Forderung einer sofortigen Umsetzung der »Wärmewende«

Eines wird klar in diesem Artikel: die Wärmewende ist nicht  so was für "Nebenbei", wenn man die Energiewende aktiv angeht. Die Forscher schreiben:

Auch im Hinblick auf den regionalen Umweltschutz und den „Flächenverbrauch“ und unter dem Aspekt der schnellen Umsetzbarkeit spricht viel für den Bau und die Nutzung derartiger Wärmeversorgungsanlagen. So erbringen solche Anlagen einen höheren Energieertrag pro Flächeneinheit als klassische PV-Anlagen oder typische landwirtschaftliche Bioenergiepflanzen. 

Durch die Verwendung untertägiger Wärmespeicher mit hoher Energiedichte kann der oberirdische Flächenbedarf noch weiter reduziert werden. 

Es ist also genau das, was wir auch hier in Süddeutschland dringend brauchen, je schneller desto besser!
Es hilft uns, unsere wunderschöne Landschaft ein Stück weit zu erhalten und den Flächenfraß zu begrenzen.

https://www.guetsel.de/content/49912/7566947.html   2. September 2022

Bremen,

• Die Arbeitsgruppe »Wärme« der norddeutschen Energieforschungsverbünde fordert #klimaneutrale, sozialverträgliche und versorgungsstabile Wärmeversorgung.
  
  
• Forscher aus #Bremen, #Hamburg, Mecklenburg Vorpommern, Niedersachsen und Schleswig-Holstein verfassen Positionspapier.

Den schnellen Ausbau einer klimaneutralen, sozialverträglichen und versorgungsstabilen #Wärmeversorgung sowie eine stärkere Zusammenarbeit in Transfernetzwerken und Forschungsnetzwerken – dazu rufen Mitglieder der Arbeitsgruppe »Wärme« der norddeutschen Energieforschungsverbünde die #Politik in einem Positionspapier auf. Ein Mitglied der Arbeitsgruppe ist Prof. Dr. Jürgen Knies, Professor für Infrastrukturplanung umwelttechnischer und energietechnischer Anlagen an der Hochschule Bremen (HSB).

Nach Schätzung der Arbeitsgruppe ließen sich etwa 15 bis 25 Prozent der norddeutschen Wärmeversorgung in den nächsten zwei bis vier Jahren entsprechend umstellen. Voraussetzung dafür seien geeignete politische und regulative Vorgaben. Die Investitionskosten von rund 25 Milliarden Euro würden sich bei weiter steigenden Erdgaskosten innerhalb weniger Jahre amortisieren, heißt es in dem Papier. Die Umstellung würde Bürgern zudem langfristig eine hohe Versorgungssicherheit bieten.

Die Technologie für eine klimaneutrale Wärmeversorgung sei bereits vorhanden, schreiben die Fachleute: »An allen Orten mit verdichteter Wärmenachfrage bestehen solche Wärmeversorgungssysteme vorrangig aus einer Kombination aus regenerativen Wärmequellen, unvermeidbarer Abwärme, saisonalen Wärmespeichern, Großwärmepumpen und modernen Wärmenetzen, in die dezentral #Wärme eingespeist und ausgespeist werden kann.« In Dänemark und den Niederlanden hätten sich solche Systeme bereits in der Praxis bewährt. Auch im Gebäudebestand sei dies umsetzbar, eventuell auch durch eine hybride Nutzung verschiedener Wärmequellen. Die Gebäude müssten dafür energetisch saniert werden. Insgesamt ließe sich mit diesen Maßnahmen der fossile Energiebedarf für die Gebäudeerwärmung um den Faktor 10 reduzieren, schreiben die #Forscher.

Für eine solche Umstellung müssten nach Ansicht der Arbeitsgruppe die Strukturen für den Transfer zwischen #Wissenschaft und #Wirtschaft in Norddeutschland »konsequent gebündelt und an den großen Bedarf angepasst werden«.

Die Verfasser des Positionspapiers

• Bremen, Prof. Dr. Jürgen Knies, Hochschule Bremen
  
  
• Hamburg, Prof. Dr.-Ing. Weidlich, Energieforschungsverbund Hamburg
  
  
• Mecklenburg Vorpommern, Prof. Dr. mont. Michael Nelles, Universität Rostock
  
  
• Niedersachsen, Prof. Dr.-Ing. Stefan Holler, Hochschule für angewandte Wissenschaften und Kunst Hildesheim, Holzminden, Göttingen
  
  
• Schleswig Holstein, Prof. Dr. Andreas Dahmke, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, und Prof. Dr. rer. nat. Oliver Opel, FH Westküste

hier kann man das ganze Positionspapier herunterladen
15. August 2022

Die sofortige Umsetzung der „Wärmewende“ wird existentiell – jetzt klimaneutrale, sozialverträgliche und versorgungsstabile Wärmeversorgung sichern, wirtschaftliche Potentiale stärken und wissenschaftliche Ressourcen nutzen 

Ein Aufruf der Arbeitsgruppe „Wärme“ der norddeutschen Energieforschungsverbünde zum dringend notwendigen politischen Handeln 

Zusammenfassung 

Eindeutige politische Entscheidungen zur breiten und sehr schnellen Umsetzung einer sozialverträglichen Transformation hin zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung sind schon seit Jahren essentiell und überfällig. 

Mit dem russischen Überfall auf die Ukraine und der damit einhergehenden Erdgas-Versorgungsunsicherheit in Verbindung mit den dramatischen Kostensteigerungen für alle fossilen Energieträger in den letzten Monaten ist der Handlungsdruck nochmals gestiegen. 

Es müssen jetzt Entscheidungen getroffen werden, um Klimaschutzziele in konkretes lokales Handeln aller Akteur*innen umzusetzen. Dabei sind alle Bevölkerungsgruppen mitzunehmen, denn es geht schon lange nicht mehr nur um vereinzelte Vorzeigeprojekte, sondern um eine vollumfängliche Umstellung der vielfältigen und diversen Nutzwärmeanforderungen der Kund*innen auf erneuerbare und klimaneutrale Lösungen. 

Technologisch stehen für alle Wärmenutzer*innen geeignete klimaneutrale Wärmeversorgungssysteme zur Verfügung. An allen Orten mit verdichteter Wärmenachfrage bestehen solche Wärmeversorgungssysteme vorrangig aus einer Kombination aus regenerativen Wärmequellen, unvermeidbarer Abwärme, saisonalen Wärmespeichern, Großwärmepumpen und modernen Wärmenetzen, in die dezentral Wärme ein- und ausgespeist werden kann.
Für die Bestätigung, dass sich solche Systeme auch in der Praxis bewähren, genügt ein Blick zu unseren direkten Nachbarn nach Dänemark und den Niederlanden, wo diese schon seit Jahren erfolgreich betrieben werden. Prinzipiell sind diese Wärmeversorgungssysteme auch für den Gebäudebestand geeignet und ermöglichen Gebäudeeigentümer*innen auch auf hybride Wärmeversorgungssysteme umzusteigen, bei denen z.B. die Weiternutzung ihrer solarthermischen Anlage, ihrer Luft-WasserWärmepumpe oder ihrer Biomassefeuerung in Kombination mit dem zentralen Wärmeanschluss möglich ist. 

Natürlich sollte bei Objekten mit niedrigem Wärmeschutzstandard mittelfristig eine konsequente energetische Gebäudesanierung prioritär sein und von Anfang an mitgedacht werden. Insgesamt ergeben sich durch ein solches Maßnahmenpaket Reduktionen des fossilen Energiebedarfs für Gebäudeerwärmung von bis zu einer Größenordnung, also etwa Faktor 10, was einen Meilenstein für die Energiewende setzen und zu einer enormen Reduzierung des Problems der Energiebereitstellung führen würde. Daher ist es aus fachlicher Perspektive nicht nachvollziehbar, dass der Ausbau solcher Wärmeversorgungssysteme bisher kaum umgesetzt wird. 

Hinzu kommt, dass der Ausbau großes regionales Wertschöpfungspotenzial mit der langfristigen Unabhängigkeit gegenüber Energieimporten besitzt und zukünftig auch international einen großen Wachstumsmarkt für das produzierende Gewerbe darstellen wird. 

Hinzu kommen für alle Objekte, die weder an ein Wärmenetz angeschlossen sind noch in den kommenden 10 Jahren erwartbar an ein Wärmenetz angeschlossen werden, möglichst standardisierte Einzelobjektlösungen (inkl. kleiner Gebäudenetze) auf Basis von Wärmepumpen und nachrangig dazu Wärmepumpen-Biomasse-Hybriden, wenn notwendige Vorlauftemperaturen nicht über den ganzen Winter sicher bereitgestellt werden können. 

Um den forcierten Ausbau von Wärmenetzen in verdichteter Bebauung und vollständig erneuerbarer Einzelobjektlösungen für den ländlichen und ländlich geprägten Randbereich von Städten aufgrund der politischen Hintergründe sehr zeitnah umzusetzen, sieht die Arbeitsgruppe „Wärme“ der norddeutschen Bundesländer dringenden politischen Entscheidungs- und Handlungsbedarf zu folgenden übergeordneten Punkten: 

 Deutliche Beschleunigung von Planungs- und Genehmigungsverfahren für auf regenerativen Wärmequellen und saisonalen Wärmespeichern basierende Wärmenetze auf unter 2 Jahre

 

  Erarbeitung und Umsetzung einer länderübergreifenden Strategie für den Ausbau der Produktionskapazitäten in Norddeutschland und geeignete Instrumente für den Hochlauf entsprechender netzgebundener Wärmeversorgungskonzepte und vollständig erneuerbarer Einzelobjektwärmeversorgungen (Wärmepumpen und WärmepumpenBiomasse-Hybride)

 

 Unterstützung bei Finanzierungs- und Betriebsmodellen einschließlich Risikoabsicherung des Anlagenbetriebs in den ersten Betriebsjahren für Wärmedienstleister

 

 Etablierung eines norddeutschen Forschungs- und Entwicklungsverbundes (F&EVerbund) „Wärmeforschung und Transfer“ zur Stärkung des Innovationspotenzials auf diesen Zukunftsmärkten

 

 Bundesländerübergreifende Aus- und Fortbildungsinitiative zur Sicherung und zum Ausbau hinreichender Personalkapazitäten und fachübergreifender Expertise sowie Akzeptanz

 

Insgesamt schätzt die Arbeitsgruppe, dass bei geeigneten politischen und regulativen Leitplanken ca. 15% bis 25% der norddeutschen Wärmeversorgung in den nächsten 2-4 Jahren auf klimaneutrale, nachhaltige und sozialverträgliche zentrale Wärmeversorgungssystemen und mittels rund 1 Mio. erneuerbare Einzelgebäudeheizungen weitere rund 10 – 15% umgestellt werden könnten.
Die abgeschätzten Investitionskosten von ca. 25 Milliarden € erscheinen zunächst hoch, amortisieren sich aber bei einer weiteren Erhöhung der Erdgaskosten innerhalb weniger Jahre und bieten zudem langfristig eine hohe Versorgungssicherheit für die Bürgerinnen und Bürger. 

Allerdings wird dies nur umzusetzen sein, wenn die Transferstrukturen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft in Norddeutschland konsequent gebündelt und an den großen Bedarf angepasst werden Um eine norddeutsche Wärmeforschungsallianz zeitnah und belastbar arbeitsfähig zu machen, sollten pro Bundesland je nach wirtschaftlichem Potenzial und bereits jetzt geleisteten Landesfinanzierungen ca. 3 bis 5. Mio. € pro Jahr für die kommenden 5 Jahre bereitgestellt werden. 

Mit diesem in Relation zur finanziellen Dimension und Dringlichkeit des Wärmeversorgungsproblems geringen Betrag könnte ein erstes operatives F&E- und TransferBasis gelegt werden, die das wettbewerbsfähige Norddeutschland bei der Transformation der Wärmeversorgung sichert. 

Untersetzte Hintergrundinformationen 

Situation und Perspektive der Wärmeversorgung in Norddeutschland 

Der Anteil erneuerbarer Energie in der Wärme liegt laut Umweltbundesamt derzeit bei 16,3 % und hat sich in den vergangenen rund zehn Jahren kaum geändert. 

Dabei ist rund die Hälfte des Endenergiebedarfs der Wärme zuzuordnen, etwa 30 % entfallen auf den Gebäudesektor. Aufgrund der großen Hebelwirkung muss der Anteil der erneuerbaren Energie im Wärmebereich dringend in signifikanter Größenordnung erhöht werden. 

Die Notwendigkeit für eine zeitnahe „Wärmewende“ ohne fossile Energieträger allein aus Klimaschutzgründen und auch aus Umweltschutzgründen ist wissenschaftlich seit Jahrzehnten unstrittig. Es muss jetzt gehandelt werden. 

Mit dem Überfall Russlands auf die Ukraine ist der Glaube an eine kostengünstige, langfristige, erdgasbasierte Energieversorgung für die Wärmeversorgung von Gebäuden in wenigen Wochen zerbrochen, und eine Rückkehr zu alten Abhängigkeiten sollte aus unterschiedlichen politischen und Klimaschutzgründen ausgeschlossen werden.
Bisher limitierte die scheinbar langfristig sichere Erdgasversorgung mit sehr günstigen Preisen sowie starken Anbieternetzen eine nachhaltige und klimaneutrale Transformation der nationalen Wärmeversorgung von Wohngebäuden. 

Die aktuelle Suche nach zeitnahen alternativen klimaneutralen und nachhaltigen Wärmeversorgungskonzepten zeigt zudem, wie wenig Deutschland trotz der langjährigen Diskussion auf eine klimaneutrale und sozialverträgliche Transformation der Wärmeversorgung vorbereitet ist. Dabei mangelt es nicht an erprobten Konzepten, Technologien und – wichtiger noch – an internationalen und regional vergleichbaren Vorbildern (u. a. Dänemark, Niederlande, Schweden).
Diese Beispiele zeigen, wie eine entsprechende Transformation der Wärmeversorgung schnell initiiert werden könnte, um zumindest den potentiellen Ausfall des russischen Erdgases zur Gebäudeheizung zu sozialverträglichen Kosten zu kompensieren. 

Insbesondere die norddeutschen Flächenländer mit dominierenden mittleren Wärmebedarfsdichten (ca. 20 bis maximal 100 GWh/km²) wären so, in vielen Fällen mit bestehenden Anlagenkonzepten und Technologien zu relevanten Anteilen zeitnah, nachhaltig, versorgungs- und kostensicher zu versorgen. 

 Solche „neuen“ Wärmeversorgungsanlagen bestehen in verdichteter Bebauung aus regenerativen, häufig fluktuierenden und saisonalen Wärmequellen (z. B. Flächensolarthermie, kombinierte PV-solarthermische Module (PVT-Module) oder Umweltwärmequellen wie Klär- oder Müllverbrennungsanlagen), saisonalen Wärmespeichern, Großwärmepumpen und modernen Nahwärmenetzen. Erste Abschätzungen auf Basis von Wärmebedarfsdichten, verfügbaren Flächen und geologischen Gegebenheiten deuten darauf hin, dass so allein in Norddeutschland bis zum Jahr 2025 30 – 50 TWh pro Jahr zur Wärmeversorgung zur Verfügung gestellt werden könnten. 

Auch im Hinblick auf den regionalen Umweltschutz und den „Flächenverbrauch“ und unter dem Aspekt der schnellen Umsetzbarkeit (sog. Hochlauf) spricht viel für den Bau und die Nutzung derartiger Wärmeversorgungsanlagen. So erbringen solche Anlagen einen höheren Energieertrag pro Flächeneinheit als klassische PV-Anlagen oder typische landwirtschaftliche Bioenergiepflanzen. 

Durch die Verwendung untertägiger Wärmespeicher mit hoher Energiedichte kann der oberirdische Flächenbedarf noch weiter reduziert werden. 

Dabei sind die geologischen Voraussetzungen in vielen norddeutschen Bundesländern für den Bau und Betrieb solcher untertägiger saisonaler Wärmespeicher günstig, und nach bisherigen wissenschaftlichen Ergebnissen ist der oberflächennahe untertägige Raum groß genug, um Grundwasserversorgung und Wärmeversorgung mit prinzipiell bestehenden Planungsinstrumenten gemeinsam zu sichern. 

Zudem ist das Potential einer zeitnahen Umsetzung solcher Anlagen auch unter Berücksichtigung der derzeitig schwierigen globalen Vertriebsketten und geopolitischen Situation vergleichsweise sicher zu gewährleisten. Die dazu notwendigen Anlagenmodule können weitgehend europäisch gefertigt und durch regionale Firmen installiert werden, und sie stellen keine besonderen Anforderungen an möglicherweise zukünftig schwerer verfügbare Rohstoffressourcen oder eine aufwändige industrielle Fertigung. 

Forschungsbedarf und Herausforderungen Forschungs- und Entwicklungsbedarfe bestehen vor allem noch in der Einbindung älterer Bestandsbauten in die modernen Nahwärmenetze, die mit niedrigeren Temperaturen betrieben werden als klassische Fernwärmenetze, was zum einen die Übertragungsverluste reduziert, zum anderen aber auch die Einbindung von Umwelt- und Abwärmequellen vielerorts überhaupt erst ermöglicht. Konzepte für Übergabestationen mit BoosterWärmepumpen oder dezentrale Nacherwärmungseinheiten mit Solarthermieeinkopplung wurden bisher in Forschungsprojekten demonstriert; es existieren jedoch noch keine Lösungen für einen flächendeckenden Einsatz. 

Für Gebäude abseits der Wärmenetze müssen Systeme zur Nutzung von Umweltwärme vereinfacht und kostengünstiger werden. 

Forschungsfragen 

bei Wärmepumpen bestehen zu einer weiteren Effizienzsteigerung und zum Einsatz umweltfreundlicher Kältemittel. Immer dann, wenn Vorlauftemperaturen über 55°C erforderlich sind, bedarf es auch der Entwicklung und Markteinführung hocheffizienter Kombigeräte aus Wärmepumpen und Biomassefeststofffeuerungen.

Auch für Objekte mit Gasetagenheizungen müssen forschungsseitig noch effiziente und gleichzeitig zuverlässige Lösungen gefunden werden. 

Das sich aus einer Digitalisierung der Energieversorgung ergebende Potential in Hinblick auf  Effizienzsteigerungen im Betrieb wie auch einer besseren Integration der Wärmenetze in das Gesamtenergiesystem ist ebenfalls noch nicht erforscht. 

Es gibt also viel zu tun. Eine frühzeitige strategische Positionierung Norddeutschlands mit entsprechenden Technologien mit einem Netzwerk aus produzierenden und dienstleistenden Firmen und Forschungsinstitutionen wird sogar die Möglichkeit eröffnen, am sehr großen mit dem Umbau der Wärmeversorgung verbundenen Wirtschaftsmarkt zu partizipieren. 

Global ist der Wärmemarkt in der Größe und Bedeutung mit dem Mobilitätsmarkt zu vergleichen und übertrifft diesen noch in der Vielfältigkeit der Anwendungen und Nischen und besitzt damit das große Potential, bedeutende Wertschöpfung durch regionale KMU zu generieren. 

Politischer Entscheidungs- und Handlungsbedarf 

ausführliche Darstellung der einzelnen Punkte ist im Original  zu finden  hier