Innovative Wege der Wärme- versorgung in Wien bis 2050

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1 Innovative Wege der Wärme- versorgung in Wien bis 2050 Energiegespräche Fernwärme als Schlüssel zur Wärmewende oder Sackgasse? Aarno Rapottnig, Wien Energie

2 Hat FW noch eine Zukunft? Immer wieder gehörte Vorbehalte 1. In Zukunft wird eh nur mit Strom geheizt (es gibt nur mehr Passiv- oder sogar Aktivhäuser und der (kleine?) Rest wird mit Strom gemacht 2. FW ist eh nur fossil 3. KWK tot, FW tot 4. FW ist Technologie von gestern Was man auch bedenken sollte 1. Schon der Energieverbrauch für Warmwasser ist etwa so hoch wie der Stromverbrauch (im MVH), dazu kommt noch 50% für die Heizung (PH, gemessen) 2. Abwärmenutzung, egal aus welcher Quelle, ist ressourcenschonender als zusätzlich eingesetzte Energie (PEF FW 0,3!). Wäre der Vorbehalt nicht schizophren, wenn die Alternative ein Gaskessel mit 5-10% Solarthermie ist? 3. Nicht die KWK ist tot, sondern Gas-KW kommen unter die (Kohle-) Räder; richtig ist, dass das KWK-Potential vor allem volatiler werden wird; wir müssen auch andere Quellen nutzen 4. Stetige technische Entwicklung a. Dampfnetz (FW 1.0, international ab 1880, in Wien ab 1962), T VL zb 230 C) b. Heißwassernetz 1 (FW 2.0, ab 1930/1960er, T VL zb C) c. Heißwassernetz 2 (FW 3.0, ab 1970/Mitte der 1980er, T VL zb C) d. Niedertemperaturnetz (FW 4.0, ab Mitte der 2010er, T VL zb 50/65 C) Wien Energie 2

3 Sackgasse oder Schlüssel zur Wärmewende? Um die Energieversorgung CO 2 -ärmer zu machen, werden wir auf die Potentiale, die nur mit FW zu heben sind, nicht verzichten können Vermehrte und intelligentere Verschränkung der Strom- und Wärmenetze zur Anpassung an die Volatilität und größeren Diversifikation Wärme hat ein viel größeres Potential zur Verbrauchsverlagerung und Speicherung Die wirtschaftlich vorhandenen urbanen Wärmeressourcen sind beschränkt und sollten möglichst breit genutzt werden, über ein (Mikro-/Nah-/Fern-) Wärme-Netz. Erst die Vernetzung schafft die Möglichkeit zum Ausgleich! Wien Energie 3

4 Niedertemperatur-Wärmemarkt Wien g/kwh 300 g/kwh 250 g/kwh 200 g/kwh 150 g/kwh 100 g/kwh 50 g/kwh 0 g/kwh CO 2 -Faktor (OIB 6) Gas Öl Strom (Ö) WP (JAZ 4) FW (WE) Wien Energie 4

5 FW ein paar Grundlagen 1. Geschäftsmodell: Wärme nutzen, die sonst ungenutzt bleibt hohe Investitionen, geringe Brennstoffkosten 2. 50% der benötigten Leistung werden kaum gebraucht (~ 4 % der Jahresarbeit, schwankt zw. 2 und 7 %), niedrige Investitionen, höhere Brennstoffkosten und Umweltauswirkungen 3. FW ist eine ausgezeichnete Basis, um erneuerbare Energien umweltverträglich in die Stadt zu bekommen Wien Energie 5

6 Aktuelle Situation/Probleme Energiewende -> Gaskraftwerke nicht im Markt, damit Wärme aus Gas-KWK keine günstige Abwärme mehr Wir brauchen Alternativen wenn Kohle aus dem System verschwindet, werden die CO 2 - Faktoren steigen, aber auch Gas-KW wieder wirtschaftlicher Erlösausfälle bei den Gaskraftwerken und Nachdotierung wegen Niedrigzinsphase -> noch stärkeres Augenmerk auf Wirtschaftlichkeit Wien Energie 6

7 Strategie der Wien Energie Diversifizierung der Energieproduktion, insbesondere Ausbau aus erneuerbaren Energiequellen, bei Wärme insbesondere Geothermie Wärmepumpe aber auch Ausbau der Nutzung von Abwärme Stärkung der Innovation (Aspern Smart City Research; interne Projekte; Partner bei unzähligen Forschungsprojekten) Wien Energie 7

8 Herausforderungen 1. Nicht mehr eine große Lösung, sondern eine Vielzahl unterschiedlichster Lösungen 2. Systemträgheit sowohl Technisches System Erwartungshaltung und Verhalten der Stakeholder; wer zahlt was? Temperaturniveaus, Vertragsbedingungen, 3. Flächenkonkurrenz in der Stadt 4. Kapital Energie (Brennstoffe) wird durch Kapital und Know-how ersetzt Wien Energie 8

9 Konkrete aktuelle Entwicklungen und Projekte bei Wien Energie Großwärmepumpe und P2H-Anlage Intensivierung der Geothermie-Forschung Weitere Absenkung der Vorlauftemperatur (FW 4.0), Maßnahmen zur Absenkung der Rücklauftemperatur Untersuchung einer Vielzahl von Projekten, mit dem Ziel, vor-ort- Ressourcen möglichst optional zu nutzen Wien Energie 9

10 Intelligenter Einsatz von Wärmepumpen Großwärmepumpen von großen Umwelt- Wärmeströmen (zb Donau) in das FW-Netz Wärmepumpen im Dualbetrieb (sowohl für Wärme- als auch Kälteproduktion), Nutzung oberflächennaher Geothermie, Regenerierung über Sommerwärme (Nutzung als Speicher) Nutzung von Abwärmequellen Bereits realisierte Beispiele, mit FW- Kopplung MGC: Grundwassersee als Saisonalspeicher, Nutzung über Absorptions- und Kompressionswärmepumpen im Duplexbetrieb, Heiz- und Kühlsystem jeweils mit 2 Temperaturzonen Erweiterung KH Rudolfstiftung: Nutzung der Abwärme aus Rechenzentrum Wien Energie 10

11 Industrielle & gewerbliche Abwärme Seit 30 Jahren industrielle Einspeiser ins FW-Primärnetz, aktuell 3 von 1,5 bis 170 MW Heuer Realisierung einer 1 MW/5 GWh- Einspeisung von Manner in ein Sekundärnetz Aktueller Fokus Nutzung der Abwärme von Rechenzentren mit Hilfe einer Wärmepumpe. Bereits realisiert bei der Rudolfstiftung (500 kw) Wien Energie 11

12 Weitere Potentiale und Ideen Vision vs. Was will der Kunde/die Gesellschaft zahlen Anergienetze zur Nutzung von Ab- und Umweltwärme Solarthermie Abwärme: viele kleine individuelle Projekte Die Stadt als Energieschwamm weitere Verschränkung der Infrastruktur (Strom Wärme Gas), Abwasser, Wasser Stromüberschuss aus PV und Wind und/oder Regelenergie in FW-Netz puffern (über Wärmepumpen oder E-Heizer) Wien Energie 12

13 Option Anergienetze Nutzt wie ein FW-Netz günstige Wärmequellen auf niedrigem Temperaturniveau speichert in Bohrlochspeicher, verteilt auf niedrigem Temperaturniveau braucht dezentrale Wärmepumpe zur Nutzung Vergleich zu FW 4.0 Kann auch Abwärme mit niedrigsten Temperaturniveaus nutzen Höhere Investitionen kritische Größe, das Gesamtkonzept muss stimmen (selten) In der Auslegung flexibler, weil dezentrale WP auf lokale Bedürfnisse optimiert werden kann Im Betrieb weniger flexibel, weil immer eine Wärmepumpe notwendig ist; Stromkosten nicht unbeträchtlich Am sinnvollsten bei Nutzung von lokaler Abwärme aus Kühlung; Bsp Vorergebnis Studie Donaufeld weist Kosten von 8 ct/kwh für die Wärme (Speicherentnahme; davon ca. die Hälfte Stromkosten) und 4 ct/kwh für die Regeneration aus anderen Quellen aus Q: Thomas Gautschi, Q: Peter Holzer, Wien Energie 13

14 Solarthermie großes theoretisches Potential Solarthermie ist heute eine teure Variante 1), aber mit einem überzeugenden USP und theoretisch riesigem Potential ST braucht zur Nutzung im Winter saisonale Speicher, sinnvoll oft mit Wärmepumpe, das macht sie noch teurer, und schwierig im dichtverbauten Gebiet 2) Mit derzeitiger Technologie ist der effektivste Hebel zur Kostenreduktion von Solarthermie und Speicher Größe, d.h. nur in Kombination mit einem Wärmenetz; siehe Beispiele in DK, Überlegungen in Graz 1) 10-fach im Vergleich zu tiefer Geothermie 2) Speicher für eine Wohnung im Passivhausstandard ca m³ Vergleich Kosten für dezentrale PV und Solarthermie Gedankenexperiment für 100% Solarthemieversorgung für Wien 2050 NT-Wärme-Bedarf 11 TWh, 4 GW Spitze, 0,6 GW Sommerbedarf Erzeugung 14 TWh, 39 km² Kollektorfläche, 14 GW Peak Speichervolumen (80-40 C) 150 Mio.m3 = 3,7 km² x 40 m, für ~ 50% der Erzeugung Vgl: 8 Bez. 1 km², 13. Bez. 38 km², Solares Dachpotential Wien 29 km², Londoner Trinkwasserspeicher Queen Marz 2,8 km², Zentralfriedhof 2,5 km², Lainzer Tiergarten 25 km², Deponie Rautenweg 0,6 Mio.m2, 45 Höhe, 23 Mio.m³ Wien Energie 14

15 Energieverbrauch Wien zu 100% Strom erneuerbar? Gedankenexperiment Rein elektrisch: Mehr als Verdopplung des Strombedarfs Halbierung des Endenergiebedarfs Von 36 TWh (16 TWh Brennstoffe, Wärme, 12 TWh Treibstoffe, 8 TWh Strom) auf 18 TWh Strom Nur mit Wind: 9 GW, Speicher für windstille Zeiten Vgl: Ö ,4 GW, W 7 MW Nur mit PV 20 GW, Speicher für 31% der Jahresarbeit (5,5 TWh) Vgl: Ö ,8 GW, W 36 MW NÖ 1,3 GW Vgl. 20 GW = 200 km² bei Großanlagen Vgl: 8 Bez. 1 km², 13. Bez. 38 km², Solares Dachpotential Wien 29 km², Zentralfriedhof 2,5 km², Lainzer Tiergarten 25 km² Vgl. Speicherinhalt aller öst.speicher-kw 3,2 TWh Vgl. Spitzenlast Wien heute ca. 2 GW Wien Energie 15

16 Fazit Fernwärme hat ein großes Potential, eine größere Unabhängigkeit von fossilen Energien zu erreichen und ist damit unverzichtbar für die Wärmewende Es bedarf dazu einerseits weiterer innovativer Entwicklungen Wien Energie hat Innovation, Diversifizierung und Kundennähe ins Zentrum ihrer Strategie gestellt, um diese Entwicklungen voran zu treiben und diese Potentiale zu heben Es bedarf dazu andererseits auch eines sichtbaren Bekenntnisses der Gesellschaft, dass dieser Umbau nicht nur gewollt sondern auch unterstützt wird (sichtbar in verbindlichen Zielen, in gesetzlich/ regulatorischen Vorgaben, Steuerpolitik, Förderungen) Wien Energie 16

17 Es bleibt ein spannender Weg Gehen wir ihn gemeinsam! Danke! Wien Energie 17

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