit auf und bohrte sich unter der Elbe durch.
Nach dem Einsatz von HERMINE startete nahtlos der Leitungsbau. Dafür wurden alle zwölf Meter Stahlrahmen montiert, um die Fernwärmerohre für den Vor- und Rücklauf verlegen zu können. Im Anschluss wurden jeweils zwei Stahlrohre à 16 Meter zunächst aneinandergeschweißt, ehe sie Zentimeter für Zentimeter in den Tunnel hineingeschoben wurden. Insgesamt wurden rund 2.450 Meter Fernwärmerohre im Tunnel und im Start- und Zielschacht verlegt. Abschließend werden die Rohre noch mit einer 15 Zentimeter dicken Isolierung verkleidet.
HERMINE wurde speziell für den Elbuntergrund entwickelt. Insgesamt kam sie auf eine Länge von 280 Metern. Das Besondere: Ihre einzelnen Segmente beherbergten die gesamte Logistik, die für den Tunnelbau notwendig war. Vorne am Bohrkopf war das Schneidrad befestigt. Mit einem Durchmesser von 4,5 Metern und einem Gewicht von 36 Tonnen Gewicht grub es sich durch den Boden. Dank der 15 Doppeldisken, spezielles Schneidwerkzeug, baute das Schneidrad die unterschiedlichen Gesteinsschichten wie Ton, Lehm und Sand ab. Der dabei gelöste Boden sammelte sich in der sogenannten Abbaukammer und wurde durch eine Förderschnecke nach hinten transportiert. Während der Arbeiten sorgte eine Druckwand im Bohrkopf für stabile Druckverhältnisse. Der „Tübbingerektor“ setzte vorgefertigte Betonsegmente (sogenannte Tübbinge) in den Tunnel ein, um für eine stabile Tunnelverkleidung zu sorgen. Dabei drückten sich Hydraulikstempel an den Betonringen ab und schoben den Bohrkopf vorwärts. Diese Technik sorgte dafür, dass HERMINE schon am Ende des Bohrkopfes begehbar war. Insgesamt besteht der Tunnel aus 5.826 solcher Tübbinge.
Bau des Fernwärmetunnels