Wärmewende in Kommunen

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1 Wärmewende in Kommunen Grundlagen für den klimafreundlichen Umbau der Wärmeversorgung in den Kommunen Hans Hertle Kongress GemeinschaftsWerk Klimaschutz Dienstag, 14. Juni 2016 Kassel, Haus der Kirche, Wilhelmshöher Allee 330, Raum 110

2 Wärmewende in Kommunen Hans Hertle Vorstellung der Studie Taucht dieses ICON auf ist die Grafik aus dem Wärmwende Leitfaden>

3 CO 2 freie Kommune 2050 Exergetische Bewertung kommunaler Strom Wärmesysteme IFEU wird 35 Jahre alt IFEU seit 35 Jahren > heute ca. 70 Mitarbeiter/innen Zurzeit arbeiten am IFEU ca. 70 Personen Siehe: Arbeitstreffen am im UBA / Dessau (12:30 Uhr bis ca. 16:00 Uhr).auch in Berlin IBP: Marlen Schurig; Richtvert: Andrej Jentsch IFEU: Hans Hertle, Lothar Eisenmann, Sarah Brückner ifeu seit 38 Jahren > heute ca. 70 Mitarbeiter/innen 3 Hans Hertle

4 ifeu Energie: Schwerpunkt Kommune seit 1988 Erste kommunale Klimaschutzkonzepte (Pforzheim, Heidelberg, Mainz) DIFU Leitfaden Benchmark kommunaler Klimaschutz / Bürgerrechner Coaching Klimaschutz Planer (Harmonisierung) Praxisleitfaden / BICO2 BW Hans Hertle

5 Nationale Projekte z.b. TRAFO (Schwerpunkt Städte) Transformationsstrategien von fossiler zentraler Fernwärmeversorgung zu Netzen mit höheren Anteilen erneuerbarer Energien (2010 bis 2012) LowEx-günstig für Einsatz von Erneuerbaren KWK sinnvoll (ökonomisch und bzgl. CO2) Biomasse + Geothermie> FW Grund-/Mittellast Geothermie konkurrenzfähig mit konvent. FW Solarthermie eher untergeordnet bei FW Industrielle Abwärme sollte genutzt werden (Spannungsfeld Abwärme/KWK/EE) 5 Hans Hertle ifeu 2013, Fotos: H.Hertle

6 Es gibt anspruchsvolle langfristigeziele (Beispiel Masterplan Kommunen 100% Klimaschutz) Endenergieverbrauch [MWh/a] Endenergieverbrauch [MWh/a] Umstellung auf LED Straßenbeleuchtung Umstellung auf LED Straßenbeleuchtung Bau eines Nahwärmenetzes Nahwärmenetzes mit industrieller Abwärme mit industrieller Abwärme Ziel 2050: THG: 95% Ziele: THG:-95% Endenergie:-50% Endenergie: 50% Treibhausgasemissionen [t/a] Treibhausgasemissionen [To/a] 500 Minderungspfad Endenergie Minderungspfad Emissionen Hans Hertle

7 Erneuerbare in Deutschland (Strom / Wärme / Kraftstoff) Effizienz Konsistenz Suffizienz 7 Quelle: BMWI 2015 Hans Hertle

8 Balance zw. Effizienz und Erneuerbaren nötig Raumwärmebedarf Deutschland [PJ/a] I Ncihterneuerbar I Erneuerbar Germany Effizienz Erneuerbare 8 Hans Hertle Leitszenario Deutschland 2010 (DLR, IWES, IfnE, 2012)

9 Wärme: Klassische Strategien am Ende? Transformation der Fernwärme? Biomasse nicht mehr verfügbar? 9 Hans Hertle Leitszenario Deutschland 2010 (DLR, IWES, IfnE, 2012) / IFEU

10 Wärme und Strom müssen zusammenwachsen Effizienz Konsistenz Suffizienz 10 Quelle: HIR 2015, ifeu, HBS Hans Hertle

11 Beispiel Effizienz im Neubau (Passivhaus) Heidelberger Bahnstadt Fläche: 116 Hektar 2001: Städtebaulicher Realisierungswettbewerb Passivhausstandard Miniwärmenetze, die zunächst an Fernwärmetrasse angeschlossen werden, längerfristig aber auch durch eine andere Heizzentrale versorgt werden können 11 Hans Hertle

12 Effizienzpfad im Neubau: Klimaverträgliches Bauen möglich Effizienz Konsistenz Suffizienz 12 Quelle: Christian Buck Hans Hertle

13 Aber auch neue Passivhäuser sind erst einmal Zubau CO 2 Emissionen der Privaten Haushalte in Heidelberg Effizienz Konsistenz Suffizienz 13 Quelle: ifeu Gemeinschaftliches Wohnen in Heidelberg Hans Hertle

14 Aber (siehe Masterplan Szenario): 80% CO2 Minderung muss trotz Zubau erreicht werden! Effizienz Konsistenz Suffizienz 14 Quelle: ifeu Gemeinschaftliches Wohnen in Heidelberg Hans Hertle

15 Raumwärme: Reboundeffekte torpedieren Ziele! 15 Quelle: Wuppertal Institut Hans Hertle

16 Die Ziele sollte jede Kommune erreichen 10 kg CO2 16 Hans Hertle

17 Vorrangig auch bei den eigenen Gebäuden 10 kg CO2 17 Hans Hertle

18 Gleiches Ziel Verschiedene Strategien Effizienz Konsistenz Suffizienz 18 Quelle: ifeu Hans Hertle

19 Beispiel Erneuerbare Energien: Biomasse in Jühnde (etwa Einwohner) 2014 wurde ein m großes Solarkollektorfeld installiert ( kwth ), das mit MWh nahezu die Hälfte der jährlich nachgefragten Wärmemenge bereitstellt. Effizienz Konsistenz Suffizienz 19 Quelle: Dronninglund Fjernvarme 2014 Hans Hertle

20 Schema Jühnde 20 Hans Hertle Quelle: Wärmewende

21 Daten zur Anlage in Jühnde Biogasanlage speist jährlich etwa MWh wird in ein Nahwärmenetz Zusätzlich liefert ein Holzhackschnitzel-Heizwerk etwa MWh Wärme INPUT: m3 Gülle und t Biomasse, die auf 320 ha Fläche erzeugt werden. Etwa Schüttraummeter Holzhackschnitzel. Es wird geschätzt, dass die teilnehmenden Haushalte in Jühnde nach Abzug der Kosten 750 pro Jahr an Energiekosten einsparen und das Dorf mit der Energiegewinnung aus Biomasse Einnahmen von über Euro pro Jahr erzielt. Mit dem Konzept Bioenergiedorf Jühnde 2.0 soll eine Weiterentwicklung zur bedarfsgerechten Strom- und Wärmeerzeugung erfolgen. Derzeit laufen Planungen, Wärme- und Stromspeicher zu installieren, um auf den Einsatz von Heizöl und Holzhackschnitzeln verzichten zu können. Die Einführung der E-Mobilität als konsequente Fortsetzung auf dem Weg zur dezentralen Versorgung mit erneuerbarer Energie wird außerdem im Rahmen des Projektes Schaufenster E-Mobilität erprobt. 21 Hans Hertle Quelle:

22 Beispiel Erneuerbare Energien: Solare Nahwärme in Dronninglund (Dänemark) 2014 wurde ein m großes Solarkollektorfeld installiert ( kwth), das mit MWh nahezu die Hälfte der jährlich nachgefragten Wärmemenge bereitstellt. Effizienz Konsistenz Suffizienz 22 Quelle: Dronninglund Fjernvarme 2014 Hans Hertle

23 Monatsbilanzen Solare Nahwärme Dronninglund Effizienz Konsistenz Suffizienz 23 Quelle: Dronninglund Fjernvarme 2014 Hans Hertle

24 Pilotprojekte Solarthermie in Deutschland Quartier Crailsheimer Hirtenwiesen Effizienz Konsistenz Suffizienz 24 Quelle: Stadtwerke Crailsheim GmbH Hans Hertle

25 Monatsbilanzen Solare Nahwärme Dronninglund Effizienz Konsistenz Suffizienz Beispiel Abwärme Neuburg 25 Hans Hertle

26 Rahmendaten Neuburg Wärmeversorgung über 5 Blockheizkraftwerke (insgesamt kwel und kwth) Einbeziehung industrieller Abwärme Theoretisch könnte die Stadt rund ein Drittel ihres gesamten Wärmeverbrauchs von etwa MWh durch die Abwärme der Unternehmen decken. Zwei Wärmespeicher zur Sicherung von Abwärmeengpässen und zur Optimierung der BHKW Laufzeitensind derzeit in Betrieb. Im Moment laufen bei den Stadtwerken Neuburg an der Donau Planungen für zwei weitere Wärmespeicher, welche eine weitere zeitliche Entkoppelung von Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch ermöglichen. 26 Hans Hertle

27 Praxisbeispiele im Leitfaden 27 Hans Hertle

28 Praxisbeispiele im Leitfaden (2) Effizienz Konsistenz Suffizienz 28 Hans Hertle

29 Beispiel Fernwärmeausbau Sindelfingen 29 Hans Hertle

30 Szenario 2025: Fernwärme aus Müll, Biomasse und Abwärme GWh Nicht fossiler Anteil der Fernwärmeerzeugung Restmüllheizkraftwerk SIFI Restmüllheizkraftwerk BB Zusätzliche Auskopplung RMHKW Biomasse Heizkraftwerk Bessere Auslastung Biomasse HKW BHKW Hohenzollern Daimler Daimler Mehrauslastung Mittellast (durch FTG Trasse) Fernheizwerk "Im Grund" Spitzenlastkessel SIFI (div.) Spitzenlastkessel Kreis KH (Mitte Ost, BA 3) Fernwärmeabsatz maximum & TREND Fernwärmeabsatz minimum & EFFIZIENZ IFEU Hans Hertle

31 Beispiel: Mannheim Glückstein Quartier Einwohner Arbeitsplätze Baustandard EnEV 30% Versorgung durch Fernwärme Rücklauf 31 Foto: Stadt Mannheim Hans Hertle

32 Wärmenetze müssen LowEx Netze werden Energie Niveau: Versorgung muss an Nutzung angepasst sein Quelle Energieversorgung Energienutzung 1 Fossile Energien, Strom 1 Haushaltsgeräte, Beleuchtung Energiequalität q 0 Fernwärme C Niedertemp. versorgung 40 0 C Energiequalität q 0 Sauna Trinkwarmwasser Raumheizung 32 Quelle: Durch das IBP angepasste Grafik des VTT Hans Hertle

33 Energie und Exergie: Beispiel Brennwertkessel 3% 33 Hans Hertle

34 Kaskadennutzung führt zu Mehrfachnutzen Carnot Faktor Klassische Fernwärme PH-Flächenheizung oder Wärmepumpe Fernwärme aus dem Rücklauf 34 Hans Hertle C

35 E SANKEY: Low Ex Systeme und Abwärmeströme ANTEILE Prozesswärme Warmwasser Raumwärme Sonstiges 35 Quelle: ifeu Exergetische Bewertung von kommunalen Strom- Wärme-Systemen Hans Hertle

36 Wärmeströme nach Temperaturniveau im KWK System. Automatische Berechnung z.b. im BICO2 oder KSP => Grafische Darstellung als E SANKEY Temperaturniveau in 7 Stufen (CF = Carnotfaktor) o Hochtemperatur / Dampf CF: 0,30 o Fernwärme groß CF: 0,24 > t m ca. 98 C o Fern /Nahwärme neu CF: 0,17 > t m ca. 65 C o BHKW / Objekt CF: 0,14 > t m ca. 55 C o Low Ex System CF: 0,11 > t m ca. 45 C o Abwärme CF: 0,08 > t m ca. 35 C o Raumwärme CF: 0,04 > t m ca. 20 C 36 Hans Hertle

37 Im Quartier spielt die Musik (hier: Bewertungsmatrix) 37 Quelle: ifeu Hans Hertle

38 dazu die E n t s c h e i d u n g s m a t r i x W ä r m e w e n d e Wichtig für MPK II: Ausgewogene Strategien! Effizienz Konsistenz Suffizienz 38 Quelle: ifeu > Change Agent Kurs Hans Hertle

39 Benchmark und Checklisten erleichtern den Einstieg Effizienz Konsistenz Suffizienz 39 Quelle: ifeu > Coaching Kommunaler Klimaschutz Hans Hertle

40 Zwischenziele können mit Indikatoren geprüft werden Indikatorsatz berücksichtigt: CO 2 -Emissionen Erneuerbare KWK Effizienz Mobilität und Abfallvermeidung 40 Hans Hertle

41 Aber: Ohne Internalisierung externer Kosten (Einpreisung der Umweltkosten) werden wir es nicht schaffen 41 Hans Hertle

42 Herzlichen Dank für Ihren Aufmerksamkeit! Hans Hertle ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Wilckensstraße Heidelberg Fon: +49 (0) 6221 / Fax: +49 (0) 6221 / hans.hertle@ifeu.de 42 Hans Hertle