Ein Solarfeld bestehend aus insgesamt 11 640 m2 Flachkollektoren versorgt das hessische Dorf Bracht; im Hintergrund die Energiezentrale mit Pufferspeicher (Quelle: Dr. Martin Frey)
Die Solarwärme Bracht versorgt künftig fast 200 Gebäude mit nahezu 100 % regenerativer Wärme. Darüber freut sich Sprecher Helgo Schütze von der Bürgerenergie-Genossenschaft, der das Projekt mit seinem Team zur Umsetzung brachte, ganz besonders. Zur Versorgung dient ein Solarkollektorfeld mit brutto 11 640 m2 Flachkollektoren mit einer Leistung von 8,1 MW, das einen 26 600 m3 fassenden saisonalen Erdbeckenspeicher speist [1]. Außerdem sind in einer Energiezentrale zwei Wärmepumpen mit zusammen 1,2 MW Heizleistung sowie ein Holzhackschnitzelkessel mit 700 kW Leistung Teil des Energiekonzepts (Bild 1). Ein 200 m3 großer Pufferspeicher dient dem Ausgleich kurzfristiger Erzeugungs- und Verbrauchsschwankungen.
Die Wärme wird über ein 9,7 km langes Wärmenetz verteilt, das aus einer 1,2 km langen Haupttrasse sowie Verteilungsleitungen besteht. Versorgt werden eine Mehrzweckhalle, ein Kindergarten, die Schule sowie die Privathaushalte. Von den an die angeschlossenen Gebäude gelieferten 4 200 MWh Wärme je Jahr stammen nach den Simulationsrechnungen der Universität Kassel, die für die Auslegung zuständig war, 71 % von der Solarthermie, 6 % aus den Wärmepumpen und 23 % aus Biomasse. Die Investitionskosten des Projekts betrugen 16,3 Mio. €, wovon 10,4 Mio. € aus Fördertöpfen stammen. Die direkt am Solarfeld gelegene Energiezentrale umfasst neben Biomassekessel und Wärmepumpen auch die Hydraulik der Anlage.
Hoher solarer Deckungsgrad
Die Besonderheit gegenüber anderen Solarthermie-Dörfern ist vor allem der beispiellos hohe solare Deckungsgrad. Es handele sich weltweit „um die prozentual höchste Solarversorgung mit saisonalem Erdbeckenspeicher für Bestandssiedlungen in den gemäßigten Breiten“. „Das Projekt in Bracht ist so unglaublich wertvoll, weil es zeigt, dass eine weit überwiegend auf Solarnutzung basierende Wärmeversorgung funktioniert“, erklärte Professor Klaus Vajen von der Universität Kassel, die für das Gesamtkonzept verantwortlich ist. Die eingesetzten Wärmepumpen dienten überwiegend der besseren Ausnutzung des saisonalen Wärmespeichers, nicht aber der Nachheizung. Ursprünglich hatten die Bürger von Bracht 100 % Solarversorgung angestrebt, dies aber, so der Solarexperte, wäre finanziell nicht umsetzbar gewesen.
„Mit dem Umlegen des Schalters ist es nun möglich, die CO2-Emissionen der Wärmekunden von einem auf den anderen Tag um 98 % zu senken“, beschreibt Vajen die Bedeutung des Projekts. „Hätte man denselben Effekt mit einer energetischen Sanierung erreichen wollen, hätte sich dies zu etwa denselben Kosten mindestens bis zum Ende dieses Jahrhunderts hingezogen.“ Somit sei Bracht „eine der ganz wenigen Kommunen, die bereits jetzt mit ihrer Wärmeversorgung im Jahr 2045 angekommen sind“. Bracht erreicht die von der Bundesregierung in 20 Jahren angestrebte Klimaneutralität schon heute.
Fertigstellung mit vereinten Kräften
Die Planung und Realisierung des Projekts dauerte etwa neun Jahre: 2016 war die erste Initiative entstanden, und seit 2018 war die Universität Kassel mit der Auslegung der Systemkomponenten beauftragt. 2021 gründete sich die Genossenschaft, der inzwischen 207 Mitglieder angehören. Der Baubeginn fand dann im November 2023 statt, 2024 wurde der Aushub für den Erdbeckenspeicher vorgenommen und dieser mit einem Geokomposit verkleidet. Danach schloss sich die Installation der Be- und Entladeeinheit im Zentrum des Speichers mit drei Diffusoren an, die über 11 m Höhe verteilt sind.
Bis zur Teilinbetriebnahme im Juni 2025 waren dann noch das Solarfeld sowie die Energiezentrale zu errichten, der Solarspeicher mit Wasser zu befüllen und mit einem Deckel zu verschließen. Das benötigte Wasser wurde durch eine Osmoseanlage gereinigt. „Die Befüllung des Speichers dauerte sechs Monate“, so Genossenschaftssprecher Schütze. Das waren zwei Monate mehr als veranschlagt – aus Rücksicht auf die Wasserversorgung des Ortes wurde dazu extra eine separate Wasserleitung vom Trinkwasserhochbehälter zum saisonalen Speicher verlegt.
Die Installation des fast 5 000 m2 großen Deckels stellte für die Genossenschaft noch einmal eine ganz besondere Herausforderung dar: „Wir haben uns gesagt, das können wir selbst und haben in kürzester Zeit über unsere Whats-App-Gruppe 70 Leute mobilisiert“, so Schütze. Das Material, das u. a. aus extrudiertem Styropor besteht und mit 24 Sattelschleppern der 40-t-Klasse angeliefert wurde, konnte in der Rekordzeit von vier Wochen verlegt werden. Aufgrund der großen Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht gab es starke Ausdehnungen in den Drainschichten, was zu Verschiebungen innerhalb derer führte. Auch nach Fertigstellung ist beim Betreten eine leichte Bewegung unter den Füßen zu spüren.