Effizient vernetzt mit lokaler, umweltfreundlicher Wärme

Spitäler und Heime sind auf eine zuverlässige Energieversorgung angewiesen –  Tag für Tag, rund um die Uhr. Dass dies auch mit einer effizienten, nachhaltigen und wirtschaftlichen Energielösung möglich ist, zeigen wir am Beispiel des Stadtspitals Waid in Zürich: Der Nahwärmeverbund Käferberg versorgt gleich mehrere Liegenschaften aus dem Gesundheitssektor mit umweltfreundlicher Energie.

Das Stadtspital Waid, das Pflegezentrum, das Wärmebad und die Suchtfachklinik Käferberg – teilweise bestehend aus mehreren Gebäuden – sind an unseren  Nahwärmeverbund angeschlossen. Wir haben diesen geplant, realisiert und zusammen mit der Stadt Zürich finanziert. Gleichzeitig sind wir während 30 Jahren für den Betrieb verantwortlich.

Effizienz dank Zusammenschluss

Die vier Liegenschaften wurden vor der Inbetriebnahme des Nahwärmeverbundes je durch eine eigene Öl- und Gasheizung mit Wärme versorgt. Da die rein fossile Energieversorgung den technischen und ökologischen Anforderungen nicht mehr genügte, entstand die Idee, die Liegenschaften zu einem kleinen Wärmeverbund zusammenzuschliessen. Dessen Betrieb ist nicht nur effizienter, sondern auch deutlich nachhaltiger als die bisherigen Einzelsysteme.

Die städtischen Vorgaben dazu waren ambitiös: 90 Prozent der Wärmeenergie sollte klimaneutral erzeugt werden. 2015 sprachen Stadt und Gemeinderat dafür einen Projektkredit von gut 8,2 Millionen Franken. Nach nur 18 Monaten Bauzeit wurde die Anlage fertiggestellt.

Kernstücke der Energielösung sind eine Holzschnitzelfeuerung, zwei Wärmepumpen (Wasser/Wasser und Luft/Wasser) und ein grosser  Wärmespeicher (63’500 Liter). Hinzu kommt ein Ölkessel zur Deckung der Spitzen sowie für die flexible Bedarfsdeckung ausserhalb der Heizperiode.

Die Ölfeuerung wurde aufgrund der bereits vorhandenen Infrastruktur im herkömmlichen Heizungskeller des Waidspitals installiert. In der kalten Jahreszeit geht die Holzschnitzelheizung in Betrieb. Die erzeugte Verbrennungswärme wird zum Wärmespeicher geleitet, der die Liegenschaften über Fernwärmeleitungen mit Wärme für die Heizung, das Badewasser und das Warmwasser versorgt. Zwischen Holzfeuerung und Wärmespeicher steuert die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zusätzliche Wärme bei. Bei Spitzenbedarfen wird der Ölkessel zwischen Wärmespeicher und Abnehmern zwischengeschaltet.

Funktionsschema Wärmeverbund Käferberg

Wodurch zeichnet sich unser intelligentes Wärmenetzwerk aus?

1. Das abgekühlte Wasser fliesst von den Abnehmer*innen zurück zum Wärmespeicher in der Wärmezentrale und macht sich von dort aus via Holzfeuerungsanlage auf eine neue Runde im Kreislauf. Zwischen Abnehmer und Wärmespeicher wird das rücklaufende Wasser von der Luft-Wasser Wärmepumpe (die von der Raumabwärme in der Heizzentrale gespeist wird) und von der Abgasbehandlungsanlage aufgewärmt (Rückgewinnung der Abgaswärme aus der Holzverbrennung). Die Abgase selbst werden über Nasselektrofilter sowie über ein Wasserbehandlungssystem gereinigt.
2. Die überschüssige Abwärme der Kälteanlage des Waidspitals kann zudem zur Wärmezentrale abgeführt und zur Speisung der Wasser-Wasser-Wärmepumpe genutzt werden. Das so vernetzte System soll in der warmen Jahreszeit ohne Holzschnitzelfeuerung funktionieren. Unser Projektleiter Matthias Eberle: «Die beiden Wärmepumpen (sowie bei kurzfristigem Mehrbedarf der Ölkessel) versorgen die Abnehmer mit ausreichend Wärme.»

Durch die intelligente Verknüpfung von Abnehmer*innen und Systemkomponenten soll die Anlage das Ziel erreichen, die geforderten 90 Prozent der Wärmeenergie CO₂-neutral zu produzieren. Im Vergleich zu den alten Heizanlagen soll sie pro Jahr rund 6’600 Megawattstunden an fossiler Energie einsparen. Darüber hinaus wird die Holzschnitzelfeuerung mit Holzschnitzeln aus dem städtischen Wald versorgt und fördert damit auch die nachhaltige lokale Waldbewirtschaftung.

(Nah-)Wärmeverbunde durch Einzellösungen ersetzen

In Städten stehen auf verhältnismässig kleinem Raum noch unzählige konventionelle Heizsysteme, die mit fossiler Energie betrieben werden.

«Für die Realisierung eines Nahwärmeverbunds braucht es am Anfang idealerweise zwei, drei grössere Bezügerinnen bzw. Bezüger, damit sich die Investitionskosten lohnen. Der Anschluss vieler weiterer kleiner Liegenschaften ist dann problemlos realisierbar», sagt unser Betriebsspezialist Christoph Bleuler.

Gerade Städte verfügen mit ihren Infrastrukturen oft über Gebäudeparks, die solche Erstbezüger*innen sein könnten. Und oft auch über  Waldbestände, die von einer nachhaltigen Bewirtschaftung profitieren.