BUND Landesverband Brandenburg

Wärmewende konkret

11. Mai 2022 | BUNDzeit

Eine Fraunhofer-Studie zeigt am Beispiel Berlin, wie die Fernwärme dekarbonisiert werden kann. Fast zwei Drittel der Wärme soll aus Umwelt- und Abwärme kommen.

Läuft bis 2026 noch mit (momentan russischer) Steinkohle, danach mit Holzhackschnitzeln aus Polen: Heizkraftwerk Moabit. Foto: Sebastian Petrich

Eine Fraunhofer-Studie zeigt am Beispiel Berlin, wie die Fernwärme dekarbonisiert werden kann. Fast zwei Drittel der Wärme soll aus Umwelt- und Abwärme kommen.
41 Städte in Brandenburg und Berlin betreiben Fernwärmenetze, gegenwärtig noch ausschließlich von Kohlekraftwerken, Gaskraftwerken und Müllverbrennungsanlagen gespeist. Damit versorgt Fernwärme etwas mehr als ein Viertel der Brandenburger und rund ein Drittel der Berliner Wohnungen. Wie können diese Netze auf regenerative Energien umgestellt werden? 2021 hat der BUND zusammen mit anderen im Bündnis Kohleausstieg Berlin organisierten Verbänden dies vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE untersuchen lassen. Ergebnis: In Berlin und seinem Umland gibt es das Potenzial, ab 2035 das Fernwärmenetz treibhausgasneutral zu betreiben, rein technisch wäre es sogar ab 2030 möglich. Der Energieträgermix dieses Szenarios: 64,9 Prozent Umwelt- und Abwärme inklusive Solarthermie und Geothermie, 26,0 Prozent Strom (Wärmepumpe und Power-to-Heat), 5,7 Prozent Wasserstoff sowie 3,4 Prozent Restmüll und Altholz. Als maximale Spitzenlast nimmt die Studie 3.650 Megawatt an. Heute liegt die maximale Leistung der Berliner Heizkraftwerke bei 3389 Megawatt.

Die Potenziale der Erneuerbaren

Unter der nutzbaren Umweltwärme hat die Flusswärme das größte Wärmepotenzial. Rund 525 Megawatt könnten Wärmepumpen aus Havel, Spree, Müggelspree, Teltowkanal, Landwehrkanal und Panke ziehen. Da die Wärmepumpen das Wasser nur bei Temperaturen von über 5 °C nutzen, eignet sich die Flusswärme für die Übergangszeiten. Wärme in einer ähnlichen Größenordnung (500 Megawatt) könnte die oberflächennahe Geothermie liefern. In den Erdsonden zirkuliert ein Fluid als Träger, das Wärme zur Oberfläche bringt, wo sie Wärmepumpen auf die Temperatur der Fernwärme bringen. Die Sonden können prinzipiell überall sein: unter Grünflächen, Straßen und Gebäuden. Im Gegensatz zur oberflächennahen sind bei der bis zu fünf Kilometer unter die Oberfläche reichenden tiefen Geothermie aufwendige Probebohrungen nötig. Zwei Kilometer unter Berlin ist das ganze Jahr über mit einer Temperatur von 60 °C zu rechnen, die von Wärmepumpen auf die für das Fernwärmenetz geeignete Temperatur gebracht wird. Für die Hauptstadt und das Umland im 20-Kilometer-Radius ermittelt die Studie dafür ein Potenzial von 450 Megawatt.

Das Potenzial der Solarthermie in der Berliner Fernwärme liegt bei 350 Megawatt. Allerdings berücksichtigt die Studie hier nur größere Freiflächenanlagen, die sich zusammen auf zehn Quadratmeter belaufen. Da es diese Flächen nur am Stadtrand und im angrenzenden Brandenburg gibt, müsste das Fernwärmenetz erweitert werden – und zwar dorthin, wo es gleichzeitig relevante Abwärmequellen gibt, zum Beispiel die Elektrostahlwerke Hennigsdorf, das Zementwerk Rüdersdorf oder das Klärwerk Münchhofe. In deren Nähe sollten die Solarthermieanlagen entstehen und mit ihnen zusammen Energieparks bilden. Angesichts begrenzter Flächen konkurriert Solarthermie mit Landwirtschaft. Die Studienautor*innen schlagen vor, den Solarkollektoren gegenüber dem Anbau von Energiepflanzen den Vorzug zu geben, weil Solarthermie für den gleichen Energieertrag nur einen Bruchteil des Platzes benötigt, den Pflanzen für Biogas beanspruchen. Um die vor allem in den Sommermonaten gewonnene Wärme für die Heizsaison zu lagern, sind Erdspeicher mit einem Flächenbedarf von rund sechs Quadratkilometern nötig.

Für die Fernwärme nutzbare Abwärme liefern das Abwasser (200 Megawatt), die teilweise noch gar nicht installierten, sondern erst prognostizierten Rechenzentren (200 Megawatt) und die Industrie (150 Megawatt). Aus der Verbrennung von Altholz und Abfall rechnet die Fraunhofer-Studie mit einem Wärmebeitrag von 100 Megawatt, das entspricht einer im Jahr 2035 auf 50 Kilogramm pro Person geschrumpften Restmüllmenge. Anders als von Vattenfall und BSR geplant, ist laut Studie eine Ausweitung der Verbrennungskapazitäten weder nötig noch erstrebenswert – vielmehr würden Pläne für mehr Müllverbrennung zur Wärmeversorgung dem Ziel der Abfallvermeidung widersprechen. Insgesamt 500 Megawatt überschüssigen Strom von Windrädern und Photovoltaikanlagen wandeln Power-to-Heat-Anlagen in Wärme um. Sie reagieren auf die Fluktuation der Erneuerbaren und stabilisieren damit das Stromnetz. Vattenfall betreibt in Berlin bereits eine Power-to-Heat-Anlage, die aus drei Elektrokesseln besteht, die wiederum mit insgesamt 22.000 Liter Wasser gefüllt sind. Zur Deckung der Wärmespitzenlast rechnet die Studie zudem mit Wasserstoffheizwerken mit einer Leistung von 2.000 Megawatt, die aber nur dann genutzt werden, wenn alle anderen Wärmepotenziale ausgeschöpft sind.

Die politische Umsetzung

Damit dieses fossilfreie Fernwärmeszenario Wirklichkeit wird, muss Berlin nicht nur Kohle, sondern auch Erdgas bis spätestens 2035 aus der Fernwärme verbannen. Bislang setzt die rot-grün-rote Landesregierung noch auf Gas. Eine von der Senatsumweltverwaltung und dem Fernwärmenetzbesitzer Vattenfall gemeinsam beauftragte Machbarkeitsstudie sieht für die Berliner Fernwärme zwischen 2030 und 2040 einen Mix aus 66 Prozent Erdgas, 18 Prozent Restmüll/Altholz, 12,2 Prozent Strom/Wasserstoff und gerade einmal 1,8 Prozent Umweltwärme/Abwärme vor. Damit würde Berlin seine Klimaziele klar verfehlen.

Der Gasausstieg bei der Fernwärme allein reicht noch nicht. Denn wer investiert in den Ausbau der Erneuerbaren? Private Unternehmen wie Vattenfall können nicht dazu gezwungen werden. Aber Berlin hat mit seinem Stadtwerk ein für diese Aufgabe gut geeignetes kommunales Unternehmen. Sollte Vattenfall wenig Interesse an der Dekarbonisierung zeigen, so wäre die Rekommunalisierung des Fernwärmenetzes eine logische Konsequenz, gehört die Wärmeversorgung doch zur Daseinsfürsorge. Außerdem müssen in den Bebauungsplänen alle potenziellen Abwärmequellen berücksichtigt und ein Anschluss an das Fernwärmenetz geprüft werden. Und schließlich braucht Berlin ein Wärmekataster, um zu klären, welche Quartiere an die Fernwärme angeschlossen werden sollen und wo Niedrigtemperaturnetze sinnvoll sind. Unabhängig vom Umgang mit der Fernwärme muss Berlin – ebenso wie alle anderen Kommunen – die Sanierungsrate deutlich steigern. Denn bislang bekommen jährlich nur 0,8 Prozent aller Gebäude eine bessere Dämmung und eine neue Heiztechnik.

Zur Fraunhofer-Studie

Dieser Artikel erschien in der BUNDzeit 2022-2. Mehr zum Schwerpunktthema „Wärmewende“:
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