TGA-Planung › Kreislaufgerechte TGA-Planung › Folge #329
tgabar · BargesprächeEnergiewende und TGA
TGA- und Energietechnikplanung treiben die Energiewende voran: weg von fossilen Gas- und Kohlekraftwerken, hin zu großen, elektrisch betriebenen Wärmepumpen und dezentralen Energiesystemen. Entscheidend werden Stromspeicher und Netzausbau, weil Energie reichlich vorhanden, aber schwer speicherbar ist. Statt Wettbewerb setzen die Büros auf Kooperation, um die komplexen Anlagen interdisziplinär zu planen.
Transkript
Wer sitzt an der Bar und woran arbeiten die Büros in der Energiewende?
Roman: Herzlich willkommen in der TGA-Bar. Heute geht es um Energietechnik statt TGA. Nele und Lars, wir sind immer noch in Hamburg, und es hat aufgehört zu regnen. Wir sitzen hier, weil wir alle drei ein Thema haben: Energietechnik, und sind sozusagen Energiewende-Freunde. Nele, du zuerst: Was machst du im Bereich der Energiewende mit deinem Büro?
Nele: Ich bin Architektin in einem Ingenieurbüro, das sich auf Kraftwerks- und Energieerzeugungsanlagenbau spezialisiert hat. Das heißt Enco, wir sitzen in Braunschweig und sind momentan ungefähr 50 Mitarbeiter aus vielen Ingenieurdisziplinen — Leittechnik, Elektrotechnik, Verfahrenstechnik, aber auch Bautechnik im Haus. Wir beschäftigen uns mit Kraftwerksbau, überwiegend bei Stammkunden, aber auch bei Neukunden. Zuletzt haben wir mehrere Gas- und Dampfturbinenkraftwerke geplant und umgesetzt. Im Moment haben wir das Thema Großwärmepumpen vor der Brust — meistens für Stadtwerke oder private Energieerzeuger, die Fernwärmenetze betreiben und große Stromlieferanten sind.
Roman: Lars, bei dir auch Gaskraftwerke oder eher Wärmepumpen?
Lars: Auf jeden Fall keine Gaskraftwerke mehr. Auch wir von Sweco haben uns auf die Fahne geschrieben, das postfossile Zeitalter einzuläuten und keine fossilen Brennstoffe mehr zu planen oder zu verbauen. Wie bei Nele sind es viele Großwärmepumpen, die gebaut werden. Wir haben zwei Abteilungen, die sich damit beschäftigen: eine aus dem ehemaligen Kraftwerksbau und eine in Köln für dezentrale Energiesysteme. Das sind große, sehr komplexe Anlagen. Man könnte denken, dass Nele und ich Konkurrenten wären — sind wir aber nicht, wir machen sogar zwei Projekte zusammen. Es gibt keine Wettbewerber mehr, sondern Schwarmintelligenz, die zusammenarbeitet, um die Wärmewende zu schaffen.
Nele: Kooperation anstatt Konkurrenz.
Roman: Bei uns sitzt gerade Norbert Averdung im Erdgeschoss dieses Gebäudes. Der hat Ende der 70er die erste windkraftbetriebene Wärmepumpe mit Aluschwingen von Enercon entwickelt und gebaut. Er war ein ganz früher Verfechter der Erneuerbaren — damals ging es nicht um Erneuerbare, sondern um Ressourcensparen, weil der Ölpreis so hoch war. Aus dieser DNA kommt von Averdung die dezentrale Energiewende: keine Großkraftwerke, aber die Wärmepumpen werden immer größer.
Wie kooperieren Energietechnik- und TGA-Planer bei einem Projekt?
Roman: Wie sieht die Zusammenarbeit bei euch konkret aus?
Nele: Wir haben mit Sweco zwei Projekte zusammen bearbeitet, bei denen wir als Enco den Auftrag für eine Anlage hatten — in dem Fall die Großwärmepumpenanlage in Flensburg. Wir haben einen TGA-Planer gesucht und ich habe mich vertrauensvoll an Lars gewendet.
Roman: Bei Enco gibt es zwar auch Kapazitäten für TGA-Planung, aber für dieses Projekt nicht?
Nele: Wir haben keine TGA-Planer. Wir haben zwar Verfahrenstechniker, die das könnten, aber die konzentrieren sich auf die Großanlagentechnik — die Wärmepumpe und den Rohrleitungsbau. Für die Haustechnik, die wir trotzdem benötigen, um beispielsweise Schaltanlagenräume zu konditionieren, suchen wir uns meistens externe Unterstützung. In dem Fall eben Sweco.
Lars: Und sogar über LinkedIn — das ist der neueste Vertriebskanal. Das waren auch meine ersten LinkedIn-Vertriebserfolge. Man merkt: Es ist nicht nur eine Großwärmepumpe, die man hinstellt, sondern es braucht viele Fachdisziplinen, um diese sehr komplexe Kraftanlage zu planen und zu bauen.
Wie komplex ist der Bau großer Kraftwerke wirklich?
Roman: Ich war für meine Diplomarbeit bei Alstom in der Schweiz, eigentlich wegen der Windkraftsparte, die sie gekauft hatten. Dann habe ich nur Gas- und Kohlekraftwerke kennengelernt, im Produktmanagement. Das war verrückt, welche Komplexität dahintersteckt, so ein Gigawatt-Kohle- oder Gaskraftwerk zu bauen. Ich fand es ziemlich abstoßend, weil ich erneuerbare Energien und die Energiewende wollte. Dort gab es viele, die das verteufelt haben — die These war, nur Gas und Kohle könnten die Energie sicher zur Verfügung stellen. Ich halte das für Quatsch, merke aber die Komplexität dahinter. Bei Alstom gab es Projektleiter, die 80-Stunden-Wochen gerockt haben, immer im Ausland, die wie Stars gehandelt wurden, weil sie Gigawatt-Projekte umgesetzt haben. Bei uns ist das nicht so — wir haben keine Einzelkämpfer und Stars, das ist eher Teamwork.
Nele: Zum Thema Gas und Kohle: Wir sind, wie Sweco, auf dem Weg weg von den fossilen Brennstoffen. Allerdings ist die Energiewende irgendwann mal mit den Gaskraftwerken gestartet, weil Gas immer noch sauberer ist als Kohle. Die Gas- und Dampfturbinenkraftwerke und KWK-Anlagen, die wir geplant haben, sind schon Jahre her — das war damals der neueste Stand. Mittlerweile bewegen wir uns davon weg. Gaskraftwerke werden jetzt wahrscheinlich noch kommen; es ist immer noch besser, als die Kohlekraftwerke weiter zu betreiben. Trotzdem sollten wir uns darauf konzentrieren, die Energiewende mit Erneuerbaren voranzutreiben — Großwärmepumpen, die mit regenerativem Strom betrieben werden. Das finde ich eine tolle Technik.
Warum ist der Wirkungsgrad von Gas schlechter, als viele denken?
Lars: Das war nur eine Bemerkung für die Zukunft. Natürlich ist das eine Zwischenphase, weil die auftraggebende Seite noch nicht so weit ist, wie wir alle gerne wollen. Was ich krass finde: Ich habe lange gedacht, dass Gas physikalisch viel weniger schlimm ist als Kohle oder Öl. Aber man darf nicht vergessen, dass die Pipelines, die das Gas zu uns liefern, so undicht sind, dass der gesamte Wirkungsgrad viel schlechter ist. Wir wissen überhaupt nicht, wie viele Undichtigkeiten zwischen Förderung und Transport entstehen. Auf Luftaufnahmen aus dem damals russischen Raum sah man, was da in die Atmosphäre gepustet wird — das ist das Gas, das wir hier nicht bekommen. Demzufolge ist die Effizienz einfach mega schlecht.
Roman: Und der Wirkungsgrad ist ohnehin nicht berauschend: Für die Stromerzeugung 40 Prozent, mit ordentlicher Wärmeauskopplung knapp über 60 Prozent. 40 Prozent gehen also schon verloren, und wenn auf dem Transportweg nochmal 30 bis 40 Prozent verloren gehen, bist du bei einem schlechten Wirkungsgrad — wie beim Verbrenner.
Welche Stufen hat die Strom- und Wärmeerzeugung durchlaufen?
Roman: Wir haben verschiedene Stufen in der Strom- und Wärmeerzeugung gesehen. Die früheste — Kohle zum Heizen und zur Stromerzeugung — haben wir nicht mehr mitbekommen; Kohlekraftwerke kennen wir im Betrieb, aber kaum im Bau. Dann kam die Stufe, in der Gas im Schwerpunkt stand, im dezentralen Bereich als Kraft-Wärme-Kopplung mit gasbetriebenen Blockheizkraftwerken. Und jetzt kommt, gerade dezentral, die nächste Stufe: die hauptsächlich elektrisch betriebene Wärmepumpe. Es gab mal gasbetriebene Wärmepumpen, die sich aber nicht durchgesetzt haben. Wir sind jedes Mal gefragt, die ganze Umstellung hinzubekommen — sowohl dezentral als auch zentral.
Warum ist Speicherung das entscheidende Thema der Energiewende?
Lars: Das Thema, das immer bleiben wird, ist die Speicherung. Wir haben noch nie ein Energieproblem auf der Erde gehabt und werden auch nie eines haben: Jeden Tag scheint so viel Sonnenenergie auf die Erde, dass sie für den gesamten Konsum eines Jahres reicht. Wir kriegen es nur nicht hin, das zu speichern. Wenn wir das durch intelligente Systeme hinbekämen, gäbe es kein Problem mehr. Natürlich brauchen wir zum Puffern noch Gaskraftwerke, aber mit effizienter Speicherung würden wir sagen: Einen Tag scheint die Sonne oder es weht Wind, und dann haben wir die Energie für die nächsten drei Tage mit Dunkelflaute. Wir sollten in der Gesellschaft viel mehr über Speicherung und weniger über Erzeugung nachdenken.
Roman: Das passiert auch. Im Bereich Strom geht gerade ganz viel — das Thema Stromspeicher geht steil, es wurde viel mehr angemeldet als gedacht, und die Stromspeicher werden gerade überall gebaut.
Nele: Aber man muss immer parallel den Netzausbau sehen, nur die Speicher gehen nicht. Spannend finde ich die zeitliche Komponente: Wenn wir viele Batteriespeicher ans Netz bringen und uns parallel über den Bau von Gaskraftwerken unterhalten — die Gaskraftwerke brauchen, bis sie stehen und in Betrieb sind. Da könnte man sagen: Lass uns lieber auf die Großbatteriespeicher konzentrieren, das geht schneller. Aber eben parallel mit dem Netzausbau, und das ist nicht ganz unkompliziert.
Was unterscheidet die Planung eines Kraftwerks vom Standard-Hochbau?
Roman: Wir hatten das Thema als „Energietechnik statt TGA" genannt und sind doch in der Energiewirtschaft gelandet. Zurück zur Technik: Ihr sitzt hier als Paarung — Enco macht die Energietechnik für das genannte Projekt, Sweco die TGA, also technische Gebäudeausrüstung. Jetzt ist das Gebäude ein Kraftwerk. Was macht das anders? Ist es weniger anstrengend als ein Standard-Hochbau, ist es komplexer?
Lars: Es ist in anderer Art komplexer, und die Hauptakteure sind etwas andere. Bei Gebäuden, die schön aussehen sollen, spielt der Objektplaner, also der Architekt, eine wesentliche Rolle als Baumeister. Bei energierelevanten Gebäuden ist das etwas weniger der Fall — im Fokus stehen eher Ingenieurinnen und Ingenieure und weniger Architektinnen und Architekten. Das heißt nicht, dass sie nicht auch schön aussehen dürfen.
Nele: Als Architektin kämpft man immer mit dem Vorurteil, Schöngeist zu sein. Aber wir sind aufgerufen, für die Nutzerinnen und Nutzer ein gutes Gebäude zu planen, und bei unseren Themen geht die Funktion vor. Wenn es nachher optisch ansprechend ist, ist das schön, aber das ist nicht Prio 1. Wir als Architektinnen und Architekten machen hier nicht den Vorreiter — es ist die Energietechnik, die vorgibt, was das Projekt ist, und wir sorgen dafür, dass es gelingt, indem wir eine vernünftige Gebäudehülle drumherum planen. Das ist anders als im konventionellen Architekturbüro, wo wir das Gebäude ausplanen und der TGA-Leiter hinterherkommt.
Kann Architektur die Akzeptanz von Energieanlagen erhöhen?
Lars: Ich möchte mir gerne widersprechen: Die Gesellschaft benötigt auch Bilder. Man kommt immer wieder auf das Müllverbrennungskraftwerk in Kopenhagen von Bjarne Engels, einem Star-Architekten, der tolle Gebäude designt. Das ist ein Bild für Kopenhagen, bei dem Nachhaltigkeit durch eine eher langweilige Energieerzeugung mit einer aufregenden Architektur verbunden wird, die die Akzeptanz solcher Dinge in der Gesellschaft erhöht.
Nele: Es ist ein spannendes Projekt. Allerdings wirkt das Gebäude auch dadurch, dass es öffentlich zugänglich ist, und das ist in Deutschland schwierig umzusetzen — kritische Infrastruktur. Nur ein schönes Kraftwerk zu bauen, reicht nicht; man muss damit interagieren. Das hat BIG richtig stark gemacht, aber da sind uns die Skandinavier vielleicht etwas voraus.
Roman: Deutschland hat auch viele Architektinnen und Architekten und interessierte Menschen, die schöne Architektur sehen möchten. Ich lade noch zum Energiebunker in Hamburg-Wilhelmsburg ein — ein riesiger ehemaliger Flakbunker, der zur Energiezentrale umgebaut wurde. Auch dort wurde das erfahrbar gemacht: Man hat einen riesigen Ausschnitt aus zwei Meter Bunkerwand gesägt, was sehr teuer war, um das Innenleben zu zeigen — den Pufferspeicher und die Energieerzeugungsanlagen. Das steht mitten im Stadtgebiet, in einem Park, und kann nicht entfernt werden, weil das Gebäude zu monströs ist. Vielen Dank für die Runde — ein bisschen Einblick in Energietechnik und TGA. Wir steigen in der nächsten Runde noch weiter ein. Bis später.
Häufige Fragen zu dieser Folge
Welche Rolle spielen TGA- und Energietechnikplaner in der Energiewende?
Sie planen und bauen die Anlagen, mit denen die Energiewende technisch umgesetzt wird — zunehmend große, elektrisch betriebene Wärmepumpen und dezentrale Energiesysteme statt fossiler Gas- und Kohlekraftwerke. Solche Anlagen sind sehr komplex und erfordern viele Fachdisziplinen, weshalb Büros zunehmend kooperieren statt zu konkurrieren.
Warum gilt die Großwärmepumpe als nächste Stufe der dezentralen Energieerzeugung?
Die Strom- und Wärmeerzeugung hat mehrere Stufen durchlaufen: von Kohle über Gas und Kraft-Wärme-Kopplung mit gasbetriebenen Blockheizkraftwerken hin zur hauptsächlich elektrisch betriebenen Wärmepumpe. Gasbetriebene Wärmepumpen haben sich nicht durchgesetzt. Großwärmepumpen, die mit regenerativem Strom betrieben werden, gelten als die aktuelle Stufe.
Warum ist der Wirkungsgrad von Gas schlechter, als oft angenommen?
Ein Gaskraftwerk erreicht bei der Stromerzeugung rund 40 Prozent Wirkungsgrad, mit guter Wärmeauskopplung knapp über 60 Prozent. Hinzu kommen erhebliche Verluste durch undichte Pipelines beim Fördern und Transportieren des Gases, sodass der gesamte Wirkungsgrad deutlich schlechter ausfällt — laut den Sprechern teils so schlecht wie beim Verbrenner.
Warum ist Speicherung wichtiger als Erzeugung?
Energie ist im Überfluss vorhanden — die täglich auf die Erde treffende Sonnenenergie reicht rechnerisch für den gesamten Jahresverbrauch. Das Problem ist die Speicherung. Mit effizienten Speichern könnte man Phasen mit Sonne oder Wind nutzen, um Dunkelflauten zu überbrücken. Deshalb sollte die Gesellschaft mehr über Speicherung als über Erzeugung nachdenken.
Wie unterscheidet sich die Planung eines Kraftwerks vom konventionellen Hochbau?
Bei energierelevanten Gebäuden gibt die Energietechnik das Projekt vor, nicht der Architekt. Die Funktion steht im Vordergrund, die Optik ist nachrangig. Die Architektur sorgt für eine funktionierende Gebäudehülle, während im konventionellen Hochbau zuerst das Gebäude ausgeplant wird und die TGA folgt.
Können Batteriespeicher Gaskraftwerke ersetzen?
Großbatteriespeicher lassen sich schneller errichten als Gaskraftwerke, die lange bis zur Inbetriebnahme brauchen. Speicher allein genügen aber nicht — sie müssen parallel mit dem Netzausbau gedacht werden, was nicht unkompliziert ist.
Zitate
„Es gibt keine Wettbewerber mehr. Es gibt nur noch Schwarmintelligenz, die zusammenarbeitet, um die Wärmewende zu schaffen."
— Lars Schumacher
„Kooperation anstatt Konkurrenz."
— Nele Otto
„Wir haben noch nie ein Energieproblem auf der Erde gehabt und werden auch nie eines haben — wir kriegen es nur nicht hin, die Energie zu speichern."
— Lars Schumacher
„Die Energietechnik gibt vor, was das Projekt ist, und wir als Architektur sorgen dafür, dass es funktioniert."
— Nele Otto
Zahlen & Fakten
Ein Gaskraftwerk erreicht bei der Stromerzeugung rund 40 Prozent Wirkungsgrad, mit ordentlicher Wärmeauskopplung knapp über 60 Prozent.
Quelle: Roman FritschesDie täglich auf die Erde treffende Sonnenenergie reicht rechnerisch für den gesamten Jahresenergieverbrauch — das Problem ist nicht die Erzeugung, sondern die Speicherung.
Quelle: Lars SchumacherDas Ingenieurbüro Enco in Braunschweig hat rund 50 Mitarbeiter aus Disziplinen wie Leittechnik, Elektrotechnik, Verfahrenstechnik und Bautechnik.
Quelle: Nele OttoEnde der 1970er Jahre wurde die erste windkraftbetriebene Wärmepumpe entwickelt und gebaut, motiviert durch den damals hohen Ölpreis und das Ziel des Ressourcensparens.
Quelle: Roman FritschesGlossar
- Energiebunker Hamburg-Wilhelmsburg
- Ehemaliger Flakbunker, der zur Energiezentrale umgebaut wurde; mit einem gesägten Wandausschnitt wird das Innenleben (Pufferspeicher, Energieerzeugungsanlagen) erfahrbar gemacht.
- Wirkungsgrad
- Anteil der nutzbaren Energie; bei Gaskraftwerken rund 40 Prozent für die Stromerzeugung, mit Wärmeauskopplung knapp über 60 Prozent, abzüglich weiterer Transportverluste.