Wir machen Watt für Deutschland.

Watt für Deutschland

Auf welche grüne Wärme die Städte in Zukunft setzen und wie sie den Weg dorthin gehen.

Die Wärmeversorgung in Deutschland soll bis 2050 nahezu klimaneutral und Die CO2-Emissionen um 80 bis 95 Prozent im Vergleich zu 1990 gesunken sein. So möchte es die Bundesregierung. Dafür muss der Energiebedarf für Wärme und Kälte durch Effzienzmaßnahmen deutlich reduziert und der Anteil erneuerbarer Energien erheblich gesteigert werden. Von heute auf morgen lässt sich dieser Plan aber nicht so einfach realisieren. medium gas hat sich deshalb quer durch die Republik auf die Suche nach Ideen gemacht, wie die Städte ihre Wärmeversorgung für die Zukunft planen und in welchen Etappen sie den Weg dahin beschreiten. Eines wurde dabei deutlich: Erdgas und Erdgastechnologien spielen eine wesentliche Rolle.

Unsere Suche nach dem Weg in die Wärmeversorgung der Zukunft beginnt hoch im Norden, in Flensburg an der Förde. 90.000 Einwohner leben hier inmitten von grünen Buchenwäldern, weißen Stränden und viel Wasser. So idyllisch wie ihre Landschaft ist die Energieversorgung allerdings noch nicht ganz. Knapp 98 Prozent der Flensburger erhalten ihre Wärme aus einem zentralen Heizkraftwerk, das zwar mit Kraft-Wärme-Kopplung funktioniert, aber noch immer zu 80 Prozent mit Steinkohle betrieben wird. Aus Klimaschutzgesichtspunkten nicht optimal, das wissen auch die Stadtwerke Flensburg als Betreiber. Deswegen haben sie vor Jahren damit begonnen, das alte Kraftwerk fit für die grüne Energiezukunft zu machen. Bis 2050, so das Ziel, soll es CO2-neutral sein. Der Umbaustartschuss fiel 2008, als drei alte Kohlekessel auf Holzhackschnitzel und Ersatzbrennstoffe umgestellt wurden. Seit dem vergangenen Jahr speisen auch zwei mit Biogas betriebene Blockheizkraft werke regenerative Wärme in das Fernwärmenetz ein. Anfang diesen Jahres kam ein weiterer Meilenstein auf dem Weg in die CO2-Neutralität hinzu, als die Stadtwerke zwei alte Kohlekessel vom Netz genommen und ihr neues Gas- und Dampfturbinenkraftwerk angeschaltet haben. Laut Unternehmen, das bisher kein Erdgas genutzt hat, werden rund 85.000 Tonnen Steinkohle ersetzt, bei einer um ca. 50 Prozent höheren Stromproduktion. „Der CO2-Ausstoß reduziert sich mit der neuen GuD-Anlage bei gleicher Energieerzeugungsmenge um 40 Prozent. Das ist ein entscheidender Schritt für unser Ziel, in Zukunft komplett CO2-neutral zu produzieren“, sagte Dirk Roschek, Geschäftsbereichsleiter Erzeugung anlässlich der Eröffnung.

UMSATTELN VON KOHLE AUF GAS

Flensburg sattelt um auf Gas, zumindest übergangsweise und im zunehmenden Mix mit erneuerbaren Quellen. Während der Anteil der Kohle im Brennstoffmix von heute 80 Prozent sukzessive fällt, steigen die Bedeutung von Erdgas und fester Biomasse in den nächsten zwanzig Jahren. Ab 2024 kommt zusätzlich Bioerdgas dazu, das grüne Pendant von Erdgas. Den Schwenk weg von Kohle hin zum ebenso konventionellen Energieträger Erdgas als Brücke in die erneuerbare Wärmezukunft schlagen derzeit viele große Städte in Deutschland ein. Dass das kein Widerspruch ist, macht sogar Greenpeace deutlich. „Erdgas ist unter den konventionellen Brennstoffen derjenige, der am saubersten und mit den geringsten CO2-und Treibhausgasemissionen verbrennt. Um langfristig ambitionierte Klimaschutzziele erreichen zu können, kann Erdgas daher eine wichtige Brückenfunktion hin zu erneuerbaren Energien einnehmen“ heißt es in einer Studie der Umweltschutzorganisation.

DAS ZAUBERWORT HEISST KWK-FERNWÄRME

Das sieht man auch in Düsseldorf so. Wie Flensburg hat sich die Metropolregion zum Ziel gesetzt, bis 2050 klimaneutral zu wärmen. Und wie Flensburg setzt auch sie für die nächsten Jahrzehnte auf Erdgas im Mix mit erneuerbaren Energien und auf Kraft-Wärme-Kopplung in einem stetig wachsenden Fernwärmenetz. Damit sollen die Effizienz in der Wärmeerzeugung wesentlich erhöht und der CO2-Ausstoß deutlich verringert werden. Das zentrale Element der zukünftigen Wärmeversorgung, das Gaskraftwerk Fortuna am Standort Lausward, ging Anfang dieses Jahres in Betrieb. Nach Aussagen der Stadtwerke ist es weltweit das effizienteste seiner Art. Im Zusammenspiel mit der städtischen Fernwärmeversorgung erreicht die neue Anlage einen Gesamtnutzungsgrad von 85 Prozent. Gerade einmal 15 Prozent des Energiegehalts von Erdgas geht also verloren. Auch die CO2-Einsparungen sind enorm: Bereits in ihrem ersten Betriebsjahr sollen es 600.000 Tonnen CO2 sein, im Jahr 2025 über eine Million Tonnen. Obwohl die Anlage für die nächsten mindestens 15 Jahre mit Erdgas betrieben wird, kann sie zukünftig auch erneuerbar produziertes Gas einsetzen, also Biogas oder Gas aus überschüssigem Windstrom. Für die Klimaschutzziele in der 600.000-Einwohner-Metropole ist sie damit ein wahrer Glücksfall, wie Stadtwerke-Chef Udo Brockmeier zugibt: „Mit der neuen Anlage wird die Grundlage dafür geschaffen, Düsseldorf als zweitgrößten Industriestandort Nordrhein-Westfalens in den nächsten Jahrzehnten mit Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien zu versorgen – und zwar aus der Region heraus“. Ergänzt wird das zentrale Gaskraftwerk durch die Abwärme einer Müllverbrennungsanlage und durch ein Biomasseheizkraftwerk.

ERDGAS-KRAFTWERKE BOOMEN

Die Gaskraftwerke in Flensburg und Düsseldorf sind keine Einzelfälle in Deutschland. Nach Angaben des Branchen-Informationsdienstes Montel nehmen in den kommenden Jahren vor allem Stadtwerke neue Erdgas-Kraftwerke in Betrieb. Gleichzeitig bauen sie ihre Fernwärmeversorgung aus. Mit einer Netto-Leistung von knapp 2.000 Megawatt soll die geplante Kraftwerkszuschaltung bis Ende des Jahres sogar das höchste Ausmaß seit den 1970er Jahren erreichen.

Angesichts der wirtschaftlichen Probleme von Gaskraftwerken – sie leiden aktuell durch billigen Kohlestrom und subventionierten erneuerbaren Strom unter einer zunehmenden Kostenunterdeckung in der Stromerzeugung – scheint diese Zubauzahl überraschend hoch. Vor dem Hintergrund der städtischen Klimaschutzbestrebungen sind sie jedoch wichtig, immerhin verbinden Erdgas-KWK und Fernwärme die Strom- und Wärmeerzeugung und damit Effizienz, Flexibilität und Versorgungssicherheit. Und das ist gerade in den wachsenden Ballungszentren ein wichtiges Kriterium für Klimaschutz. In den deutschen Großstädten wie München, Frankfurt, Hamburg oder Berlin leben immer mehr Menschen in immer mehr Wohnungen und Häusern. Hatte Deutschland im Jahr 1990 noch rund 2,7 Milliarden Quadratmeter Wohnflächen, so waren es 2014 bereits 3,8 Milliarden Quadratmeter. Diese Zahlen korrespondieren auch mit der wachsenden Wohnungsgröße pro Einwohner: Sie lag 1990 noch bei 34,8 Quadratmeter, 2014 waren es bereits 46,5 Quadratmeter. Gerade in diesem wachsenden Wohnungs- und Mietbestand kann Fernwärme aus Erdgas-KWK die Wärmeeffizienzpotenziale günstig, flexibel und sicher erschließen.

Ein weiterer Grund zeigt sich in einer Expertenbefragung des Branchenverbandes BDEW zum Einsatz von Erdgas im Wärmemarkt. Über das Jahr 2020 hinaus sehen viele Energieexperten in verdichteten Stadtgebieten unter den regenerativen Wärmeerzeugern noch keine flächendeckenden praktikablen Alternativen zur Gasversorgung. Für Solarthermie gibt es beispielsweise nur begrenzte Dachflächen im Vergleich zur Geschossfläche. Für Wärmepumpen sind die innerstädtischen Bodenflächen zu klein, auch weil es im Gebäudebestand noch an Fußbodenheizungen mangelt, die mit niedrigen Temperaturen zurechtkommen. Und Biomasse in großem Stil hat generell das Problem der Feinstaub- und Stickstoffbelastung. Außerdem gestaltet sich der Antransport der Biomasse im städtischen Bereich als schwierig.

Vor diesem Hintergrund scheint KWK die Klimatechnologie Nummer eins für Ballungszentren und Großstädte zu sein – mittelfristig mit Erdgas betrieben, perspektivisch auch mit erneuerbaren Gasen und anderen regenerativen Quellen. „Mit der Novelle des Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes unterstützen wir es, wenn Kohle- durch moderne Gas-Kraft-Wärme-Kopplungskraftwerke ersetzt werden. Wir fördern zudem die von Stilllegung gefährdeten Gas-Bestandsanlagen der öffentlichen Versorgung und eröffnen Perspektiven für einen moderaten Ausbau“, hieß es dazu auch jüngst von Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel.

DEZENTRALE FERNWÄRME MIT GAS

Ähnliche Töne schlägt die Hansestadt Hamburg an, mit knapp 1,7 Millionen Einwohnern eine der größten Metropolen in Deutschland. Für ihr städtisches Zukunftskonzept „Fernwärme 3.0“ sieht sie zwei Phasen vor: In der ersten erfolgt der Ersatz des Brennstoffs Kohle durch das deutlich emissionsärmere Erdgas. Neue dezentrale Erzeugungsanlagen auf Basis von Erdgas werden errichtet. In einer zweiten Phase wird die Erzeugung zunehmend dezentral organisiert und erfolgt auf Basis Erneuerbarer Energien, darunter auch zunehmend Bioerdgas. Im Gegensatz zu Düsseldorf setzt Hamburg aber nicht auf ein großes zentrales Gaskraftwerk, sondern auf viele kleine, dezentrale Anlagen. „Die künftige Rolle von Wärmenetzbetreibern in größeren Städten liegt darin, teils volatile Angebote von Wärme und Abwärme aus unterschiedlichsten Quellen einzusammeln, zu speichern, Angebot und Nachfrage zu koordinieren und dabei Versorgungssicherheit zu gewährleisten“, erklärt der Energieexperte Christian Maaß vom Hamburg Institut Research (HIR), der die Fernwärmestudie in Hamburg maßgeblich geleitet hat. Dem Neubau eines großen Gaskraftwerks als Ersatz für das alte Kohlekraftwerk Wedel hat die Stadtverwaltung deshalb eine Absage erteilt. Stattdessen sollen unter anderem solche kleinen Kombigaskraftwerke, wie die im April in Betrieb gegangene Anlage in Stapelfeld, Schule machen. Es kann mit zehn Megawatt elektrischer Leistung den jährlichen Strombedarf von 21.500 Haushalten und zugleich den Wärmebedarf von 6.000 Haushalten decken. Zum Vergleich: Düsseldorfs neues Kraftwerk kommt auf 600 Megawatt elektrische und 300 Megawatt Fernwärmeleistung. Auch moderne Erdgaskessel, die anders als Heizkraftwerke nur Wärme und keinen Strom erzeugen, könnten eine Option für den Ersatz alter Kohlekraftwerke wie das in Hamburg Wedel oder Moorburg sein. „Ihr Bau ist um ein Vielfaches günstiger. Ihre Kostenstrukturen – niedrige Investitionskosten bei höheren Betriebskosten – setzen die richtigen Preissignale und tragen dazu bei, erneuerbare Energien schneller wettbewerbsfähig zu machen“, so Maaß. Zusätzlich werden zunehmend regenerative Energien in die Fernwärmeversorgung eingebunden, darunter Abwärme aus Industrieprozessen, Bioenergie, Geothermie, Müll- und Elbwärme sowie Solarthermie.

Weil in Ballungsgebieten in der Regel nicht genügend erneuerbare Energien zur Verfügung stehen, um das Gros der Gebäude zentral mit einer Wärmequelle zu beheizen, bieten sich Teillösungen für einzelne Stadtteile oder Siedlungen an. Ein Trend – denn laut der Agentur für erneuerbare Energien (AEE) wird die Wärmeversorgung in den Städten generell kleinräumiger. Das zeigt auch die Universitätsstadt Jena. Noch bis 2024 wird das Fernwärmenetz, an dem 60 Prozent der Haushalte angeschlossen sind, durch ein zentrales Heizkraftwerk versorgt. Danach soll es durch viele dezentrale Erzeugungseinheiten in den einzelnen Stadtteilen ersetzt werden. Wie es funktionieren kann, zeigt Jena schon heute. Im Joint Venture mit einer Agrargenossenschaft betreibt der städtische Versorger eine Biogasanlage mit deren Wärme etwa 1.000 Haushalte versorgt werden. Daneben haben die Stadtwerke zwei Blockheizkraftwerke gebaut und an kleinere Wärmenetze angeschlossen. Darüber werden Schulen und universitäre Einrichtungen beheizt.

ERNEUERBARE DRÄNGEN IN DEN WÄRMEMARKT

Dass konventionelle Energieträger noch über viele Jahrzehnte in effizienten Technologien zum Einsatz kommen müssen, ist unbestritten. Aber was kommt dann? Eine sogenannte multivalente regenerative Energieversorgung, sagen Energieexperten. Sie verbindet einen Mix aus mehreren Technologien und Energieträgern, wie KWK, Geothermie, Photovoltaik, Solarthermie, Biogas, Wärmepumpen und Bioerdgas, mit effizienten Wärmespeichern und einem drastischen Wärmeverbrauchsrückgang. Jede Stadt der Kommune wird sich aus diesen Bausteinen ihre regenerative Wärmeversorgung entsprechend ihren lokalen Voraussetzungen zusammensetzen, Kooperationen mit dem Umland suchen und bestehender Ressourcen wie Umweltwärme besonders effizient nutzen, meint Christina Sager vom Fraunhofer IBP über die städtische Wärmeversorgung von Morgen.

WÄRME AUS DEM ERDREICH

Das Paradebeispiel für Umweltwärme in Deutschland ist die bayerische Metropole München. Zwar haben auch hier die mit Erdgas, Steinkohle und Restmüll betriebenen Heizkraftwerke noch den anteilsmäßig wichtigen Versorgungsauftrag für die Stadt. Doch der städtische Versorger, die Stadtwerke München (SWM), setzen auf einen schnellen Ausbau der erneuerbaren Wärme. München und sein Umland sind allerdings in einer besonders günstigen Position: Unter der Stadt in einer Tiefe von 2.000 bis 3.000 Metern schlummern riesige Mengen an Heißwasser mit Temperaturen von 80 bis teilweise 140 Grad Celsius. „Wir wissen durch Berechnungen, dass wir große Teile der Fernwärmeversorgung mit Geothermie betreiben können“, sagt SWM-Geschäftsführer Florian Bieberbach. Die erste Geothermieanlage ging bereits 2004 in Betrieb, eine weitere folgte 2013. Ein drittes Projekt ist derzeit im Bau und soll noch im Herbst dieses Jahres ans Netz gehen. Insgesamt wollen die SWM bis zu fünf weitere Geothermieanlagen bis zum Jahr 2025 bauen. Damit wird die Erdwärme nach Angaben der Stadtwerke den wesentlichen Beitrag für die CO2-neutrale Wärmeversorgung bis 2040 leisten. Zusätzlich sollen auch Bioerdgas und Windgas ins System integriert werden. Eine erste Biogasanlage gibt es bereits. Sie speist in das Erdgasnetz der SWM ein.

Geothermie ist eine noch unterschätzte innerstädtische Wärmequelle, sagen auch die Forscher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), selbst wenn keine tiefen Heißwasserquellen wie in München vorhanden sind. Durch dichte Bebauung, Industrie und Verkehr, so der Ansatz der Wissenschaftler, entstehe ein Wärme-Inseleffekt, der die Temperatur des Grundwassers im Laufe der Jahrzehnte deutlich ansteigen ließ. „Die erwärmten Grundwasserschichten bieten genug Energie, um einen erheblichen Teil des Heizbedarfs ganzer Städte zu decken“, erklärt Prof. Dr. Philipp Blum, Professor für Ingenieurgeologie.

So ließe sich in einer Stadt wie Köln der jährliche Heizbedarf aller Wohngebäude mit Wärme aus dem Grundwasser für mindestens zweieinhalb Jahre decken. Was mit Grundwasser de facto möglich wäre, wird in Köln allerdings mit Abwasser praktiziert: Die Stadt nutzt die Abwasser-Wärme aus der Kanalisation und beheizt damit mehrere Schulen. Doch unter der Erde schlummert noch mehr Energiepotenzial. Im Ruhrgebiet wurde das Grubenwasser in alten Bergbauschächten und stillgelegten Zechen als Wärmelieferant entdeckt. „Unser Projekt ist in dieser Form in Deutschland einzigartig“, erklärt Dr. Frank Peper, Hauptabteilungsleiter Fernwärme, Wasser und Energieprojekte der Stadtwerke Bochum. Ein Wärmetauscher an der Schachtanlage überträgt die Wärme des Grubenwassers an einen mit Wasser betriebenen Heizkreislauf. Damit werden zwei Schulen und die angrenzende Hauptwache der Bochum er Feuerwehr versorgt.

ABWÄRME SINNVOLL NUTZEN

Städte sind reich an Abwärme und Umgebungswärme und viele haben sich diese natürlichen Gegebenheiten für die Wärmegewinnung bereits zunutze gemacht. Aber auch Industrie und moderne Kommunikationstechnologie erzeugen Wärme, die für Heizzwecke Verwendung findet. Ein Beispiel sind Computerserver, die nicht nur Abwärme produzieren, sondern in der Regel auch noch gekühlt werden müssen. „Statt zusätzlichen Strom für die Kühlung der Server zu verbrauchen, wird die Abwärme einfach dem Wärmekreislauf eines Gebäudes zugeführt“, erklärt Nicolas Röhrs, Geschäftsführer vom Dresdner Start-up Cloud & Heat. Das Unternehmen bietet seinen Kunden quasi doppelten Nutzen – moderne Servertechnik mit schnellem Internet und die gleichzeitige Versorgung mit Wärme durch den Serverschrank im Keller.

Auch in Ingolstadt wird Wärme als Nebenprodukt nutzbar gemacht. Die Stadtwerke speisen die Abwärme aus einer Raffinerie in ihr Fernwärmenetz ein. Das Projekt gilt mit einer jährlichen Wärmemenge von rund 130 Millionen Kilowattstunden als größter Fernwärmeverbund in Bayern. Obwohl das Projekt hohe Investitionen erforderte – immerhin 23 Millionen Euro haben allein die Stadtwerke investiert – hat es einen großen Klimaschutzwert. Nach Unternehmensangaben kann die Stadt zusammen mit den bisherigen Fernwärmeprojekten rund 67.000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr einsparen.

WÄRMEN MIT DER KRAFT DER SONNE

Bei den erneuerbaren Energien zur Wärmegewinnung erfreut sich auch die Solarthermie wachsender Beliebtheit. In Deutschland sind mehr als zwei Millionen Anlagen in Betrieb, die mit der Energie der Sonne heizen. Die größte davon steht in der baden-württembergischen Kleinstadt Crailsheim. Sie verfügt über eine Kollektorenfläche von 7.500 Quadratmetern und versorgt etwa 2.000 Einwohner. „Insgesamt erzeugt die Solaranlange jährlich drei Millionen Kilowattstunden thermische Energie“, erzählt Jürgen Breit, Geschäftsführer der Stadtwerke Crailsheim, die die Anlage betreiben. Und sie vermeidet jedes Jahr 500 Tonnen CO2– das entspricht 200.000 Liter Heizöl. Mit einer Einschränkung: Die Technik macht die Gebäude der Crailsheimer zwar bilanziell zu Null- oder Plusenergiehäusern. Im Winter reicht die Wärmebilanz aber nicht aus. Dann braucht es Wärme aus einem Speicher und aus einem zusätzlichen Heizgerät. In Crailsheim wird deshalb die im Sommer nicht benötigte Wärme in Erdsonden gespeichert. Zu Spitzenlastzeiten im Winter wird ein effizientes Blockheizkraftwerk zugeschaltet, das Erdgas verbrennt und Wärme und Strom erzeugt.

STÄDTISCHE WÄRME MIT GRÜNEM GAS

Einen seit Jahren konstanten Anteil an der erneuerbaren Wärmeversorgung haben Biogas und auf Erdgasqualität aufbereitetes Bioerdgas. Zusammen lieferten sie 2015 rund 16 Milliarden Kilowattstunden für die Wärmebereitstellung. Allerdings stagniert der Anteil, und das obwohl Bioerdgas für Ballungszentren eine einfache Möglichkeit ist, erneuerbare Energien zu nutzen. Es kann in der ländlichen Umgebung erzeugt und über das weitverzweigte, knapp 500.000 Kilometer lange Gasnetz in die Städte transportiert werden.

Dort wird immerhin rund die Hälfte der Häuser und Wohnungen mit Gas beheizt, der teilweise Umstieg auf Biomethan wäre ohne Investitionen sehr gut machbar. „Wir müssen das Erdgasnetz erhalten und das bezahlte Volksvermögen nutzen, damit das Gasnetz für künftige Anwendungen zur Verfügung steht“, argumentiert Dr. Anke Tuschek vom BDEW. Wie das geht, zeigt Berlin bereits seit einigen Jahren. In Rathenow, 80 Kilometer vor den Toren der Hauptstadt, betreibt die GASAG-Tochter Energie Mark Brandenburg GmbH eine Biogasanlage. Das aufbereitete Gas wird als Bioerdgas ins Erdgasnetz eingespeist und als Zehn-Prozent-Quote mit einem Bio-Erdgastarif an Kunden in Berlin vermarktet.

Selbst innerstädtisch lassen sich Biogas und Bioerdgas in Maßen erzeugen, vor allem in Kombination mit Biomüll. Großstädte produzieren beträchtliche Mengen an Abfällen, die zentral gesammelt und für die Bioerdgaserzeugung verwertet werden können. Der Biogasrat schätzt dieses Potenzial auf rund 8,1 Milliarden Kubikmeter, das ist gut ein Zehntel der derzeit jährlich gebrauchten Erdgasmenge. „Wir sehen in der Biogasproduktion aus Abfällen eine zukunftsweisende Technologie, um Müllentsorgungsprobleme vor allem in Städten zu lösen und die Erreichung der europäischen Zielvorgaben zur Abfallreduktion und Nutzung erneuerbarer Energien zu unterstützen“, meint auch Uwe Hoffstede, Leiter der Biogasanlagentechnik am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik. Er hat das europäische Projekt UrbanBiogas betreut, das in fünf Städten tragfähige Konzepte zur Abfallverwertung durch Bioerdgas auf den Weg brachte.

Allerdings wird Biogas derzeit stark diskutiert Auch die Förderung wurde und wird immer weiter zurückgefahren. Zu Unrecht, sagt Hans Oechsner, Leiter der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie an der Universität Hohenheim. „Wir brauchen das Biogas für die Energiewende, denn es lässt sich im Gegensatz zu Wind und Sonne leicht speichern.“ Um die Attraktivität, auch für Ballungszentren, wieder zu erhöhen, forscht er an einem Verfahren, mit dem sowohl Biogas als auch erneuerbarer Strom technisch einfacher und kostengünstiger aufbereitet werden kann. Ziel ist es, beide in kleineren Anlagen durch Druck direkt in Methan umzuwandeln und aus der Gärkammer heraus ins Netz einzuspeisen.

WÄRME AUS DER „THERMOSFLASCHE“

Erneuerbare Wärme, integriert in das bestehende Versorgungssystem, eröffnet seit einigen Jahren eine neue Perspektive für die Energiewende. Im Zuge dessen rücken auch thermische Speicher immer stärker in den Blickpunkt. „Das Problem ist nicht die Energieerzeugung, das Problem ist die Energiespeicherung“, bringt es Harald Drück vom Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart auf den Punkt. Um fluktuierende Wärmemengen aus erneuerbaren und konventionellen Quellen wirtschaftlich betreiben und kombinieren zu können, sind leistungsfähige thermische Speicher erforderlich. Das sehen auch immer mehr Stadtwerke so und binden neue Wärmespeicher in ihre Versorgungsstrukturen ein. Hamburg hat sich dafür einen Bunker aus dem Zweiten Weltkrieg ausgesucht. Ein BHKW speist die Wärme in den Pufferspeicher ein, rund 1.650 Haushalte beziehen daraus heißes Wasser. In Dessau in Sachsen-Anhalt betreiben die Stadtwerke einen Wärmespeicher neben ihrem Gaskraftwerk und optimieren damit seine Fahrweise. Ist der Anteil der erneuerbaren Energien im Netz sehr hoch, kann das Kraftwerk heruntergefahren werden und die Wärme für das Fernwärmenetz wird dem Speicher entnommen. Eine vergleichbare Funktion hat der Wärmespeicher, den die Stadtwerke Potsdam im Januar ans Netz genommen hat. Sechzig Stunden lang kann er die Einwohner der Stadt mit Wärme versorgen, ohne dass das zentrale Erdgas-Heizkraftwerk der Stadt in Betrieb sein muss.

STÄDTE MACHEN’S EFFIZIENT

Erneuerbare Energien und Speichertechnologien hin oder her: Es gibt auch Städte, die ihre erneuerbaren Potenziale weitestgehend ausgeschöpft haben. Für sie bleibt nur eine Möglichkeit: Sie müssen die Energieeffizienz in der Wärmeversorgung voran bringen. Frankfurt am Main gehört dazu, wie Paul Fay vom Energiereferat der Stadt zugibt: „Frankfurt hat keine großen regenerativen Energiequellen im Stadtgebiet. Deswegen gehen wir davon aus, dass wir zunächst den Endenergieverbrauch senken müssen.“ Dafür wurde der „Masterplan 100 % Klimaschutz“ entwickelt – eine Vision, wie die Stadt bis zum Jahr 2050 die Hälfte des heutigen Endenergiebedarfs einsparen und den verbleibenden Anteil vollständig aus regenerativen Energien decken kann. Für mehr Wärmeeffizienz vergibt sie unter anderem Fördergelder und hilft beratend bei der Gebäude- und Heizungssanierung. Sofern die Einsparziele beim Wärmeeinsatz erreicht sind, kann der restliche Wärmebedarf komplett aus den vorhandenen erneuerbaren Energieanlagen gedeckt werden. Das sind insbesondere das städtische Müllheizkraftwerk und ein Biomasse-Kraftwerk.

Frankfurt ist nicht die einzige Stadt in Deutschland, die auf Energieeffizienz im Wärmesektor setzt. Ein Großteil der Städte hat bereits Maßnahmen zur Effizienzverbesserung in der Wärmeversorgung ergriffen. Auch die Bundesregierung hat sie im Nationalen Aktionsplan Energieeffizienz zu einem zentralen Element auf dem Weg zu CO2-neutralen Gebäuden und Städten gemacht (siehe dazu medium gas 2/2015).

MAMMUTAUFGABE FÜR DIE STÄDTE

Spätestens seit der Weltklimakonferenz der Vereinten Nationen vergangenen Herbst hat die Wärmewende einen neuen Stellenwert in der Politik. In Paris zeigten sich die Regierungen so entschlossen wie nie zuvor, gegen den Klimawandel vorzugehen und die CO2-Emissionen so schnell wie möglich zu reduzieren, auch im Wärmebereich. Auch wenn es auf den ersten Blick nicht so scheint, das Pariser Klimaabkommen gibt den Städten, die auf den Energieträger Erdgas als Brücke setzen, sogar Recht. Denn durch das Ziel, ein Gleichgewicht zwischen dem menschgemachten Ausstoß von Treibhausgasen und der CO2-Bindung durch Wälder und Ozeane herzustellen, werden konventionelle Energieträger wie Erdgas nicht ausgeschlossen. Auf die Städte und ihre Energieversorger kommt in den nächsten Jahrzehnten eine Mammutaufgabe zu. Immerhin müssen sie im laufenden Betrieb nichts weniger stemmen als den Umbau des Energiesystems. Für sie wird es ein Spagat in vielen Bereichen: Obwohl die Erlöse aus der konventionellen Erzeugung schrumpfen, müssen sie große Summen in erneuerbare Erzeugungsanlagen, Speicher und Effizienz investieren. Sie müssen das hohe Maß an Versorgungssicherheit erhalten und trotzdem sozialverträgliche Energiekosten gestalten. Und sie müssen die öffentlichen Interessen ihrer Städte und Kommunen wie die privaten Interessen ihrer Kunden gleichzeitig bedienen. Spätestens hier wird klar: Von heute auf morgen können Städte und ihre Versorger den Wandel in der Wärmeversorgung nicht bewältigen. Auch deshalb bleiben für sie konventionelle Energieträger wichtig. Laut Deutscher Energieagentur dena machen sie bis zum Jahr 2030 noch zwei Drittel der Wärmeversorgung aus. Gas kommt dabei die Schlüsselrolle zu, denn der „Heizstoff“ ist sauber in der Verbrennung, effizient in der Anwendung, beliebt bei den Verbrauchern, sicher verfügbar und er hat eine erneuerbare Perspektive in Form von Bioerdgas und Power-to-Gas. Selbst die von der Bundesregierung bei Prognos AG und Energiewirtschaftliches Institut Köln in Auftrag gegebene Energiereferenzprognose geht von einer weiterhin wichtigen Rolle von Erdgas im Energiemix und als Partner der Energiewende in den nächsten Jahrzehnten aus. Rund 20 Prozent Erdgasanteil am Endenergie- und Primärenergieverbrauch im Jahr 2050 werden vorausgesagt.  


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