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Energiepark für nachhaltigen Tourismus am Hofgut Sternen

Einen großen touristischen Betrieb mit 610.000 kWh Strom- und 700.000 Wärmebedarf nachhaltig und autark mit Energie zu versorgen war Ziel des Projektes des Hofguts Sternen in Breitnau zwischen Freiburg und Titisee gelegen. Mit Hotel, Restaurants, Einkaufsmöglichkeiten und Glasbläserei bietet das Hofgut Schwarzwalderlebnisse für jährlich 12.500 Übernachtungs- und 120.000 Tagesgäste aus aller Welt. In den nächsten Jahren, kommen noch einmal 150 Betten und rund 1000 Quadratmeter Verkaufsfläche hinzu.

Um diesen enormen Betrieb zu versorgen kommt eine Kombination verschiedener regenerativer Energiequellen zum Einsatz. Besonders innovativ ist die Abwasserkraftanlage, gespeist aus der Kläranlage Hinterzarten, die etwa 150 Meter höher liegt als das Hofgut. Über eine Fallleitung gewinnt das gereinigte Abwasser an Geschwindigkeit und treibt eine Turbine zur Stromerzeugung an. Eine Wärmepumpe nutzt die Restwärme des warmen Abwassers und kühlt es auf eine umweltverträglichere Temperatur ab. Die so gewonnene Wärme gelangt über ein Wärmenetz zu den jeweiligen Abnehmern oder wird bei Überschuss vorübergehend zwischengespeichert. Ein Holzvergaser-BHKW, betrieben mit Holzhackschnitzeln aus der Region, erzeugt zusätzlich Strom und Wärme. Im Sommer, wenn der Wärmebedarf niedriger ist, kann eine Adsorptionskälteanlage Gästeräume und Speisekammern kühlen. Außerdem tragen eine Photovoltaikanlage und ein Wasserkraftwerk an der Ravenna zur Energieversorgung bei.

Die Anlagen sind in einer „gläsernen Energiezentrale“ untergebracht, jederzeit sichtbar für Gäste, Mitarbeiter und andere Interessierte, für die es regelmäßig Führungen gibt. Mit der nachhaltigen Energiezentrale fügt sich das Hofgut Sternen ein in das Nachhaltigkeitskonzept des Bioenergiedorfes Breitnau und dient anderen Tourismusunternehmen als Vorbild.

Wesentliche Erkenntnisse:

•Ein zentrales Steuerungskonzept ist nötig, um die komplexen Steuerungsmechanismen der einzelnen Geräte und unterschiedlichen Lieferanten koordinieren zu können.

•Das geklärte Abwasser aus der Kläranlage war über Erwarten bioaktiv, es bildeten sich schnell biologische Filme auf Wärmetauschern und Filtern. Dies muss beim weiteren Umgang mit geklärtem Wasser in Betracht gezogen werden.

•Enttäuschend war die Beratung der Firma Spanner, die sich nur auf den Verkauf der Holzkraftanlage bezog, jedoch keine Konzepterfassung oder zukunftsorientere Beratung enthielt.

Projektdaten

Projektnummer 2016-03
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Hofgut Sternen GmbH & Co. KG
Laufzeit Oktober 2015 bis Oktober 2017
Zuschuss 250.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

 Energiegewinnung innerhalb der Trinkwasserversorgung Kirchzarten durch Einbau einer Wasserkraftanlage
Kirchzarten

Wasserkraft im Wasserwerk

Bisher noch selten genutzt, eignen sich auch die weitreichenden Rohrsysteme von Wasserwerken dafür, Energie aus Wasser zu gewinnen. Zwar ist die Ausbeute hier geringer, andererseits bieten geschlossene Systeme ihre eigenen Vorteile. Weil sie nicht in oberirdische Gewässer eingreifen, entstehen keine Konflikte mit Schifferei oder Fischpopulation. Der Zulauf ist zudem zu allen Jahreszeiten gleichmäßig und durch das saubere Wasser verschleißen die Anlagen langsamer. Ein Pilotprojekt der Energie- und Wasserversorgung Kirchzarten untersuchte Energiepotential und Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage. Als besten Standort identifizierten die Verantwortlichen den Zulauf zum Hochbehalter Giersberg, wo bei 75 Metern Gefälle durchschnittlich 30 m³ Wasser pro Stunde durch die Rohre fließen. Um die Wasserenergie auszunutzen, installierte das Wasserwerk eine speziell angefertigte Peltonturbine mit Generator im Zulauf zur Mischkammer. Über den fünfmonatigen Versuchzeitlauf hinweg erzeugte die Anlage rund 5040 kWh Strom, mit denen rund die Hälfte des Energiebedarfs des Kraftwerks gedeckt wurde. Damit sparte das Projekt circa acht Tonnen CO2 ein, wobei Energieerzeugung und CO2-Einsparung wegen der niedrigen Quellauschüttung geringer als erwartet ausfielen. Wegen des Klimawandels sind solch niedrige Quellstände und damit Einbußen bei den erwarteten Erträgen und Amortisationszeiten auch in Zukunft zu erwarten. Diese Erkenntnisse nutzen nach Projektende auch anderen Interessierten, die das Potential von Wasserkraft in Wasserwerken nutzen wollen. Drei wesentliche Erkenntnisse: Kontinuierliche Stromgewinnung und –abnahme sind Grundvoraussetzung für die Wirtschaftlichkeit eine Anlage. Diskontinuierlicher Betrieb setzt Speicheranlagen voraus, die die Wirtschaftlichkeit einer Anlage deutlich verschlechtern. Betriebssichere Wasserkraftanlagen mit hohem Wirkungsgrad sind noch nicht standardmäßig auf dem Markt erhältlich Klimaveränderungen und damit einhergehende geringere Quellwasserausschüttung stellen die zukünftige Nutzung und Wirtschaftlichkeit von Wasserkraftanlagen in Frage.

Grünwandfassade - Entwicklung eines biodiversen, wandgebundenen Fassadengrünwandsystems für Gewerbe- und Industriebauten zur vor Ort Regenwasserreinigungbei reduziertem Flächenverbrauch
Breisach-Niederrimsingen

Grünwandfassade für nachhaltige Gebäude

Die geplante Grünwandfassade soll den Flächenverbrauch von Gebäuden ausgleichen und dabei vor Ort das Regenwasser reinigen und in den natürlichen Wasserkreislauf zurückführen. Gleichzeitig bietet sie zahlreichen Organismen einen Lebensraum und senkt langfristig gesehen die Kosten eines Gebäudes. Im Zuge des Neubaus einer Produktionshalle soll für eine Gebäudewand (100 m x 16 m) ein konstruktiv einfaches, wandgebundenes Grünwandfassadensystem entwickelt werden, welches schon vor Ort den üblichen Flächenverbrauch minimiert und gleichzeitig den natürlichen Wasserkreislauf und die Biodiversität fördert. Dies geschieht durch Integration des gewachsenen Oberbodens des Baugrundstücks in die Konstruktion der Hallenwand, sodass die Bodenfunktionen nach vielfältiger Bepflanzung in der Vertikalen erhalten bleiben. Das Regenwasser wird vom Dach direkt in die Grünwandfassade geleitet, wo es einerseits der Bewässerung dient, aber auch gespeichert und gereinigt wird, bevor es wieder im Erdreich versickert und ins Grundwasser gelangt. So entsteht ein interner ökologischer Ausgleich aller Schutzgüter (Boden, Wasser, Tier, Pflanzen, Mensch und Klima) an Ort und Stelle. Das Bauland wird ökologisch verantwortungsvoll, ökonomisch sinnvoll und auch optisch mit hoher Qualität belegt. Die Gesamtkosten des Werks-Neubaus liegen im 2-stelligen Millionen-Bereich. Gleichzeitig entsteht mit der Grünwandfassade ein biodiverses Habitat für Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere. Außerdem verbessert sich das Klima sowohl im Innen- als auch im Außenraum, da die Grünwandfassade für eine Kühlung der Luft sorgt. Hier handelt es sich nicht um ein „grünes Deckmäntelchen“, sondern um ein modulares Wandbausystem, das Biodiversität und natürlichen Wasserkreislauf schon von vornherein in die Wandkonstruktion integriert und gleichzeitig allen bautechnischen Anforderungen gerecht wird. Durch ein seriell hergestelltes Baukastensystem, welches alle erforderlichen Gewerke beinhaltet, bietet es dem Investor eine hohe Planungs- und Kalkulationssicherheit. Die zusätzliche Investition in das Ökosystem soll sich zuerst durch Flächeneinsparung beim Grundstückskauf sowie vermindertem Statikaufwand und, nach Fertigstellung, durch anhaltende Kostensenkung für Wasser, Abwasser, Heiz- und Kühlenergie, Wartung, Pflege etc. aufrechnen. Ein wesentlicher Faktor ist auch die Anrechenbarkeit von Ökopunkten, deren Erfüllung das Projekt gezielt adressiert. Es entsteht eine Win-Win-Situation für Umwelt und Nutzer, von der folglich die Allgemeinheit ökologisch in Form von CO2-Speicherung, Sauerstoffproduktion, Fein¬staubbindung, Schallreduktion, klimatischer Abkühlung und Erhalt der Artenvielfalt bei Tieren und Pflanzen profitiert. Bei Multiplizierung solcher Grünwandfassaden in ganzen Gewerbe- und Industriegebieten sowie entlang Autobahnen und Bahnstrecken könnten sie als lebende, optisch in die Landschaft integrierte Schallschutzwände fungieren. In Kombination mit anderen Systemen wie z. B. Gründächern und Photovoltaik können Grünwandfassaden auch in städtischen Mischgebieten, im Wohnungsbau, an öffentlichen Gebäuden, Parkhäusern, Supermärkten, Lagerhallen etc. mit Biodiversität, Schall- und Grundwasserschutz, Energie- und Emissionsverminderung einen wesentlichen Beitrag zur Gestaltung klimatisch ausgewogener und nachhaltiger Lebensräume leisten. Ästhetisch hochwertige Architektur kann somit sanft in das Landschaftsbild integriert werden.

Sanierung auf Passivhaushniveau mit innovativer Wärmedämmung und Monitoring
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Kindergarten im Passivhausstandard

Um mehr Kinder betreuen zu können, sanierte und erweiterte die Stadt Schopfheim den Kindergarten Hintermatt, ursprünglich ein Flachbau mit hohem Energieverbrauch. Die Stadt kombinierte hierfür Erdwärme mit einer sogenannten transluzenten Wärmedämmung. Diese noch recht wenig genutzte Technik verkleidet die Außenwände mit einer Schicht aus transparentem Polykarbonat. Mit nur 10 cm ist die Schicht wesentlich dünner als eine herkömmliche Wärmedämmung und ist durch ihre Luftschächte Teil des Lüftungssystems. Nachdem die Sonne die Luft erwärmt hat, fließt diese in Räume und spart so Heizenergie. Eine Wärmepumpe mit vier Erdsonden ersetzt den ölbefeuerten Heizkessel und kühlt die Räume im Sommer. Thermische Solarkollektoren unterstützen die Heizung und erwärmen das Brauchwasser. Das isolierte Dach lässt auch im Winter viel Tageslicht in die Räume. Eine ausgeklügelte Regelungstechnik steuert und überwacht das Lüft- und Heizsystem, das dadurch mit weniger Luftvolumen auskommt und kostengünstiger ist. Durch die Maßnahmen verringerte sich der Verbrauch von 65 kWh pro Jahr und Quadratmeter auf etwa 12-15 und entspricht damit dem Passivhausstandard. Die Kombination von effizientem Lüftungssystem, innovativer Dämmung und Monitoring macht Kindern, Eltern und Anwohnern tagtäglich energieeffizentes Bauen begreifbar. Weitere Informationen zur Gebäudetechnik liefert die Projektbeschreibung des Architekten Kuri (PDF, 20KB) sowie im Abschlussbericht zum Projekt.