Dekarbonisierung der Wärmeversorgung durch grüne Wärme

CO₂-freie bzw. CO₂-arme Wärme – oft auch als grüne Wärme bezeichnet – lässt sich in unterschiedliche Kategorien einteilen:

Erneuerbare Wärme mit folgenden typischen Anwendungen:

• Nutzung von Umweltwärme über Wärmepumpen (Luft, Wasser, Abwasser, oberflächennahe Erdwärme) 
• Einsatz von Biomasse
• Tiefengeothermie
• Solarthermie 

Unvermeidbare Abwärme, z. B. aus:

• Industrieprozessen 
• Rechenzentren
• Gewerbebetrieben

Abwärme aus thermischer Abfallbehandlung

Weder die Zuordnung der jeweiligen Anwendung zu den Kategorien noch deren Behandlung hinsichtlich der ökologischen Kenngrößen wie z. B. Primärenergiefaktoren oder auch spezifische CO2-Emissionen ist bisher eindeutig geregelt. Vielmehr gibt es hierzu sehr unterschiedliche Definitionen und Vorgaben in Gesetzen, Verordnungen und Regelwerken. Je nach Anwendungsfall erfordert dies eine differenzierte Betrachtung und eine gute Kenntnis der anzuwendenden Methodik.

Welche Teilnehmer im Wärmemarkt stehen unter Handlungsdruck?

Die Anforderungen zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung und damit zum verstärkten Einsatz von grüner Wärme ergeben sich für alle Betreiber von Wärmenetzen und Fernwärmeversorgungs-systemen, und zwar unabhängig von der Netzgröße. Nicht selten setzen sich auch die Kommunen eigene Klimaschutzziele, die zum Teil ambitionierter sind als die bundesdeutschen bzw. europäischen Zielsetzungen und die Wärmeversorger vor nicht unerhebliche Herausforderungen stellen.
Aber auch potenzielle Lieferanten von CO₂-armer bzw. CO₂-freier Wärme sind betroffen. Sofern deren Wärme in die Netze eingebunden werden kann, lassen sich für die Lieferanten damit zusätzliche Erlöse generieren und sie können einen Beitrag zur Erreichung der Dekarbonisierungsziele leisten. Dabei sind die Potenziale im Bereich der gewerblichen und industriellen Abwärme sehr groß – neue Fördermöglichkeiten und Technologien lassen eine großen Zuwachs in den nächsten Jahren erwarten.

Worin bestehen die Herausforderungen für Wärmeversorger?

Die Potenziale für die Nutzung bzw. die Erzeugung von grüner Wärme können lokal sehr unterschiedlich sein. Sie hängen von vielen Faktoren ab wie z. B.:

• Gibt es viele Industrie- und Gewerbetriebe, die als Wärmequellen in Frage kommen, und wie weit sind diese vom Wärmenetz entfernt?
• Wie ist die Verfügbarkeit von Standorten und Flächen für die Umrüstung bestehender bzw. die Errichtung neuer Wärmeerzeugungsanlagen?
• Welche vorhandenen Infrastrukturen können genutzt werden (z. B. Kläranlagen, thermische Abfallbehandlungsanlagen, Transportlogistik)?

Hier bedarf es einer strukturierten Analyse der technischen und wirtschaftlichen Potenziale zur Nutzung von grüner Wärme für das Wärmeversorgungssystem. 

Eine Herausforderung bei der Nutzung von grüner Wärme in Wärmenetzen stellen Schwankungen bei der Wärmebereitstellung dar. Diese sind bei einigen Anwendungsfällen wie z. B. Solarthermie und Wärmepumpen saisonaler Natur und gegenläufig zum schwankenden Wärmebedarf. Aber auch prozessuale Abhängigkeiten, wie es sie bei industrieller oder gewerblicher Abwärme gibt, können zu kurzfristigen Schwankungen bei der Bereitstellung führen. Speicher oder andere flexible Wärmequellen mit gut planbarer Wärmebereitstellung können hier Abhilfe schaffen.

Förderprogramme für die Dekarbonisierung der Wärmeerzeugung

Ähnlich wie im Strombereich führt sowohl die Erschließung von grünen Wärmequellen als auch die Investition in Anlagen zur Erzeugung von grüner Wärme zu Wärmeerzeugungskosten, die zumeist höher sind als bei der Wärmeerzeugung im Status quo. Dort setzen Förderprogramme – und hier insbesondere das BEW – an und bieten Anreize für die Umsetzung von Projekten mit grüner Wärme. Beim BEW kann die Förderung als Einzelmaßnahme oder auch über die Inanspruchnahme der systemischen Förderung erfolgen, wobei letztere die Erstellung eines förderfähigen Transformationsplans voraussetzt.

Gemeinsam mit Ihnen analysieren wir die Potenziale zur Nutzung von grüner Wärme wie z. B.:

• Analyse der Potenziale von industrieller und gewerblicher Abwärme 
• Einsatzmöglichkeiten von Groß-Wärmepumpen 
• Biomasseanlagen 
• Solarthermie 
• Wärmenutzung aus thermischer Abfallbehandlung 

Mit unserem Analysetool „Portfoliocheck grüne Wärme“ können wir eine vereinfachte Portfoliobetrachtung vornehmen und abschätzen, wie grüne Wärme in Ihr Portfolio passt, und Ihnen so eine erste Entscheidungshilfe im Rahmen von Erzeugungsstrategien geben. Durch eine vereinfachte Einsatzsimulation stellen wir zunächst die technischen und wirtschaftlichen Aspekte der wesentlichen Wärmeerzeugungstechnologien dar. So werden energiewirtschaftliche und ökologische Kennzahlen für verschiedene Stützjahre ermittelt, sodass Sie auf Basis dieser Voruntersuchungen bereits erste Entscheidungen für die weitere detaillierte Untersuchung treffen können. 

Gerne begleiten wir Sie auch bei der Entwicklung von Projekten zur grünen Wärme sowie bei der wirtschaftlichen und ökologischen Bewertung dieser Projekte:

Entwicklung und Bewertung von „grünen“ Wärme- und Stromerzeugungsoptionen für Quartiere und Neubaugebiete

• Grobauslegung von Wärmeerzeugungseinheiten und Wärmenetzen
• Kostenermittlung von Investitionskosten unter Berücksichtigung der Fördermöglichkeiten
• Ermittlung und Bewertung von Wärmegestehungskosten
• Ermittlung von ökologischen Kenngrößen wie Primärenergiefaktor oder (spezifische) CO2-Emissionen 
• Einschätzung zu langfristigen Preisentwicklungen relevanter Commodities
• hierbei greifen wir auf unsere Kompetenzen zu Langfristszenarien aus der Systemanalyse sowie auf unsere Energiemarktszenarien zurück und ergänzen diese um weitere Einschätzungen zu Preisentwicklungen (z. B. Biomasse, Biogas/Biomethan und wasserstoff-basiertes „grünes“ Gas). 

detaillierte Betrachtung und Bewertung von grüner Wärme in der Langfristperspektive im sich verändernden Wärmeportfolio:

• Ermittlung von Wärmegestehungskosten (unter Berücksichtigung von Fördermöglichkeiten) in diesen Szenarien
• Einsatzsimulation (im Portfolio)
• Ermittlung von ökologischen Kenngrößen wie Primärenergiefaktor oder (spezifische) CO₂-Emissionen 
• Erstellung und Bewertung von Preismodellen für die Lieferung oder den Bezug von grüner Wärme

Darüber hinaus stellen wir Ihre Projekte zur grünen Wärme auch gerne in den Kontext der Erzeugungsstrategie oder auch der Wärmestrategie Ihres Unternehmens. Die zukünftige Nutzung von grüner Wärme ist ein elementarer Baustein bei der Erstellung von Transformationsplänen nach BEW. Selbstverständlich unterstützen wir Sie bei deren Erstellung. 

Wir begleiten Sie mit Know-how und Erfahrung

• Wir kennen das regulatorische und energiewirtschaftliche Umfeld der grünen Wärme u. a. aus unseren Projekten zur Politikberatung und über unsere Energiemarktszenarien.
• Wir haben in den letzten Jahren in zahlreichen Projekten bei sehr unterschiedlichen Wärmeversorgern (von ganz klein bis ganz groß) Konzepte für die Dekarbonisierung der Fernwärme erarbeitet und / oder solche Konzepte bewertet.
• Wir verfügen sowohl über das technische als auch das energiewirtschaftliche Know-how zu den Erzeugungstechnologien und Wärmenetzen.
• Mit unseren Modellen und Methoden können wir Konzepte für die Nutzung von grüner Wärme im geforderten Detaillierungsgrad bewerten.
• Mit unseren Erfahrungen aus Partizipationsprozessen und Projekten bei sehr unterschiedlichen Kunden sind wir in der Lage, die Projektergebnisse adressatengerecht aufzubereiten und in unterschiedlichen Gremien zu präsentieren.