Effiziente Technologien und erneuerbare Energie Energieversorgung der Zukunft

Die Energiekrise zeigt: Das Gesundheitswesen braucht eine zuverlässige Gebäudeenergieversorgung. In Einrichtungen ist die Betriebssicherheit gefährdet. Enge Budgets und knappe Energieträger sorgen für Probleme. Neue Konzepte für Heizen und Kühlen bieten Potenzial. Es herrscht dringender Handlungsbedarf in deutschen Krankenhäusern: Laut dem Krankenhaus-Rating-Report des Leibniz-Instituts für Wirtschaftsforschung RWI und dem Institute for Healthcare Business schreiben 60 Prozent der Einrichtungen rote Zahlen, 20 Prozent sind unmittelbar insolvenzgefährdet (Handelsblatt 2022). Gestiegene Gaspreise verschärfen die Situation zusehends, denn 92 Prozent der deutschen Kliniken nutzen Gas (DKG 2022) zur Wärmeerzeugung, wie aktuelle Zahlen der Deutschen Krankenhausgesellschaft belegen. Immer öfter müssen Kliniken unwirtschaftliche gasbetriebene Blockheizkraftwerke abschalten und nutzen Strom von Energieversorgern oder steigen auf Heizöl um. „Eine höchstens kurzfristige Lösung“, meint Alexander von Rohr, Experte von enexo. „Langfristig gesehen müssen Krankenhäuser ihre Energieversorgung auf erneuerbare Energien umstellen – im Sinne der Versorgungssicherheit, Kostenreduzierung und dem Erreichen der Klimaziele.“ Eisspeicher, Wärmepumpen, Photovoltaik-Anlagen oder nachgerüstete, hocheffiziente Lüftungsanlagen (Retrofit) sowie moderne und effiziente Pumpensysteme reduzieren Energieverbrauch, Betriebskosten und CO2-Emissionen erheblich. Einsparungen im Gebäudesektor Gerade im Gebäudesektor besteht enormer Sanierungsbedarf: Der Betrieb der Gebäude in Deutschland verursacht etwa 35 Prozent des Endenergieverbrauchs und circa 30 Prozent der CO₂-Emissionen (Umweltbundesamt). Allein das Gesundheitswesen – in erster Linie die Krankenhäuser – ist für mehr als fünf Prozent des deutschen CO2-Ausstoßes (DKG 2022) verantwortlich. Enormes Potenzial also auch, um Energie zu sparen, Treibhausgase zu reduzieren und Kosten zu sparen – Potenzial, das viel zu oft noch ungenutzt bleibt, da zu wenig und nicht anspruchsvoll genug saniert wird. Regenerative Energieversorgung Für nachhaltige Sanierungsmaßnahmen in Krankenhäusern ist eine intelligente Gesamtlösung für effizientes Heizen und Kühlen besonders wichtig – und gewinnbringend. Im Zentrum des Energiekonzeptes von enexo stehen dezentrale Eisspeicher- und Wärmepumpengesamtlösungen. Dadurch sollen Heizkosten bis zu 50 Prozent und Kühlkosten um bis zu 95 Prozent reduziert werden. Um eine nahezu autonome Versorgung zu gewährleisten und um der Vision eines „Green Hospitals“ näherzukommen, erfolgt ein Großteil der Energiebereitstellung über Photovoltaikanlagen. Effiziente Energiegewinnung Photovoltaikanlagen bieten eine sehr effiziente Form der Energiegewinnung und sind hochgradig wirtschaftlich. „Problematisch wird es bei der Speicherung der gewonnenen Energie, um sie später etwa zur Klimatisierung eines Gebäudes zu nutzen“, sagt von Rohr. Die gebräuchlichen Lithium-Ionen-Akkus sind teuer. Alternative Methoden wie Eisspeicher sind umweltfreundlich und können langfristig Energiebedarf und Kosten reduzieren. Eine Kilowattstunde Kälte verursacht bei Speicherung der notwendigen Energie im Eisspeicher nur ein Hundertstel der Kosten gegenüber der Verwendung der herkömmlichen Akkus. Heizen und Kühlen mit Eisspeicher Eisspeicher sind verlustarme Latentwärmespeicher, die Wärme oder Kälte aufnehmen und bei Bedarf wieder ab-geben. Genauer gesagt: Das System, bestehend aus einem wasserundurchlässigen Betonbehälter im Erdboden und einem Entzugswärmeübertrager, entzieht etwa einem Gebäude Abwärme, wodurch es gekühlt wird – das Eis im Speicher schmilzt. Die aufgenommene Wärme kann später dafür genutzt werden, das Gebäude zu beheizen – das Wasser im Eisspeicher gefriert durch die Wärmeabgabe wieder. Ein einfacher physikalischer Vorgang hält den Kreislauf aufrecht: „Im Eisspeicher liefert die sogenannte Kristallisationswärme die notwendige Energie zum Heizen und Kühlen“, erläutert Experte von Rohr. Je nach Dimensionierung kann ein Eisspeicher mit 50 Kubikmeter bis mehr als 1.000 Kubikmeter Speichervolumen regenerative Energie zur Verfügung stellen und ist damit vom Städtebau über das Krankenhaus bis zum Industriebetrieb für jeden nutzbar. Besondere Anforderungen Ein Eisspeicher kann zur Kühlung – etwa für das Raumklima für Patientinnen und Patienten oder die Klimatisierung von OPs und Intensivstationen mit ihrer sensiblen, lebenserhaltenden Technik – und zum Heizen genutzt werden. Zusammen mit einer Wärmepumpe, deren Leistung dimensionierbar ist bis zu mehreren Megawatt, kann die gesamte Heiz- und Kühlleistung für ein Krankenhaus erbracht werden. Das System soll dabei den im klinischen Betrieb erforderlichen Temperaturbereich bis zu 120 Grad Celsius abdecken – und das äußerst effizient. Bei niedrigen Nutztemperaturen können aus einer Kilowattstunde (regenerativer) Energie mittels einer Wärmepumpe vier Kilowattstunden Wärme erzeugt werden. In Kombination mit dem Eisspeicherbetrieb kann der COP (Coefficient of Performance) auf 1:7 erhöht werden, d.h.eine Kilowattstunde Strom erzeugt sieben Kilowattstunden Nutzenergie in Form von Wärme und Kälte. Transformation mit Konzept Das System soll unkompliziert und schnell zu installieren sein. Der Energieeintrag in den Eisspeicher erfolgt z.B. über den Abluftstrom. In der Lüftungsanlage muss nur ein weiterer Wärmetauscher installiert werden. Die Abluft wird auf annähernd null Grad Celsius herabgekühlt – die entsprechende Energie fließt in den Eisspeicher. Die richtigen Dimensionen und geeigneten Maßnahmen ermitteln die Energieeffizienzexperten von enexo im Rahmen eines individuellen Transformationskonzeptes oder über alternative Fördermittel. „Das Konzept wird mit bis zu 60 Prozent vom Staat gefördert, alle umgesetzten Maßnahmen, die CO2 einsparen, mit bis zu 40 Prozent der Investitionen“, berichtet Klaus Reiß, Projektleiter Energieeffizienzberatung bei energielenker projects. Es werden auch Finanzierungsmodelle wie Mietkauf- und Leasingoptionen sowie alle Formen des Contractings angeboten, begleitet von der Planung bis zur Inbetriebnahme. Kontakt zum Autor: Olaf Behrendt, olaf.behrendt@enexo.green Literatur Handelsblatt: Leere Betten, leere Kassen. https://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/krankenhausmarkt-leere-betten-leere-kassen-60-prozent-der-kliniken-schreiben-rote-zahlen/28448410.html [23.06.2022].DKG: Krankenhäuser sind sehr stark von der Gasversorgung abhängig. https://www.dkgev.de/dkg/presse/details/krankenhaeuser-sind-sehr-stark-von-der-gasversorgung-abhaengig/ [08.07 2022].Umweltbundesamt: Gebäude: Wichtig für den Klimaschutz. https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energiesparende-gebaeude#gebaude-wichtig-fur-den-klimaschutz [03.06.2022].

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