OPTIONEN FÜR KLIMASCHONENDE WÄRMEVERSORGUNG IN GEBÄUDEN Dr. Jan Steinbach Freiburg,

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Frida Gerber
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1 OPTIONEN FÜR KLIMASCHONENDE WÄRMEVERSORGUNG IN GEBÄUDEN Dr. Jan Steinbach Freiburg,

2 AGENDA Wärmebereitstellung in Gebäuden Zielszenarien für die Wärmeversorgung Technologieoptionen Seite 2

3 Relevanz des Wärmebereitstellung im G ebäudebereich Endenergieverbrauch in Deutschland nach Anwendungsbereichen 32 % des Endenergieverbrauchs entfallen auf die Wärmebereitstellung in Gebäuden Seite 3 Quelle: AGEB, BDEW (2015)

4 Energieträgermix Anteil an Endenergie im jeweiligen Sektor [%] Relevanz der erneuerbaren Energien und Energieeffizienz im Gebäudebereich 24 Ausbau EE im Wärmebereich nicht im gleichen Maße wie im Strombereich 2 % 3% 7 10 % 26 % EE Strom EEWärme AGEE-STAT (2015) Strom: 7 % Erneuerbare Energien 10 % Hoher Anteil fossiler Energien an der Wärmebereitstellung Heizöl: 25% Gas: 46% Fernwärme: 10% Seite 4

Struktur der Wärmeversorgung im G ebäudebestand Seite 5 Quelle: IfEU, BDH 2017, BDH, pers. Komm. 20.07.

5 Struktur der Wärmeversorgung im G ebäudebestand Seite 5 Quelle: IfEU, BDH 2017, BDH, pers. Komm , Bundesverband des Schornsteinfegerhandwerks, Landesinnungsverband des Schornsteinfegerhandwerks BW

6 Entwicklung des Wärmeerzeugerabsatzes Anteil Solarthermie 18 % 34 % 13 % Marktanteile fossiler Heizkessel seit 10 Jahren konstant ~ 85 % Marktanteile Solarthermie seit 2008 rückläufig Seite 6 Quelle: BDH 2017

7 AGENDA Wärmebereitstellung in Gebäuden Zielszenarien für die Wärmeversorgung Technologieoptionen Seite 7

8 TWh Ergebnisse BMWI Langfristszenarien 2017 Entwicklung Wärmebedarf und Wärmebereitstellung bis , Solarthermie Umweltwärme Biomasse Nahwärme Fernwärme Strom-direkt Strom-Hilfsenergie Strom-WP Erdgas Heizöl Kohle Seite 8 Quelle: Fraunhofer ISI 2017

Wärmeversorgung Seite 9 Quelle: FhG ISE, ISI, IFAM, TU Wien, BEI,

9 M ögliche Transformationspfade für den G ebäudebereich Hoher Anteil strombasierte Wärmeversorgung Hoher Anteil wärmenetzbasierter Wärmeversorgung Seite 9 Quelle: FhG ISE, ISI, IFAM, TU Wien, BEI, Öko-Institut. Erarbeitung einer integrierten Wärme- und Kältestrategie für Deutschland. 2013

10 Endenergieeinsatz Raumwärme, Warmwasser, Klimatisierung [TWh] Zielsystem 2050: Anforderungen an Energiebedarf und - bereitstellung Raumwärme, Warmwasser und Klimatisierung in Gebäuden Energiebedarf für Heizen: -40 % bis -70 % Verbleibender Energiebedarf: Wärmepumpe, Solarthermie, Erneuerbare FW Biogene ET, dezentral: 0 % bis -50 % Fossile ET: -80 % bis -95% Seite 10 Quelle: FhG ISE, ISI, IFAM, TU Wien, BEI, Öko-Institut. Erarbeitung einer integrierten Wärme- und Kältestrategie für Deutschland. 2013

11 AGENDA Wärmebereitstellung in Gebäuden Zielszenarien für die Wärmeversorgung Technologieoptionen Seite 11

erneuerbare Energien Nutzung von EE- Wärmetechnologien Direkte Nutzung von

12 Wie ist die Wärmewende zu schaffen? Wärmewende Umstellung der Wärmeversorgung von fossilen Energieträgern auf erneuerbare Energien Nutzung von EE- Wärmetechnologien Direkte Nutzung von erneuerbaren Energien Energieeffizienzmaßnahmen Energy Efficiency First Nutzung von EE-Strom zur Wärmeversorgung Sektorkopplung Seite 12

Wärmeversorgungsoptionen: Dezentrale erneuerbare Systeme Biomassekessel Holzpelletkessel Hackschnitzelkessel

Siedlungsstrukturen Lokale Emissionen Energiekosten Solarthermische Kollektoren Flachkollektoren

Siedlungsstrukturen Lokale Emissionen Hohe EE-Wärme Gestehungskosten Wärmepumpen Erdwärmepumpen Luftwärmepumpen

13 Wärmeversorgungsoptionen: Dezentrale erneuerbare Systeme Biomassekessel Holzpelletkessel Hackschnitzelkessel Scheitholzkessel Ein-/ Zweifamilienhäuser Energieträgerpotential Hohe Investitionen MFH / Urbane Siedlungsstrukturen Lokale Emissionen Energiekosten Solarthermische Kollektoren Flachkollektoren Vakuumröhrenkollektoren Ein-/ Zweifamilienhäuser Dachflächenpotential Investitionen MFH / Urbane Siedlungsstrukturen Lokale Emissionen Hohe EE-Wärme Gestehungskosten Wärmepumpen Erdwärmepumpen Luftwärmepumpen Neubauten / Unsanierte / hocheffiziente San. Energieträgerpotential Hohe Investitionen teilsanierte Bestandsgebäude Lokale Emissionen Energiekosten Seite 13

14 Wärmeversorgungsoptionen: Integrierte kommunale Wärmestrategien Seite 14 Quelle: Wuppertal Institut

Helsinki: Combined heating and cooling plant m it Großwärmepumpen Größtes kombiniertes Wärme- und Kältenetz der Welt Erzeugung mit 90 % gasbefeuerte KWK Integration von

15 Helsinki: Combined heating and cooling plant m it Großwärmepumpen Größtes kombiniertes Wärme- und Kältenetz der Welt Erzeugung mit 90 % gasbefeuerte KWK Integration von 5 x 16,8 MW Wärmepumpen in bestehendes Netz Wärmepumpe als Verbindung zwischen Wärme- und Kältenetz Quelle: Riipinen (2017). IEA Renewable heating and cooling WS Seite 15

16 Solargestützte Wärmenetze Einbindung zentral in das Hauptversorgungsnetzwerk 1 2 thermische Solaranlage in Nähe der Heizzentrale Kopplung an die Hauptversorgungsleitung /zentralen Wärmespeicher Einbindung dezentral in ein Subversorgungsnetzwerk (Typ 2) thermische Solaranlage an beliebiger Stelle innerhalb eines Wärmeversorgungsnetzwerke 1: In Dänemark üblich mit großflächigen bodenmontierten Flachkollektoren 2c 2c: Einspeisung nur in Gebäude möglich Wärmenetz backup 1 2a 2a: Einspeisung nur ins Wärmenetz 2b 2b: Einspeisung in Gebäude und Wärmenetz Seite 16 Quelle: Müller et al. (2014); Meissner (2012)

district heating :20-70 000 m² mit Langzeitwärmespeichern Zubau von Großanlagen erfolgt überwiegend

17 Solargestützte Wärmenetze in Dänemark 73 % der installierten Leistung aller thermischen Solaranlagen in Dänemark sind Großanlagen in Wärmenetzen Typische Anlagengrößen 3,5 bis 10 MWth ( m²) Smart district heating : m² mit Langzeitwärmespeichern Zubau von Großanlagen erfolgt überwiegend marktgesteuert Gestehungskosten sind konkurrenzfähig ohne Förderung 290 / m² mit Nachrüstung von Kurzzeitspeicher Seite 17

%) Relevanz für die Wirtschaftlichkeit Skaleneffekte / Kollektorfläche von

18 Wirtschaftlichkeit solargestützter Wärmenetze Wärmegestehungskosten solargestützte Wärmenetze / MWh (20 Jahre, 6 %) / MWh (25 Jahre, 3 %) Relevanz für die Wirtschaftlichkeit Skaleneffekte / Kollektorfläche von mindestens 7000 m² Besteuerung fossiler Energieträger - Erdgaspreis Industrie: 112 /MWh Seite 18

19 Zusammenfassung Umstellung von fossiler auf erneuerbare Wärmeversorgung notwendig, um Klimaschutzziele zu erreichen Kostenreduktion bei dezentrale EE-Wärmetechnologien erforderlich Stabile Marktbedingungen schaffen durch hinreichende Besteuerung fossiler Brennstoffe Niedrige Wärmegestehungskosten bei großen EE-Wärmetechnologien möglich Wärmenetze als notwendige Lösung in dichtbesiedelten Gebieten Dekarbonisierungsstrategie für Kommunen und Städte mit integrierter Betrachtung von Effizienzmaßnahmen, dezentrale und zentrale EE-Wärmetechnologien, Power-to-heat Seite 19

20 POLITIKEMPFEHLUNG FÜR EE- WÄRME UND ENERGIEEFFIZIENZ Politikempfehlung Fallstudien zur Transformation des Wärmebereichs in Städten Nationale Szenarien Webinars Seite 20

21 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT Dr. Jan Steinbach Geschäftsführer IREES GmbH Fraunhofer ISI Seite 21

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