Aktionstag Energieforschung an der HSZG: Studierende erleben Wärmewende im Reallabor

Wie lassen sich Gebäude, Wärmenetze und industrielle Energiesysteme so weiterentwickeln, dass sie klimaverträglich, versorgungssicher und wirtschaftlich tragfähig werden? Diese Frage stand im Zentrum des Aktionstags Energieforschung an der Hochschule Zittau/Görlitz (HSZG). Im Rahmen der Module Energieberatung sowie Nachhaltiges Bauen und Sanieren besuchten über 35 Studierende gemeinsam mit Lars Klitzke ausgewählte Forschungs- und Versuchsinfrastrukturen in Zittau.

Der Tag war bewusst als Brücke zwischen theoretischer Ausbildung und technischer Realität angelegt. Im Hörsaal und in der Software lassen sich Bilanzgrenzen, Systemtemperaturen, Wärmepumpenkonzepte, Speicherpfade und Förderlogiken analysieren. Im Kraftwerkslabor, an realen Versuchsanlagen und im Austausch mit Stadtwerken, Fraunhofer IEG und Saxony5 wird jedoch sichtbar, welche Komplexität hinter der praktischen Umsetzung steht: Hydraulik, Regelung, Monitoring, Genehmigungsfähigkeit, Umweltwirkung, Betriebssicherheit und ökonomische Skalierung müssen zusammen gedacht werden.

Ein Schwerpunkt des Forschungstags war AQVA-HEAT III. Das Forschungs- und Demonstrationsprojekt untersucht die ganzjährige thermische Nutzung von Oberflächengewässern als Wärmequelle. Der technische Kern liegt in der direkten Verdampfung von Wasser als Kältemittel unter subatmosphärischen Bedingungen und der Kopplung mit Wärmepumpen beziehungsweise Wärmenetzen. Damit rückt Wasser selbst – häufig als natürliches Kältemittel R718 bezeichnet – in den Fokus einer zukunftsfähigen, umweltverträglichen Wärmeversorgung.

AQVA-HEAT III ist besonders relevant, weil kommunale Wärmewende nicht allein über Einzelgebäude gelöst werden kann. Wärmenetze benötigen langfristig lokal verfügbare Wärmequellen, die planbar, saisonal nutzbar und in bestehende Infrastrukturen integrierbar sind. Am Standort Zittau dient ein Fließgewässer, die Mandau, als Wärmequelle; als Wärmesenke ist das zentrale Fernwärmenetz der Stadtwerke Zittau vorgesehen. Fraunhofer IEG nennt für Zittau eine Wärmeeinspeisung in das Fernwärmenetz von 500 kW bei 58/92 °C. Parallel werden Monitoring, Optimierung und gewässerökologische Fragestellungen adressiert.

Für die Studierenden wurde damit deutlich: Eine Wärmepumpe ist kein isoliertes Gerät, sondern Teil eines Gesamtsystems. Entscheidend sind Wärmequelle, Temperaturniveau, hydraulische Einbindung, Betriebsführung, Ökologie und Akzeptanz. Genau hier liegt die wissenschaftliche Stärke anwendungsnaher Forschung: Sie reduziert nicht Komplexität, sondern macht sie messbar, bewertbar und gestaltbar.

Ein weiterer Praxisbaustein war die Versuchsanlage LA-SeVe auf dem Gelände der Stadtwerke Zittau. Das Fraunhofer IEG beschreibt das Vorhaben als Kopplung von PEM-Elektrolyse, Wärmepumpe und Wärmenetz. Für die Energiewende ist diese Verbindung zentral: Elektrolyse erzeugt Wasserstoff, aber auch Sauerstoff und Abwärme. Wird die Abwärme durch Wärmepumpentechnik auf ein nutzbares Temperaturniveau gebracht, kann sie in eine Fernwärmeinfrastruktur eingespeist werden.

Dadurch verschiebt sich die Perspektive auf Wasserstoffsysteme. Nicht allein die Erzeugung von H2 entscheidet über die Effizienz eines Energiesystems, sondern die Frage, ob alle Neben- und Koppelprodukte sinnvoll integriert werden. Für die Gebäude- und Wärmeplanung bedeutet dies: Strom, Wärme, Wasserstoff, Speicher und Netze dürfen nicht getrennt gedacht werden. Resiliente Energiesysteme entstehen aus sektorübergreifender Integration.

Prof. Dr.-Ing. Jens Meinert stellte mit EDWENIA ein weiteres zentrales Forschungsprojekt vor. EDWENIA befasst sich mit drucklosen Wärmespeichern für die effiziente Nutzung industrieller Abwärme. Der Hintergrund ist erheblich: Die deutsche Industrie verbraucht pro Jahr rund 440 Milliarden Kilowattstunden Prozesswärme; nur etwa 6 Prozent davon stammen derzeit aus regenerativen Energieträgern. Prozesswärmespeicher sind deshalb ein Schlüssel, um Abwärme zeitversetzt nutzbar zu machen und erneuerbaren Strom über Power-to-Heat-Pfade in industrielle Wärmeprozesse zu integrieren.

Für die Studierenden war EDWENIA ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie grundlagennahe Fragestellungen – Materialscreening, Stoff- und Transportgrößen, Laborversuche, numerische Simulation – in einen anwendungsorientierten Demonstrator überführt werden. Gerade industrielle Prozesswärme bleibt eine der anspruchsvollsten Transformationsaufgaben, weil Temperaturniveaus, Betriebszeiten, Wirtschaftlichkeit und Anlagensicherheit eng miteinander verknüpft sind.

Die Stadtwerke Zittau gaben Einblick in das geothermische Potenzial der Region. Für ein rund 45 km² großes Erlaubnisfeld liegt eine Aufsuchungserlaubnis vor; damit kann die geothermische Erkundung des Untergrunds beginnen. Die Stadtwerke verfolgen das Ziel, die Fernwärmeversorgung bis spätestens 2045 treibhausgasneutral umzubauen. Geothermie ist dabei besonders interessant, weil sie wetterunabhängig, grundlastfähig und regional verfügbar ist.

Für eine ingenieurwissenschaftliche Ausbildung ist dieser Punkt zentral: Die Energiewende ist nicht nur eine Frage einzelner Technologien, sondern eine Frage standortbezogener Systementscheidungen. Wärmeplanung, Netztemperaturen, Quellenverfügbarkeit, Speicher, Verbraucherstruktur und Investitionspfade müssen zusammengeführt werden. Die Exkursion zeigte damit auch, wie eng Bauphysik, TGA, Energieberatung, Stadtwerke und kommunale Transformationsprozesse verbunden sind.

Saxony5 war im Rahmen des Aktionstags ebenfalls präsent und unterstrich die Bedeutung von Transferformaten für regionale Energie- und Wärmewende. Mit Prof. Dr.-Ing. Matthias Kunick, Bert Salomo, Martin Herling und Jonas Pfeiffer bestehen an der HSZG wichtige Schnittstellen zwischen Forschung, kommunaler Praxis, Wärmenetzentwicklung, Simulation, Kommunikation und regionaler Umsetzung. Gerade für die Oberlausitz ist diese Verbindung entscheidend: Forschung muss nicht nur publiziert, sondern in Kommunen, Stadtwerke, Wohnungswirtschaft, Handwerk und Ausbildung übersetzt werden.

Der Aktionstag machte deutlich, dass die Fakultät Wirtschaftswissenschaften und Wirtschaftsingenieurwesen hier eine besondere Rolle einnehmen kann. Sie verbindet technische, bauphysikalische und energiewirtschaftliche Perspektiven mit Fragen von Wirtschaftlichkeit, Governance, Akzeptanz und Umsetzung. Genau diese Verbindung wird für die nächste Phase der Wärmewende benötigt.

Der Forschungstag zeigte eindrucksvoll: Die Wärmewende entsteht nicht auf dem Papier. Sie entsteht an Anlagen, in Messdaten, in Betriebskonzepten und im Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis. Für die Studierenden war die Exkursion ein direkter Einblick in Technologien, die in der kommenden Dekade die Energie- und Wärmeversorgung prägen werden: Gewässerthermie, Wärmepumpen, Fernwärme, Elektrolyse, Prozesswärmespeicher und Geothermie.

Für die Lehre an der HSZG bedeutet das: Gebäudeenergieberatung endet nicht beim Energieausweis. Nachhaltiges Bauen und Sanieren endet nicht bei der Gebäudehülle. Moderne Ingenieurausbildung muss Systeme verstehen, Schnittstellen bewerten und Transformationspfade gestalten. Der Aktionstag Energieforschung hat genau das sichtbar gemacht: Heute studieren, was wir morgen brauchen.