Energiezentrale für die Charité

Anspruchsvoller Ausschreibungs-Wettbewerb, ein nicht alltägliches Anlagenkonzept, fristgerechte Fertigstellung bei laufendem Klinikbetrieb, feierliche Schlüsselübergabe im Frühsommer 2017. So liest sich die auf wenige Stichpunkte reduzierte Bilanz von SPIE Deutschland & Zentraleuropa bei der Planung und Umsetzung einer neuen Energieversorgung für die Charité – Universitätsmedizin Berlin.

 Heizen, kühlen, sterilisieren, beleuchten und OP-Geräte zum Wohl der Patienten betreiben – in der Charité, einer der größten Universitätskliniken Europas, wird dafür viel Energie benötigt. Deshalb sollte an einem der vier Standorte, am Campus Virchow-Klinikum in Berlin-Wedding, grundlegend umgerüstet werden. Als 2012 die Ausschreibungsunterlagen für die Erneuerung der Energieerzeugungsanlagen des Campus Virchow-Klinikum auf dem Tisch lagen, standen die Verantwortlichen des Geschäftsbereichs „Energy Solutions“ von SPIE vor großen Herausforderungen. Denn die Aufgabenstellung hatte es in sich. „Kurz gesagt hieß es: Plane, baue, finanziere und betreibe für 15 Jahre eine neue Energieversorgungsanlage für eines der größten Krankenhäuser Europas und sichere dem Auftraggeber darüber hinaus auch noch einen wirtschaftlichen Vorteil zu“, beschreibt Vertriebsmanager Thomas Ullrich die Ausgangslage.
Der wirtschaftliche Hintergrund: Die Energiekosten eines Krankenhauses betragen üblicherweise etwa 2 bis 3 % vom Gesamtumsatz. Bei einer der größten Universitätskliniken in Europa wie der Charité mit einem Milliardenumsatz kommen folglich sehr schnell hohe Energiekosten zusammen.

Komplexe Aufgabenstellung
Bei der europaweiten Ausschreibung ging es um die Erneuerung der Energieerzeugungsanlage und Dampferzeugung mittels eines Energiespar-Contracting-Modells über eine Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage. „So ein Energiespar-Contracting-Modell ist eine kniffelige Sache“, weiß Ullrich. „Denn der Auftraggeber investiert nicht selbst in den Bau und Betrieb der Anlage. Die Investitionen müssen sich stattdessen aus der über die Vertragslaufzeit prognostizierten Einsparung von Energiekosten refinanzieren. Die Charité ging allerdings noch einen Schritt weiter. Sie erwartete zudem einen wirtschaftlich positiven Effekt für sich. Das war das entscheidende Kriterium für die Auswahl des Bieters und des Anlagenkonzeptes.“
Die Kolleginnen und Kollegen von SPIE Energy Solutions setzten alles daran, den Wettbewerb zu gewinnen und die Charité von ihrem Konzept zu überzeugen. Mit Erfolg: Im Dezember 2014 wurde der Vertrag unterzeichnet. Es folgte eine umfassende Analyse des Energiebedarfs. Eine Herausforderung bestand darin, zu berechnen, wie die Anlage und ihre Komponenten dimensioniert sein mussten, um auch wirtschaftlich zu arbeiten. Denn es lagen keine langjährigen und gesicherten Lastgänge von Wärme- und Kälteverbräuchen an der Charité vor. Mithilfe SPIE-eigener Analysen und Simulationen, die Projektentwickler Daniel Depta in den Entwurfsprozess einbrachte, konnte ein belastbares Modell erstellt werden. Es diente als Grundlage, um die Dimensionierung der Komponenten und die Wirtschaftlichkeit zu berechnen. Danach fiel die Entscheidung für eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungs-Anlage (KWKK-Anlage) mit zwei Blockheizkraftwerken (BHKW). Jedes mit einer Leistung von 2,6 Megawatt (MW).
Bei der Planung des Anlagenentwurfes mussten natürlich auch die zum Teil strengen Auflagen der zuständigen Behörden für den Bau einer Energiezentrale mitten in Berlin innerhalb eines Krankenhauses berücksichtigt werden. Auch Anforderungen der Deutschen Flugsicherung lagen auf dem Planungstisch. Schließlich befindet sich die Abgasanlage der Zentrale in Sicht- beziehungsweise Radarreichweite des Berliner Flughafens Tegel.

Passgenaue Bauweise
Nach dem ersten Spatenstich hieß es: Großeinsatz für den zuständigen Projekteinkäufer Michael Meyer und sein Team. Es mussten alle Gewerke innerhalb der Kostenbudgets geplant, ausgeschrieben und vergeben werden. Der Umfang: vom Tief- und Hochbau über Großkomponentenlieferanten bis zum Rohrleger; von Stark- und Schwachstrom bis zum Maler und zur MSR-Leitwarte. „Die Bestimmung des Zeitpunkts, wann die einzelnen Komponenten in die Anlage eingebracht werden, ist entscheidend für den effizienten Bau einer solchen Anlage“, erklärt Michael Kohnen, der als Projektleiter für die Implementierung  verantwortlich war. Im Herbst 2016 montierten, verschraubten und installierten unter Bauleiter Viktor Stuckert und Elektrofachmann Thomas Körlin mitunter bis zu 50 Mitarbeiter gleichzeitig die Komponenten in den vier Etagen der Zentrale.
Eine weitere Herausforderung war, dass die Anlage im laufenden Betrieb des Krankenhauses errichtet und in Betrieb genommen werden musste. Das heißt, An- und Umschlüsse mussten so vorgenommen werden, dass es im Klinikalltag nicht zu spüren war. Besondere Bedeutung kommt hierbei der präzisen Planung aller Vorarbeiten zu. „Wir haben das unter anderem dadurch bewerkstelligt, dass wir die reine Arbeitszeit für die Umschlüsse auf ein Minimum gesenkt haben. Innerhalb von zehn Stunden war die Dampfversorgung von alt auf neu umgestellt“, erläutert Thomas Binanzer, Teilprojektleiter für die Wärme- und Kälteanbindung, und fügt hinzu: „Mit dieser kurzen Umstellungszeit konnten alle Beteiligten größere Provisorien vermeiden.“
Dr. Dirk Bublitz, Teamleiter der Projektentwicklung, ergänzt: „Auch die Umstellung der Wärmeversorgung der Charité vom 3-Leiter-System der Wärmeversorgung auf ein 2-Leiter-System aus der neuen Energieversorgung war eine Herausforderung.“ Die Lösung, die SPIE hier wählte: Die den neuen Anforderungen angepassten Wärmetauscher wurden in der unmittelbaren Nähe der alten Übergabestationen errichtet. So wurden auch hier die Umschluss-Arbeiten auf ein Minimum begrenzt. Es folgte eine hydraulische Einregulierung bei unterschiedlichen Wärmeverbrauchsanforderungen. Sie rundete die Inbetriebnahme im Zusammenspiel aller Einzelkomponenten über mehrere Wochen ab.

Unerlässlich: sichere Dampfversorgung
Bei der Umsetzung des Auftrags für die Charité waren die Anforderungen an die Energieversorgung in Bezug auf Versorgungssicherheit, auf eine hohe Wirtschaftlichkeit und eine CO₂-Effizienz beachtlich. Das ist grundsätzlich so, wenn es um den Neubau einer Energiezentrale im Krankenhausbereich geht. Schließlich hängt das Wohl der Patienten von einer stabilen Strom-, Heizungs-, Warmwasser- oder Kälteversorgung ab. Auch die Dampfversorgung muss immer hundertprozentig sichergestellt sein. Wenn sie ausfällt, steht unter anderem die Zentralsterilisation des gesamten Klinikums still. Das würde bedeuten, dass der OP-Betrieb eingestellt werden müsste. „Als Partner von Krankenhäusern haben wir auf diesem Gebiet seit Jahren Expertise gesammelt. So hat SPIE unter anderem die Energieversorgung im Bamberger Klinikum am Bruderwald, im Augsburger Klinikum und im DRK Klinikum in Berlin umgestellt. Zudem betreiben wir diverse technische Anlagen im SRH Klinikum in Suhl“, sagt Thomas Ullrich.

15 Jahre Vertragslaufzeit
SPIE Deutschland & Zentraleuropa hält die neue Energiezentrale in der Charité über eine Laufzeit von 15 Jahren intakt. Der europäische Multitechnik-Dienst­leister wird dabei auch den Betrieb der Aggregate kontinuierlich an den jeweiligen Bedarf anpassen. „Unsere Anlage muss flexibel auf Lastschwankungen ­reagieren können“, erläutert Thomas Ullrich. „In den 15 Jahren Vertragslaufzeit kann sich in einem Krankenhaus durch Erweiterungen oder Umbauten sehr viel verändern, was mit entsprechenden Verbrauchsschwankungen einhergeht.“ Auch auf die regelmäßige Anpassung von Energiegesetzen im Rahmen der Energiewende, die sich auf Energiesteuern beziehungsweise Energiesteuerentlastungen auswirken, sollte durch die entsprechende Fahrweise der neuen Anlage ohne wesentliche wirtschaftliche Einbußen flexibel reagiert werden können.
Die Anlage konnte der Charité bereits zwei Monate vor der vereinbarten Frist zur Nutzung übergeben werden. Alle Abnahmen und Auflagen wurden erfüllt. Seit Januar 2017 produziert die Energiezentrale Strom, Dampf und Wärme. In den Sommermonaten übernahm die Absorptionskältemaschine die Kältegrundlastversorgung im Klinikum.
Betriebstechniker Michael Keil und sein Team werden nun in der verbleibenden Vertragslaufzeit dafür sorgen, dass die Energiezentrale voll funktionsfähig ist und alle Leistungsparameter mit einem modernen Energie-Controlling-System dokumentieren. Das System protokolliert alle geforderten Effizienzkriterien. So kann der Kunde jederzeit nachvollziehen, dass die versprochenen Einsparpotenziale ausgeschöpft werden.

www.spie.de
www.charite.de

Über SPIE Deutschland & Zentraleuropa
SPIE Deutschland & Zentraleuropa, eine Tochtergesellschaft des SPIE-Konzerns, ist ein Multitechnik-Dienstleister für Gebäude, Anlagen und Infrastrukturen. Das Leistungsspektrum umfasst Systemlösungen im Technischen Facility Management, Energieeffizienz-Lösungen, technische Dienstleistungen bei der Energieübertragung und -verteilung, Services für Industriekunden und Dienstleistungen auf den Gebieten der Mechanik, Elektro- und Sicherheitstechnik, der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik sowie der Informations-, Kommunikations-, Netzwerk- und Medientechnik.
Mit mehr als 38 000 Mitarbeitern an nahezu 600 Standorten in 38 Ländern erwirtschaftete der SPIE-Konzern 2016 einen konsolidierten Umsatz von 5,1 Mrd. Euro. SPIE Deutschland & Zentraleuropa beschäftigt mehr als 14 500 Mitarbeiter an über 200 Standorten.