Nahwärme 2004 Osnabrück, 15. Sept. 2004

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Paula Bachmeier
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1 Nahwärme 24 Osnabrück, 15. Sept. 24 Chancen und Perspektiven der Nahwärme im zukünftigen Energiemarkt Michael Nast Institut für Technische Thermodynamik DLR - Stuttgart

2 Szenarien des Weltenergieverbrauchs ( 1998: 5,9 Mrd; 25: 9,5 Mrd Menschen ) Primärenergie, Mrd t SKE/a ,5 39,5 35,8 28,2 2,4 21,7 14,7 22,5 Erneuerbare Energie ges. Biomassen Sonne,Wind, Wasser, Erdw. Kernenergie Erdgas Mineralöl Kohlen global\szenar1.pre; Shell WEC A3 WEC B WEC C1 RIGES Factor 4 SEE 24,2 36,8 4,5 35,2 19,4 17, 11,4 11, CO2-Emissionen in Mrd t CO2/a

3 Primärenergieverbrauch Deutschlands (Nachhaltigkeitsszenario, Wirkungsgradmethode) Verstärkte Effizienz Erneuerbare Energien, ges. Erdgas Primärenergie, [ PJ/a ] Mineralöl Steinkohle Braunkohle Kernenergie oeko/pev-bas3.pre; ,2 5,3 12,7 22,2 32,5 43,6 CO 2 - Emiss. (Mio. t/a) Anteil EE (%)

4 Strukturveränderungen im Wärmemarkt - Szenario NaturschutzPlus II "Effizienz" gegenüber REF Gas direkt Öl/Kohle direkt Endenergieeinsatz [PJ/a] KWK mit H2 Strom direkt Erdwärme Kollektoren Biomasse ohne KWK Industrielle KWK Nahwärme - und Objekt - KWK Fernwärme - KWK oeko\waer-np2; Erneuerbare Energien ,3 14,3 16,7 21, 24, 26,7 % 2,6 4,5 9,4 17,5 27,3 35, % KWK einschl. Biomasse EE ohne Biomasse-KWK

5 Erneuerbare Energien im Wärmemarkt und deren Nahwärmeanteil - Szenario NaturschutzPlus II *) Anteil Nahwärme 73,8 % 76,4 % KWK mit H2 Nahwärme Geothermie Endenergie, [ PJ/a ] ,1 % 7,1 % Kollektoren Nahwärme Kollektoren Einzelanlagen Biomasse Nahwärme 1) Biomasse Einzelheiz. 1) einschl. industrielle KWK 42,7 % 2 25 % *) oeko/regwae-np2;

6 Die günstige Prognose für Nahwärme verlangt nach Antworten auf folgende Fragen: 1. Warum ist soviel Nahwärme nötig? 2. Ist soviel Nahwärme strukturell möglich? 3. Wie teuer wird der Ausbau der Nahwärme?

7 Spez. Investition [EUR/m²] Kostenvergleich zwischen solaren Klein- und Großanlagen Kleinanlage Kollektor Speicher Betrieb Großanlage Kleinanlage Großanlage 426,45,19, Kleinanlage: 5m² Kollektorfläche,,35 m³ Speicher, 59% Deckungsanteil an WW Großanlage: 1 3 m² Kollektorfläche, 35 m³ Speicher, 28% Deckung an WW+RW Kleinanlage Großanlage Kleinanlage Großanlage,8,25,2,15,1,5 Solare Wärmekosten [EUR/kWh] Quelle: DLR Ref-Sol.pre

8 1 Kosten von Geothermie in Abhängigkeit von der Anlagengröße Kosten CO 2 Reduktion [DM/t] ,43 DM/t Vergleichsbasis: konventionelle Ölheizzentrale Nutzungsdauer: 3 a, Spitzenlast Öl Geothermie: 1 m 3 /h, 7 C, Teufe: 2142 m Heiznetzparameter: 65/35, 26 Vollaststunden Quelle: GFZ-Potsdam, FVS-Themen 21 Jahreswärmemenge [GWh]

9 Raumwärmebedarf [%] Raumwärmebedarf in Alt- und Neubauten Nachhaltigkeitsszenario Neubau NWG Neubau WG Altbau NWG Altbau WG Anteile an beheizter Fläche im Jahr 25: Neubau NWG: 2% Neubau WG: 3% Altbau NWG: 1% Altbau WG: 4% Jahr Quelle: DLR Alt-Neub.pre

10 Zur ersten Frage: Vorteile der Nahwärme kostengünstige Großanlagen bei solarer Wärme und Geothermie Saisonale Speicher werden mit Solarer Nahwärme möglich kostengünstiger Brennstoff und saubere Abgase bei Holz- und Strohverbrennung höherer elektrischer Wirkungsgrad bei größeren KWK-Anlagen

11 kumulierter Wärmebedarf [%] Wärmedichte in den 1111 Gemeinden Baden-Württembergs Gesamter Nutzwärmebedarf für Raumheizung und Warmwasser im Jahr 1999: 1 TWh Stuttgart Mannheim Wiernsheim Sindelfingen Schwäbisch Hall Wärmedichte [MWh/ha,a]

12 Anteil am Nutzwärmebedarf [%] Das Nahwärmepotential in Wiernsheim heute 1) Zukunft Nutzwärmebedarf (1%) heute (1994): MWh/a Zukunft: MWh/a 1) alle Wärmedämmaßnahmen bis zur Kostengrenze von 13 Pf/kWh durchgeführt Verteilungsverluste [%] Netzver2.pre

13 Nachhaltige Beheizungsstruktur in Deutschland im Jahr 25 Holz 1) 7,% fossile KWK 1) 19,8% BHKW 1) 14,8% Strom 1) 7,% Gas 1) 8,9% Einzelheizungen 44% Rest 2) 7,% Nahwärme 56% Kollektoren Geothermie 12,4% Biogas (KWK) Holz (KWK) 1) 11,1% 7,3% 4,8% 1% = 688 Mio. m² Wohn- und Nutzfläche 1) Anlage mit solarer Heizungsunterstützung 2) Einzelgebäude ohne Solaranlagen BhzgStr.pre

14 Beheizungsstruktur Dänemark 22 (nach Energieträgern) Raumwärme für Haushalt und Dienstleistung 18% Brennstoffeinsatz für Nah-/Fernwärme 7% 18% 48% 3% 38% 12% 4% 24% 1% = 191 PJ 1% = 91 PJ davon 83% aus Kraft-Wärme-Kopplung Heizöl Erdgas Kohle REG etc Strom Fern-/Nahwärme District.pre

15 Zur zweiten Frage: Strukturelles Potenzial der Nahwärme: Es wird ein Nahwärmepotenzial von über 9% nachgewiesen (in Baden-Württemberg). Frühere Studien für den Rhein-Neckar-Raum bestätigen dies. Übertragbarkeit der Ergebnisse auf ganz Deutschland. In Dänemark wird schon heute ein Anteil von 48% am Raumwärmemarkt erreicht (trotz ungünstigerer struktureller Randbedingungen).

16 Baukosten von Fernwärmeleitungen in Deutschland und Finnland Baukosten [EUR/m Trasse] AGFW, traditionelle Technik 1) AGFW, neue Technik 2) Finnland 1) 1) mittlere Werte 2) nachträgliche Erschließung von Gebieten geringer Wärmedichte Nennweite (DN) Nahkost.pre

17 Holz Altbaugebiete: Preisvergleich und Tarifstruktur 2 Anschlußkosten eigene Invest. Grund- und Meßpreis Arbeitspreis Wärmepreis [Pf/kWh] ,8 Gas-BHKW Kohle- KWK 11,4 Brennstoffabgabe 14,5 Kohle-KWK Kohle, Gas, Müll 16 16,3 16,3 Gas-BHKW Gießen Aarhus Mannheim Stuttgart Schw.Hall Rasen Kosten frei Hausverteilung (o. MwSt.) Jahreswärmeabnahme jeweils 2 MWh Südtirol, 3% Förderung NW-Altb.prn

19 Zur dritten Frage: Kosten der Nahwärme: Der größte Kostenanteil in einem Nahwärmesystem entfällt auf die Verteilleitungen (besonders im Altbau mit EFH-Bebauung). In Ländern mit großem Nah-/Fernwärmeanteil liegen die Verteilkosten bei nur einem Drittel des in Deutschland üblichen. Dies ist entscheidend, ob Zentralheizung oder Nahwärme kostengünstiger ist. In Deutschland kann bei stärkerer Verbreitung von Nahwärme ebenfalls mit Kostenreduktionen gerechnet werden. Hohe Anschlussgrade werden erreicht, wo die anfänglichen Anschlusskosten gering sind.

20 Fazit 1. Ein massiver Ausbau der Nahwärme gehört zum kostengünstigsten Weg zu einer nachhaltigen Wärmeversorgung. Besonders im Altbau. 2. Strukturell ist dieser Ausbau in Deutschland möglich. (Und in Dänemark heute schon beispielhaft nachgewiesen). 3. Nahwärme im Gebäudebestand ist in Deutschland noch teurer als Zentralheizungen. Dies kann sich aber ändern. 4. Die Hemmnisse sind enorm. Eine Ursache ist, dass Nahwärme auf einen hohen anfänglichen Anschlussgrad und damit auf eine entsprechende Akzeptanz angewiesen ist. Daran arbeiten wir!

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