Berliner Wärme braucht Netzausbau und sieben Gigawatt Photovoltaik

Berlin, Alexanderplatz

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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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