Energieeffizienz

Klinikum München-Ost setzt auf Kraft-Wärme-Kopplung

Gammel Engineering GmbH

Neu trifft alt: Zwei Blockheizkraftwerke decken nun die gesamte Grundlast des Klinikums ab und bilden das neue Herz der Energiezentrale im denkmalgeschützten Kesselhaus.

Im kbo-Klinikum München-Ost versorgte früher ein koksbefeuerter Dampfkessel mit nachgeschalteter Dampfmaschine die heute denkmalgeschützten Klinikgebäude.

Im Laufe der Jahre wurde die Energiezentrale im sogenannten Kesselhaus stetig erneuert, zuletzt erfolgte 2000 die Umstellung auf Fernwärme. Bei einer technischen Systemanalyse stellte sich jedoch heraus, dass der Betrieb eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) eine weitaus wirtschaftlichere Lösung darstellt.

Im Rahmen einer Projektstudie wurde das Ergebnis der Systemanalyse bestätigt und die Umstellung auf Kraft-Wärme-Kopplung beauftragt. Innerhalb von 15 Monaten konnte das Projekt ohne eine Versorgungsunterbrechung erfolgreich abgeschlossen werden.

Seit 2000 wurde das gesamte und unter Denkmalschutz stehende Gelände des Klinikums München-Ost mit Fernwärme versorgt. „Ein Sonderkündigungsrecht im Wärmeliefervertrag des externen Energieversorgers zwang uns, die gesamte Wärmeversorgung des Geländes grundlegend zu hinterfragen“, so Andreas Walter, Abteilungsleiter Bau und Technik des Klinikums München-Ost. „Dabei sollten nicht nur ökonomische, sondern auch ökologische Belange berücksichtigt werden.“ Um dieses Konzept zu konsolidieren und technisch weiter auszuarbeiten, wurde ein externes Ingenieurbüro hinzugezogen.
 


Hohe Grundlast der Klinikgebäude

Das beauftragte Unternehmen, die Gammel Engineering, begann mit einer Analyse des Wärme- und Elektroenergiebedarfs. „In Haar besteht, wie bei Kliniken üblich, ein ganzjähriger Wärmebedarf. Das ist eine Folge der Pflegesituationen: Insgesamt wird durchgängig mehr Wärmeenergie als bei Haushalten oder Unternehmen für das Heizen und für Warmwasser benötigt, selbst im Sommer“, erklärt der Projektleiter Christian Meier.

„Zudem stehen die Gebäude auf dem Gelände unter Denkmalschutz. Deshalb besteht nur bedingt die Möglichkeit, Fassaden zu sanieren. Dies wirkt sich ebenfalls negativ auf den Energiebedarf aus.“ Berechnungen ergaben, dass durch den Umstieg auf BHKW Kosteneinsparungen von bis zu 800.000 Euro jährlich möglich sind. Auf Basis der Ergebnisse entschied sich das Unternehmen für zwei BHKW-Module mit einer Leistung von jeweils 430 kWth und 400 kWel. Für die Gesamtleistung der Zentrale wurden 11.660 kW angestrebt. Diese sollen zukünftig wärmegeführt zur Deckung der Grundlast betrieben werden; die Abdeckung der Mittel- und Spitzenlast wird auch nach dem Umbau mit Fernwärme erfolgen.

Die Bauarbeiten begannen im Oktober 2013, im Dezember 2014 war die Energiezentrale einsatzbereit. Der Plan sah neben dem Einbau der BHKW, mit denen die Liegenschaften über ein internes Nahwärmenetz versorgt werden sollten, auch die Sanierung der Wärmeübergabestation und eine Brandschutzsanierung vor. Als Ausgleich bei Wärme-Lastspitzen war zusätzlich ein Pufferspeicher mit 50 m3 Fassungsvermögen erforderlich.

Modernisierung trotz Denkmalschutz

Die Herausforderung bestand darin, die neue Energiezentrale in das denkmalgeschützte Kesselhaus zu integrieren. „Wir hatten die Vorgabe, die Außenhülle nicht zu verändern“, beschreibt Meier die dadurch entstehenden Einschränkungen. So war es beispielsweise nicht möglich, Fort- und Zuluft über die Fassade des denkmalgeschützten Gebäudes zu führen. Deswegen entschied man sich dazu, einen Bodenschacht anzulegen und ein Bodengitter zu verwenden. Lediglich der Kamin wurde durch ein Abgassystem mit zwei Zügen ersetzt.

Darüber hinaus sollte durch die Umbaumaßnahme der Klinikalltag so wenig wie möglich beeinträchtigt werden. Dies bedeutete natürlich auch, dass trotz des Eingriffs in diesen Knotenpunkt die Energieversorgung aller Gebäude durchgehend sichergestellt werden musste. „Hierfür haben wir auf dem Gelände eine mobile Heizstation installiert, mit der die Klinik sicher versorgt werden konnte. Dadurch ließ sich der Wärmebedarf rund um die Uhr decken – selbst als die Fernwärmeversorgung mit den Wärmetauschern umgebaut wurde“, bemerkt Meier. Insgesamt betrug die Heizleistung des Provisoriums etwa 12 MW. Im nächsten Schritt wurde die Klinik wieder über die sanierte Wärmetauschstation versorgt, bis sie schließlich an das BHKW angebunden werden konnte.

Energie-Controlling sorgt für effektive Bereitstellung

Im Zuge der Modernisierung der Erzeugung und Wärmeverteilung wurde auch die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik grundlegend überarbeitet. Dies war nötig, damit für den Betrieb der komplexen Gesamtanlage größtmögliche Effizienz gewährleistet werden kann. „Das Energie-Controlling erfolgt über Verbrauchs- sowie Leistungserfassung bei allen Erzeugern und bei den Verbraucherkreisen. Zwar ist es üblicher, die Leistungserzeugung abhängig von der Temperatur zu regeln, doch eine direkte Messung bei den Verbrauchern liefert genauere Ergebnisse in Echtzeit, wodurch die Effizienz zusätzlich gesteigert werden konnte“, führt Meier aus. Mit diesen Ergebnissen zeigte sich auch der Abteilungsleiter Bau und Technik sehr zufrieden: „Die CO2-Einsparungen durch die Kraft-Wärme-Kopplung leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erlangung unserer Green Hospital Bayern Auszeichnung.“