Berlin muss zügig sein Stromverteilnetz ausbauen und Photovoltaik-Anlagen auf die vielen Dächer installieren, um den Einsatz von Wasserstoff in der dezentralen Wärmeversorgung zu entgehen. Zu diesem Schluss kommt das Deutsche Institut für Wirtschaft (DIW) in seiner Analyse zur Berliner Wärmeversorgung.
Nach dem Heizungsgesetz steht jetzt die kommunale Wärmeplanung an. Bis 2026 muss das Land Berlin einen Fahrplan zur Zukunft des Gasverteilnetzes und der dazugehörigen Heizungen bekannt geben. Gerade beim Umbau der Wärmesysteme im urbanen Raum liegt die Lösung nicht unmittelbar auf der Hand. In Berlin beziehen 57 Prozent der Gebäude ihre Wärme dezentral aus gebäudebezogenen Heizeinheiten, also Gasetagenheizungen zum Beispiel. Eine Umstellung auf Wasserstoff sei aber für die Wärmeversorgung der Bundeshauptstadt wirtschaftlich ungünstig, so die Wirtschaftsexperten.
Aktuell setze die Stadt noch auf Erdgas in der Wärmeversorgung. Etwa 61 Prozent der Wärme in Berlin werde durch Erdgas bereitgestellt. Wärmepumpen kommen in Berlin auf fünf Prozent, Heizöl auf 18 Prozent. Fernwärme beziehen 43 Prozent der Berliner Gebäude, und die wird zur Hälfte aus Erdgas bereitgestellt. Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Fernwärme beträgt in Berlin vier Prozent.
Netze, Speicher, Photovoltaik
Das Forschungsinstitut identifiziert mehrere Knackpunkte, an denen sich die Zukunft der Wärmeversorgung in Berlin orientieren dürfte. Da wäre zum einen der Ausbau der Stromverteilnetze und zum anderen die günstige Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff sowie die hohe Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom und saisonalen Wärmespeichern. Hinzu kommt noch der Ausbau von Großwärmepumpen mit einer Leistung von 1000 Megawatt anstatt 500 Megawatt und der Ausbau von Photovoltaik auf 7,0 Gigawatt anstatt auf 3,8 Gigawatt.
Ob die Gebäude mit individueller Wärmeversorgung auf eine Wärmepumpe umrüsten können, hänge maßgeblich vom Ausbau der Verteilnetze ab. Aktuell beträgt die Verteilnetzkapazität 5,6 Gigawatt in Berlin. Über die letzten zehn Jahre kamen pro Jahr 50 Megawatt hinzu, bei diesem Ausbautempo läge die Netzkapazität bis 2050 bei sieben Gigawatt. In so einem Szenario wäre die Wärmeversorgung zahlreicher Gebäude in Berlin nur über die Zugabe von Wasserstoff in das bestehende Gasverteilnetz machbar. Das Gas würde dann in den Gasetagenheizungen verfeuert.
Die Autoren fassten die Annahmen unter zwei Szenarien zusammen und modellierten, wie sich die Wärmeversorgung für Berlin entwickeln würde. Für beiden Szenarien wird ein Kohleausstieg bis 2030 und eine 100-prozentige Reduktion der Emissionen bis 2050 angenommen. Dem Modell zufolge könnte in dem wasserstoffgünstigen Szenario etwa fünf Terawattstunden Wärme direkt in den Gebäuden über Wasserstoff bereitgestellt werden. Wärmepumpen hätten dann einen ähnlichen Anteil. Im Szenario, das einen Ausbau der Stromnetze und saisonale Wärmespeicher annimmt, werden hingegen elf Terawattstunden durch Wärmepumpen bereitgestellt. Wasserstoff spielt dann keine Rolle in der dezentralen und gebäudebezogenen Wärmeversorgung. Die Versorgung durch Fernwärme bleibt gleich bei zwölf Terawattstunden.
Weniger Wasserstoff auch in der Fernwärme
Was sich verändert, ist die Bereitstellung der Wärme für die Fernwärmenetze. In beiden Szenarien wird Abfallverbrennung immer etwa eine Terawattstunde ausmachen – synthetische Gase noch weniger. Biomasse kommt auf etwa zwei Terawattstunden, Industrieabwärme kommt auf einen sehr geringen Anteil. Unterschiede zeigen sich bei der Verstromung von Wasserstoff. Im wasserstoffgünstigen Szenario kommt die Verstromung auf fünf Terawattstunden. Großwärmepumpen tragen dann etwa drei Terawattstunden bei. Im Szenario, das einen geringen Wasserstoffeinsatz prognostiziert, kommen die Großwärmepumpen auf einen Anteil von acht Terawattstunden an der Wärme. Stromgeführte Wärmeerzeugung kommt auf eine Terawattstunde.
Die möglichen Entwicklungen der Wärmeversorgung ergeben sich aus den Berechnungen des Energiesystemmodells „Global Energy System Model“ (GENeSYS-MOD). Dieses soll sich durch ein hohes Maß an Transparenz auszeichnen, um einen kritischen Diskurs über die Ergebnisse zuzulassen, wie es in der Mitteilung heißt. „Mathematisch ist das Modell ein lineares Optimierungsprogramm, das unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Rahmenbedingungen die Kosten minimales Energiesystem ermittelt.“
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Im urbanen Raum muss der erste Schritt der Ausbau der Fernwärme sein. Bis enügend erneuerbare Energie zur Verfügung stehen müssen fossile Energieträger verbrannt werden. Mit einem Fernwärmespeicher und KWK lassen sich so wenigstens rechte effizient Erzeugungslücken bei der Stromerzeugung decken. In jedem Fall ist das besser als Erdgas oder Erdöl Zuhause oder im Auto zu verbrennen…
„bis genügend EE zur Verfuegung stehen….“ Ach ja. Woeher sollen die denn kommen Was wir für die in den letzten 20 Jahren in EE vergrabenen 1000 Millionen erreicht haben ist bekannt und selbst wenn man diese > 128GW verdreifacht, würde das nicht reichen um den aktuellen Bedarf zu decken. Den zukünftigen unter Berücksichtigung von EAuto und WP schon gar nicht.
Ausrede ist immer dieser günstige Wasserstoff, den man aus eigener überschüssiger EE erzeugen will bzw. auf dem Weltmarkt zusammenkauft. Mit den Prozessen und den Kosten beschäftigt sich niemand, es werden einfach Flasche Zahlen in den Raum gestellt, die dann sofort wiederholt werden, bis jeder dran glaubt.
Unsere WEA arbeiten mit einem Kapafaktor von Durchschnittlich 20, die PV mit 10. Das bedeutet ja nur, dass man zur Erreichung der vergleichbaren Summenleistung zu einem AKW 5 mal soviele WEA unc 10 mal so viele PV installieren müsste. Vergleichbar ist es dann immer noch nicht, weil Volantilen Energieerzeuger liefern wann sie wollen Das hat dann auch Folgen in der Herstellung von H2 aus EE, weil man die Elektrolyseure bei Einsatz von EE nur mit weniger als 50% auslasten kann Mit AKW wären es fast 100%. Der reine Produktionsprozeß ist also doppelt so teuer.
Sicher sind sonstwo die Kapazitätsfaktoren der EE besser, berücksichtigt man aber den Transport und die Bereitstellungskosten kommt man zum gleichen Ergebnis.
Wer an Heizen mit H2 glaubt sollte mal erklären, wie das bezahlt werden soll. Unter einer Verdreifachung der Kosten geht da nichts. Das gilt auch für die Rueckeandlung von H2 als Zwischenspeicher bei der Erzeugung von Strom
Da haben wir ein Problem, auf mittlere oder gar lange Sicht macht Fernwärme sehr wenig Sinn, jedenfalls nicht in der traditionellen Form. Zukünftige Wärmenetze werden eher Solar- und/oder Erdwärme transportieren und (kleine) Wärmepumpen in Haushalten versorgen.
Damit können solche Netze dann sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen genutzt werden und das Netz ist gleichzeitig der Wärmetauscher.
Verluste sind in solchen Netzen vernachlässigbar und saisonale Speicherung ist problemlos realisierbar.
Und kurzfristig bekommen wir da nichts gebacken, bis auf den Bestand.
Das heißt, die Idee hier was mit Gas zu machen, könnte zwar von Gas-Robert selbst stammen, ist aber sehr sinnfrei. Hoher Opex, kombiniert mit einem Capex, der in Rekordtempo abgeschrieben werden muss, ist nur sehr bedingt attraktiv für Investoren (außer, diese haben ihr Geld hauptsächlich in Fossilbrennstoffen gebunkert -> Sunk Cost Fallacy)
Die Berliner und jede andere Stadt/Kommune in D könnten in Dänemark lernen, wie das mit der Wärme geht. Die haben zwar schon 1973 damit angefangen und sind demzufolge 50 Jahre weiter, aber das kann man aufholen. Thema in 3sat-Nano vom 5. Dezember 23:
Industrie-Stadt Sønderborg bis 2029 klimaneutral! Klimaneutralität – das will die EU bis 2050 erreichen, Deutschland bis 2045, die dänische Stadt Sønderborg schon bis 2029. Mehr als die Hälfte des Wegs hat die von Industrie und Hochschulen geprägte 75.000-Einwohner-Stadt in den vergangenen 15 Jahren bereits geschafft. Wie gelingt den Dänen, was den Deutschen so schwerfällt?
Hier der Link zur Mediathek: https://www.3sat.de/wissen/nano/231205-sendung-pisa-studie-deutsche-schueler-so-schlecht-wie-nie-nano-100.html
Im Rahmen dieser 30-minütigen Sendung geht es von 11:33 bis 17:21 um das Procect Zero in Sønderborg:
Warum ich das so gut finde?
1. Weil die Abwärmenutzung im Zentrum steht. Das wird die Königsdisziplin der Energiewende, denn aus kommenden px2 und x2p-Prozessen wird vermutlich erheblich mehr Abwärme anfallen, als aus allen aktuellen industriellen Prozessen oder Kühltheken von Kaufhäusern wie im Beitrag.
2. Der größte Erfolg von Project Zero (ab 16:38 – 17:06): „Der größte Erfolg besteht darin, dass wir alle auf Augenhöhe miteinander sprechen, ….. “
3. Klare Ansage in Richtung Netzbetrieb (ab 17:07): „Nun sollen die drei Netze für Wärme, Strom und Gas vereint werden, um Energie untereinander austauschen zu können.“ Da fehlt mir noch das Kälte-Netz, denn das wird im Sommerhalbjahr immer wichtiger werden. Das werden die Dänen dann auch noch merken und machen 🙂