IBA Hamburg – Konzepte für die Stadt im Klimawandel

ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEN BUNDESLÄNDERN
IBA Hamburg – Konzepte für die Stadt
im Klimawandel
Wie sich ein ganzer Stadtteil selbst mit Wärme und Strom versorgen kann
U L I H E L LW E G
Bauausstellungen haben in Deutschland seit
1901 eine lange und bemerkenswerte Tradition
als Motoren und Erneuerer der Baukultur. Die
Hamburger IBA ist die 8. Bauausstellung und
die erste in Hamburg. Bauausstellungen sind
mehr als eine Architektur-Show; sie packen die
Probleme und Chancen eines Ortes am Schopf
und zeigen modellhaft Lösungen für Probleme
der Stadtentwicklung, die national und international von Bedeutung sind. Das Gebiet der IBA
Hamburg sind die Hamburger Elbinseln zwischen den Armen der Norder- und der Süderelbe, Europas größte Flussinsel, auf der ca.
55.000 Menschen leben (Abb. 1 Luftbild). Das
Thema der Stadt im Klimawandel ist hier aus
historischen und topographischen Gründen von
besonderer Bedeutung. Die gesamte Insel ist
durch Deiche gegen die Fluten der Nordsee,
aber auch gegen Hochwasser der Elbe geschützt. 1962 kam es während einer Sturmflut
zu einem Deichbruch, bei dem mehr als 200
Menschen in den Fluten ertranken. Seitdem
haben viele Bewohner die Elbinseln verlassen
und neue – überwiegend ärmere und migrantische – Bevölkerungsschichten sind hierhin
gezogen.
Die IBA Hamburg war Ende 2006 als kommunale
Gesellschaft der Freien und Hansestadt Hamburg
gegründet worden. Sie hat den Auftrag, die Hamburger Elbinseln für die Stadtentwicklung zurückzugewinnen („Sprung über die Elbe“) und diesen
Prozess in Form einer Internationalen Bauausstellung zu dokumentieren und zu präsentieren. Wie
jede Bauausstellung befasst sich auch die IBA
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Abb.1: Schrägluftbild Elbinseln und IBA-Projektgebiet
Credits: Freie und Hansestadt Hamburg / Landesbetrieb für
Geoinformation und Vermessung
Hamburg daher konkret mit den Problemen und
Herausforderungen, aber auch den Chancen und
Qualitäten des Raumes, der ihr anvertraut ist.
Zunächst standen soziale und städtebauliche Aufgaben im Vordergrund. So geht es im Leitbild
„Kosmopolis“ beispielsweise schwerpunktmäßig
um die Verbesserung der Bildungs- und Wohnungssituation sowie um den Ausbau der Infrastruktur für die Menschen, die hier leben. Im Leitbild „Metrozonen“ geht es um die Frage, wie vernachlässigte „innere Peripherien“ der Stadt wieder
zu lebenswerten Orten werden können und wie hier
Wohnungsbau und Arbeitsplätze für alle Bevölkerungsschichten entstehen können.
Mit der Vorlage des 4. IPCC-Berichtes im Januar
2007 wurde schlagartig deutlich, dass das Problem
des Klimawandels gerade für den norddeutschen
Raum und speziell für die Hamburger Elbinseln
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von gravierender Bedeutung werden würde, wenn
alles so weiterläuft wie bisher. Für uns war es daher
zwingend, das Thema „Stadt im Klimawandel“ –
neben dem sozialen Thema „Kosmopolis“ und dem
städtebaulichen Leitthema „Metrozonen“ – zu
einem dritten Leitthema zu machen.
Konzept für den energetischen
Umbau der Stadt
Die konzeptionelle Grundlage für den energetischen Stadtumbau auf den Hamburger Elbinseln ist
das „Zukunftskonzept Erneuerbares Wilhelmsburg“, das in den Jahren 2008 bis 2010 von einem
internationalen Fachgremium in Zusammenarbeit
mit der IBA entworfen wurde (vgl. Internationale
Bauausstellung Hamburg (Ed.): Energy Atlas –
Future Concept Renewable Wilhelmsburg, jovis
Verlag GmbH, Berlin) und in zentralen Teilen bis
2013 umgesetzt werden konnte. Der Grundgedanke dieses „Energieatlas“ ist es, die lokalen energetischen Ressourcen der Stadt (bzw. eines Stadtteils)
für die regenerative Energieversorgung zu nutzen
und gleichzeitig die Effizienz der lokalen Energieverbraucher deutlich zu erhöhen. Zu diesem Zweck
wurden alle Gebäudetypologien auf den Elbinseln
analysiert und hinsichtlich ihrer energetischen
Qualitäten (z.B. Eignung für Solarthermie, Photovoltaik oder oberflächennahe Geothermie) und
Restriktionen (z.B. Denkmalschutz, Kosten-Nutzen-Aspekte) bewertet. Das Konzept kommt zu
dem Ergebnis, dass es durch eine intelligente Kombination von Effizienz steigernden Maßnahmen
am und im Gebäude und an der Gebäudetechnik
einerseits und durch die Versorgung mit regenerativer Energie andererseits möglich ist, die Hamburger Elbinseln bis 2025 vollständig mit selbst produziertem Strom und bis 2050 mit eigener Wärme
zu versorgen. Nicht enthalten im Konzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“ sind Industrie und Verkehr,
die (im Hamburger Durchschnitt) etwa 60 % der
CO2-Emissionen ausmachen.
Ein Kernstück des Konzeptes „Erneuerbares Wilhelmsburg“ sind dezentrale Nahwärmenetze. Im
Konzept wurden fünf Nahwärmenetze zur Versorgung der Gebäude vorgeschlagen. Zwei davon versorgen mittlerweile erste Bauabschnitte und werden in den nächsten Jahren weiter ausgebaut. Ein
Wärmenetz ist in der Bauplanung und kann
Anfang 2014 in die Realisierung gehen. Die erste
Nahwärmezentrale mit einer Kapazität von 22.500
MWh/a Wärme und 3.000 MWh/a Strom ist in
einem ehemaligen Flakbunker entstanden, der zum
Energiebunker umgebaut wurde (Abb. 3). In dem
1943 gebauten und 1947 teilweise gesprengten
Bunker wurde ein 2.000 m³ umfassender Wassertank eingebaut, der als Pufferspeicher dient und der
von Solarthermie, Abwärme eines Industriebetriebes, einem Holzhackschnitzelkessel und einem
Biomethan-BHKW gespeist wird. Durch den Energiebunker werden im Endausbau ca. 3.000 Haushalte mit Wärme und 1.000 Haushalte mit Strom
versorgt. Dadurch können 95 % oder 6.600 t CO2
p.a. eingespart werden. Im ersten Bauabschnitt
werden gegenwärtig 830 Wohneinheiten des
„Weltquartiers“ an den Energiebunker angeschlossen. In einem der Flaktürme des Bunkers befindet
sich heute ein Café und auf dem ganzen Gelände
informiert eine Ausstellung über die Geschichte
dieses Bauwerks.
Das zweite Nahwärmenetz verfolgt einen bisher
einmaligen Ansatz: Es ist ein Verbund, der sowohl
Wärme liefert, als auch solche von den dezentralen
Verbrauchern aufnimmt. Damit überträgt es die
erfolgreichen Prinzipien des Erneuerbaren Energien Gesetzes aus dem Bereich der Stromversorgung auf die Wärmeversorgung. In der ersten Pilotphase ist der Energieverbund beschränkt auf die
IBA-Neubauten in Wilhelmsburg Mitte, er dient
damit als Laborversuch im Realmaßstab für den
zukünftigen Umbau des großen Hamburger Fernwärmenetzes. Basis des Energieverbundes ist eine
Energiezentrale mit einem Biomethan-Blockheizkraftwerk und Gas-Spitzenlastkesseln. Damit wird
die Grundversorgung der über ein Wärmenetz
angeschlossenen Gebäude mit einem Gesamtwärmebedarf von 5.000 MWh/ a gesichert. Gleichzeitig wurden drei der angeschlossenen Gebäude mit
einer Hausübergabestation ausgerüstet, die nicht
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sers erwartet werden kann. Damit kann eine Leistung von ca. 17,5 MW für die Wärmeversorgung
genutzt werden. Und zusätzlich wird in Abhängigkeit vom tatsächlichen Wärmeniveau des geförderten Wassers die Produktion von Strom geprüft.
Dezentral vor zentral!
Abb.3: Baustellenfotografie Mai 2013 - Energiebunker
Credits: IBA Hamburg GmbH / Martin Kunze
nur den Wärmebezug, sondern auch die Einspeisung von Überschusswärme ermöglicht. In einem
eigens erarbeiteten Regelwerk für den Energieverbund wurde festgeschrieben, dass anfangs bis zu
einer Wärmemenge von 10 % des Jahresbedarfs
diese dezentralen Einspeiser Vorrang haben und
eine feste Vergütung für jede eingespeiste Kilowattstunde Wärme vom Betreiber des Wärmenetzes erhalten. Voraussetzung ist allerdings, dass ausschließlich erneuerbare Wärme eingespeist wird.
Mit dem weiteren Ausbau des Energieverbundes
wird diese Grenze bis auf 25 % angehoben. Insgesamt wird mit dem Energieverbund bei Berücksichtigung der Stromproduktion im BHKW
(„Stromgutschriftmethode“) für die Wärme eine
negative CO2-Emission erreicht. Die CO2-Kennziffer für die Wärmelieferung liegt aktuell bei -111,6
kg CO2/MWhth.
Das dritte Nahwärmenetz wird das tiefengeothermische Energiepotential der Elbinsel nutzen und
gehört damit zu den Vorreitern im norddeutschen
Raum. Im Rahmen der IBA wurden 2009/2010
seismische Untersuchungen zur Erkundung der
Geologie durchgeführt, die sehr vielversprechende
Ergebnisse brachten. In einer Tiefe von 3.500
Metern wird 130 °C heißes Wasser vermutet. Die
Schichtdicke der Sandsteinschicht mit ausreichendem Porenvolumen beträgt ca. 50 m, sodass eine
ergiebige Förderung (150 m³/h) des heißen Was62
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Neben den Nahwärmenetzen spielen lokale regenerative Energieressourcen eine entscheidende
Rolle im Klimaschutzkonzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“. Die gegenwärtig viel beschworenen
Probleme und Verzögerungen bei der „Energiewende“ sind nicht nur hausgemacht, sondern auch
der Tatsache geschuldet, dass die neue Energiepolitik wieder in den alten Schachteln industrieller
Mega-Systeme gedacht wird und die Chancen
dezentraler Versorgungsstrukturen nicht (oder zu
wenig) erkannt bzw. gefördert werden. Die IBA
Hamburg hat ihr Konzept des energetischen Stadtumbaus konsequent auf die Nutzung der lokalen
Ressourcen und Potentiale vor Ort basiert und sich
so zum Prinzip „Dezentral vor zentral“ bekannt.
Denn mit dem energetischen Umbau unserer Städte kann jetzt und hier begonnen werden. Während
für die Offshore-Großwindanlagen oder die gigantischen Kraftwerke in der Sahara („Desertec“)
noch zahlreiche politische, rechtliche und technische Lösungen zu erarbeiten sind, kann mit der
Nutzung der völlig unterbewerteten lokalen urbanen Ressourcen sofort begonnen werden. So lässt
sich im Übrigen auch ein politischer Konsens viel
einfacher herstellen, da Arbeitsplätze und Einkommen vor Ort in den Kommunen geschaffen werden.
So arbeitet die IBA Hamburg bei der Umsetzung
des Konzeptes „Erneuerbares Wilhelmsburg“ sehr
eng mit den örtlichen Organisationen der Wirtschaft, insbesondere der Handwerkskammer zusammen.
Zur Untermauerung ihrer These hat die IBA Hamburg im Konzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“
verschiedene Formen dezentraler regenerativer
Energie- Selbstversorgung auf den Hamburger
Elbinseln aufgezeigt. Ein wichtiges und besonders
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anschauliches Projekt ist der „Energieberg“(Abb.
4). Dabei handelt es sich um eine alte Mülldeponie
mit einer Größe von 45 ha, die seit den 80er Jahren
wegen eines Giftmüllskandals geschlossen ist und
ständig überbewacht werden muss. Auf der Deponie wurde eine 3,4 MW Windturbine installiert, die
zusammen mit einer weiteren Windkraftanlage und
einer Photovoltaikanlage von fast 1 ha Größe
12.400 kWh/a Strom liefert – ausreichend für die
Versorgung von 4.000 Haushalten (= 20 % der
Haushalte auf den Elbinseln). Desweiteren werden
die Deponiegase für die Versorgung eines Industriebetriebes genutzt. Oberflächennahe Geothermie versorgt ein Informations- und Dokumentationszentrum, das über die Geschichte der Mülldeponie und ihre Transformation zum Energieberg
informiert.
Insgesamt sieht das Konzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“ die Nutzung von Wind- und Sonnenenergie, Biomasse und Geothermie für die SelbstVersorgung der Hamburger Elbinseln vor. Trotz
eines prognostizierten Bevölkerungswachstums
von mehr als 40 % kann der Wärmebedarf (Endenergie) der privaten Haushalte sowie des Gewerbe, Handels und der Dienstleistungen (GHD) von
550 GWh Endenergie im Jahre 2007 auf 335 GWh
im Jahre 2050 zurückgehen. Der Strombedarf wird
hingegen von 143 GWh Endenergie (2007) auf 153
GWh im Jahre 2050 leicht ansteigen. Trotzdem
kann eine hundertprozentige Selbstversorgung der
privaten Haushalte und des GHD-Sektors mit
Strom Ende der 20er Jahre und mit Wärme gegen
Ende der 40er Jahre unseres Jahrhunderts erreicht
werden. Die Hamburger Elbinseln sind dann praktisch in der Energieversorgung aller Gebäude klimaneutral.
Das Konzept geht allerdings nur auf, wenn die
Energieeffizienz der Gebäude, sowohl der existierenden wie der neuen, grundlegend verbessert
wird. Das setzt zum einen eine Erhöhung der
Erneuerungsrate der Gebäude von gegenwärtig
etwa 1 % auf 3 % p.a. voraus. Zum andern muss
der Gebäudebestand grundlegend energetisch
saniert werden. Da es auf den Hamburger Elbin-
seln viele Gebäude aus unterschiedlichen historischen Epochen gibt, darunter auch viele denkmalgeschützte oder stadtbildprägende Bauten, wurde
im Klimaschutzkonzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“ ein gebäudetypologisch differenzierter Standard für einzelne Stadtraumtypen definiert. So sollen denkmalwerte Altstadtgebäude mit einem
Heizenergiebedarf von 200 kWh/m²a „nur“ einen
Effizienzstandard von 72 kwh/m²a erreichen müssen, um sie gestalterisch nicht völlig zu ruinieren.
Hochhaussiedlungen der 1970er Jahre sollen dagegen bis zu einem Heizenergiebedarf von 40
kWh/m²a saniert werden, da dies einerseits kostengünstig möglich ist; andererseits sind diese Siedlungen gestalterisch nicht so empfindlich wie die
Gebäude des historischen Erbes.
Im Projekt Wilhelmsburger Straße haben wir beispielhaft gezeigt, dass eine denkmalwerte Backsteinfassade der für Hamburg so typischen „Schumacherbauten“ aus den 1920er Jahren im Originalzustand erhalten werden kann und trotzdem der
energetische Neubaustandard durch die Modernisierung erreicht wird. Möglich wurde dies durch
die Kombination von behutsamen Maßnahmen der
Effizienzsteigerung mit einer Erhöhung des
Anteils an regenerativer Energie für die Wärmeversorgung.
Abb. 4: Luftbilder Energieberg – September 2012
Credits: Aufwind-Luftbilder
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Case Study Houses – Innovativer
Neubau für das 21. Jahrhundert
Bauausstellungen – Labore der
Stadtentwicklung
gerichtet, und sollen die Probleme eines Ortes
paradigmatisch und beispielhaft lösen. IBA sind
öffentliche Gesellschaften, die aber relativ unabhängig von der Verwaltung mit einem eigenen
Budget (in Hamburg 100 Mio. € für 8 Jahre) handeln. Gleichwohl müssen alle Bauausstellungen
sich der politischen Unterstützung der lokalen
Politik, vor allem aber der Bevölkerung im Stadtteil versichern. Gerade letztere hat nicht selten
Angst, dass eine IBA als „Gentrifizierungsmaschine“ über ihren Stadtteil hinwegfegt und die einheimische Bevölkerung nach der IBA die Mieten und
Grundstückspreise nicht mehr zahlen kann. Alle
Projekte der IBA Hamburg werden daher sehr
intensiv mit der Bewohnervertretung und den
betroffenen Bürgern diskutiert und abgestimmt.
Gegen den mehrheitlichen Willen des Bürgerbeteiligungsgremiums werden keine Projekte von der
IBA Hamburg realisiert. Oft ist viel Überzeugungsarbeit notwendig, um die Menschen vor Ort
von der Wichtigkeit und Bedeutung eines Projektes
zu überzeugen. Dies gilt insbesondere für den
energetischen Stadtumbau; denn dieser ist ohne
aktive Mitwirkung der Hauseigentümer und Mieter
nicht zu schaffen – nicht einmal allein mit Geld.
Vielmehr müssen die Menschen emotional für eine
grüne Zukunft gewonnen werden. Auch hierin liegt
eine paradigmatische Wirkung des Formates IBA.
Die IBA Hamburg wurde am 23. März 2013 vom
Ersten Bürgermeister der Freien und Hansestadt
feierlich eröffnet. Sie läuft bis zum 3. November.
Gezeigt werden mehr als 60 bauliche Projekte in
den drei Leitthemen der IBA Hamburg: „Kosmopolis“, „Metrozonen“ und „Stadt im Klimawandel“.
Natürlich sind dies zunächst „Case-Study-Houses“, die einen hoch innovativen und experimentellen Charakter haben und noch nicht unbedingt alle
massenproduktionstauglich sind. Aber IBA sind
immer auch Laboratorien der Architektur und der
Stadtentwicklung – und man erinnere sich, wie
„exotisch“ PV-Dächer noch vor wenigen Jahrzehnten waren. Internationale Bauausstellungen sind
die Forschungs- und Entwicklungslabore der
Stadtentwicklung. IBA werden für einen bestimmten Zeitraum, i.d.R. zwischen 8 und 10 Jahren, ein-
Uli Hellweg, Geschäftsführer der IBA Hamburg
GmbH, die mit dem Europäischen Solarpreis 2012
ausgezeichnet worden ist.
Kontakt:[email protected]
Auch wenn der Umbau des Bestandes die wichtigste Aufgabe des energetischen Stadtumbaus ist, so
hat der Neubau doch gerade im Rahmen einer Bauausstellung eine exemplarische Vorreiterrolle. Mit
einer Reihe von „Case-Study-Houses“ in Wilhelmsburg Mitte zeigt die IBA Hamburg, wie das
energetische Bauen der Zukunft aussehen kann.
Hier entstanden 17 Modellhäuser, die z.T. völlig
neue Lösungen hocheffizienter Gebäude zeigen.
Kennedy & Violich Architecture (Boston) zeigen
mit ihren „Soft Houses“, wie mit flexiblen photovoltaischen Dachmembranen hocheffzient Hausstrom erzeugt werden kann und wie Holz als nachhaltiger CO2-neutraler Baustoff in hochwertiger
Architektur eingesetzt werden kann. Ein mehrgeschossiges Wohngebäude, das nicht nur im Energieverbrauch klimaneutral ist, sondern im gesamten
Lebenszyklus, wird mit dem Woodcube gezeigt, der
auch alte leim- und schadstofffreie Holzbautechniken wieder ins Leben ruft. Das Architektenteam
„Splitterwerk“ (Graz) hat zusammen mit der Hamburger Forschergruppe SSC ein spektakuläres Projekt realisiert, bei dem in Fassadenelementen Algen
als Biomasse gezüchtet werden. Ziller + Architekten (München) haben ein Passivhaus gebaut, das
seine Restwärme aus einem PCM-Speicher bezieht
– um nur einige wenige Beispiele zu nennen.
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