Das Anergienetz der ETH Hönggerberg wurde im Januar 2020 vom Bundesamt für Energie (BFE) mit dem Watt d’Or in der Kategorie „Gebäude und Raum“ ausgezeichnet. Amstein + Walthert begleitet seit über 10 Jahren die Umsetzung des Projekts: Vom Konzeptentscheid, über das Monitoring, bis hin zur Optimierung im Betrieb.
Amstein + Walthert begleitet seit über 10 Jahren die Planung und Umsetzung des Anergienetzes am Campus Hönggerberg der ETH Zürich. Das Anergienetz wurde nun vom BFE mit dem Watt d’Or in der Kategorie „Gebäude und Raum“ ausgezeichnet. Wir vom Bereich Häusermann und die ganze Amstein + Walthert AG freuen uns über diesen Preis.
Ausgangslage und Zielvorgaben an die Energieversorgung
Auf dem Hönggerberg in Zürich betreibt die ETH Zürich den Campus Hönggerberg mit über 12’000 Studierenden, Dozierenden und Mitarbeitenden. Beim Campus handelt es sich um ein Areal mit Quartier-Charakter, das primär der Forschung und Lehre dient. Seit 2016 befinden sich zudem studentische Wohnungen auf dem Areal.
Beim Erarbeiten des Masterplans für die zukünftige Energieversorgung des Standorts Hönggerberg wurden im Jahr 2006 die Ziele für die zukünftige Energieversorgung definiert. Zudem hat A+W mögliche Versorgungsvarianten erarbeitet und bewertet. Die Ziele der 2000-Watt-Gesellschaft und von 1-Tonne CO2-Ausstoss pro Person bildeten dabei die mittel- und langfristigen Vorgaben. Der Entscheid: Ein dynamisches Erdspeichersystem soll längerfristig die bestehende zentrale Wärme- und Kälteproduktion ablösen. Dadurch werden der fossile Energiebedarf und damit der CO2-Ausstoss massgeblich verringert (Ziel: Reduktion um 80% bis 2040). Parallel wird mittels technischer und baulicher Effizienzsteigerung eine Stabilisierung des Wärmebedarfs erreicht. Dabei wird der spezifische Wärmebedarf laufend reduziert. Auch eine mittelfristige Stabilisierung des Kältebedarfs ist möglich. 2024 wird er aber – bedingt durch Neubauten – voraussichtlich wieder ansteigen.
Anergienetz am Campus Hönggerberg
Seit 2013 ist das Anergienetz auf dem Campus Hönggerberg in Betrieb und in laufendem Ausbau. Die Realisierung bis zur Inbetriebnahme und Einregulierung des ersten Clusters dauerte zwei Jahre. Das Netz bestand am Anfang aus zwei Erdsondenfeldern und zwei Clustern (Zentralen). Mittlerweile sind ein weiteres Erdsondenfeld (HWO) sowie vier weitere Cluster (HC, HWN, HI und HCP) hinzugekommen.
lm Anergienetz verbindet die Ringleitung – bestehend aus Warm- und Kaltleiter sowie einer dritten Ringleitung für die Bewirtschaftung der Erdspeicher – die einzelnen Cluster untereinander und mit den Erdspeichern. Unter Berücksichtigung der Energie- und Leistungsbilanzen ermöglicht dies einen kontinuierlichen Ausbau des Netzes sowie eine flexible Anpassung an sich ändernde Bedürfnisse. Wird in einem Cluster Wärme benötigt, stellt diese ein Erdspeicher oder ein anderes Cluster über das Netz bereit. Fällt in einem Cluster Abwärme an, welche nicht direkt in den angeschlossenen Gebäuden verwertet wird, wird diese – je nach Betriebsart – von anderen Clustern direkt genutzt oder in den Erdspeicher verlagert. Dort wird sie für eine spätere Nutzung gespeichert. Das bestehende Fernwärme- und Fernkältenetz des Campus steht weiterhin als Redundanz bzw. für die Versorgungssicherheit zur Verfügung. Ausserdem liefert es den Energiebedarf, der nicht über das Anergienetz gedeckt werden kann, bzw. für diejenigen Bestandsgebäude, die aktuell noch nicht mittels Wärmepumpen versorgt werden können. Dieser Anteil an Fernwärme und Fernkälte wird kontinuierlich reduziert – mit dem Ziel, diesen im Endausbau vollständig durch das Anergienetz abzulösen.
Rück- und Ausblick
Eine Erkenntnis aus dem bisherigen Betrieb? Ein laufendes Monitoring- und Betriebsoptimierungsprojekt ist notwendig. Dies betrifft nicht nur die erstmalige Inbetriebnahme: Jede Erweiterung erfordert eine neue Einregulierung und Anpassungen an Regelparameter, da es sich bei einem solchen Netz nicht um ein Standardprodukt handelt. Dies macht sich jedoch in einer höheren Effizienz und dadurch geringeren Energiegestehungskosten bezahlt.
Der weitere Ausbau des Netzes hängt einerseits vom Zeitplan für die Erweiterung des Campus und andererseits von der Renovationsrate der Bestandsgebäude ab. Aktuell ist eine Erweiterung des Netzes um zwei weitere Erdsondenfelder und eine zusätzliche Energiezentrale vorgesehen. Weiter ist die Einbindung eines neuen Rechenzentrums absehbar und eine Erweiterung des Netzes über den Campus hinaus ermöglicht neues Vernetzungspotenzial.
Die ersten 6 Betriebsjahre haben gezeigt: A+W konnte die Effizienzvorgaben bezüglich Wärme-/Kältebereitstellung übertreffen. Die Erkenntnisse aus der Planung, Realisierung und dem Monitoring des Anergienetzes sind in der Zwischenzeit in die Entwicklung von weiteren Versorgungskonzepten eingeflossen.
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