Schon in Blog 8 und Blog 25 wurde betont, dass der Wärmebereich in Krefeld der größte Treibhausgasemittent ist und deshalb die Wärmeplanung so wichtig ist. Derzeit wird auf Bundesebene über das Wärmeplanungsgesetz gestritten. Einige Bundesländer haben schon diesbezügliche Gesetze (z.B. Baden-Württemberg). Auch in NRW gehen einige Städte schon voraus und beginnen mit der Wärmeplanung. Erfreulicherweise ist auch Krefeld darunter. Die Haushaltsmittel dafür sind bewilligt, der Antrag auf Bundesförderung ist gestellt. Die Ausschreibung für die Erstellung erfolgt in diesen Tagen.

Gibt es schon Vorbilder?

Mehrere Städte haben die Wärmepläne schon fertig. München z.B. hat bereits am 6.10.2021 einen Wärmeplan veröffentlicht mit dem Neutralitätsziel 2035 (https://stadt.muenchen.de/dam/jcr:37abd6b3-1684-4853-8b5a-2c9ff0313fbc/Klimaneutrale-Waerme-Muenchen.pdf ). Da er von den beauftragten Gutachtern (FFE GmbH und Öko-Institut e.V.) sehr ausführlich (282 Seiten) und systematisch erstellt wurde, soll er hier beispielhaft vorgestellt werden.

Wie wurde der Wärmeplan in München erarbeitet?

Zunächst wird als Zielwert eine maximale Treibhausgas-Restemission des Wärmebereiches von 0,06 t CO_2äq je Einwohner festgelegt. Dann wird jeweils recht ausführlich die Strategien vergleichbarer Städte(Hamburg, Wien, Zürich, Kopenhagen) dargestellt und die Relevanz von Erfolgsfaktoren für die Stadt München betrachtet.

Anschließend erfolgt eine Analyse der Wärmebedarfe Münchens. Der Datenbestand vorhandener Quellen wird abgeglichen, anzusetzende Zahlen für Neubauten (Anzahl, Wärmestandard etc.) diskutiert.

Sodann wird die Abgrenzung dreier verschiedener Gebiete angestrebt: 1) Fernwärme-Verdichtungsgebiete, 2) Fernwärme-Erweiterungsgebiete, 3) dezentral zu versorgende Gebiete. Die Verdichtungsgebiete sind bekannt (existierendes Netz). Für die Abgrenzung der Erweiterungsgebiete ist zunächst langfristiger Bedarf und die Wärmebelegungsdichte (Wärmemenge pro verbauter Wärmetrasse) maßgeblich. Des Weiteren erreichbare Erlöse, Ausbaukosten (Trasse, Anschlüsse), Wärmegestehungskosten, Vorhandensein klimaneutraler Wärmequellen und weitere Faktoren. In einem Raster von 250x250 m wird sodann die Fernwärme-Erweiterungsgebiete auf der Karte markiert. Übrig bleiben die dezentralen Gebiete.

Anschließend werden der Reihe nach die in München vorhandenen Wärmepotentiale analysiert. Nach einigen Grundsatzüberlegungen werden folgende Wärmequellen in ihrer räumlichen und zeitlichen Verfügbarkeit, ihrer Verlässlichkeit und ihre Stärken, Einschränkungen und Effekten betrachtet: Tiefe Geothermie, Biomasse, Wärmepumpen, Emissionsarme Gase (Wasserstoff u.a.), Solarthermie, Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, Industrielle und gewerbliche Abwärme sowie Abwärme aus Klärschlammverbrennung, Abwasserkanälen, Tunneln.

Nächster Schritt ist die Festlegung relevanter dezentraler Lösungen (nicht-Fernwärme-Gebiete). Vorausgeschickt wird, dass sich der Anschluss von Ein- und Zweifamilienhäusern an die Fernwärme i.d.R. nicht lohnt. Für diese müssen also generell dezentrale Lösungen gefunden werden. Analyse mehrerer Studien zeigt, dass Sanierung, Wärmerückgewinnung, Solarthermie und Wärmepumpen die günstigsten CO₂-Verminderungskosten versprechen (neben Biomasse, die aber anderweitig dringender benötigt wird). Damit bleibt als Wärmquelle hauptsächlich die Wärmepumpe, da Solarthermie zwar bei hohem Warmwasserbedarf sinnvoll ist, aber allein nicht ausreicht.

Als nächstes wird die Perspektiven für die Fernwärme dargestellt: Dazu gehören „technische Maßnahmen“ wie Temperaturabsenkung (Hin- und Rücklauf), Dampfnetzumstellung, Speicher (auch saisonal), Wärmeeinspeisung Dritter, Digitalisierung. Vor allem aber Transformation hin zu klimaneutraler Fernwärmeerzeugung (Schwerpunkt in München: Tiefen-Geothermie).

Schließlich werden Kompensationsmaßnahmen diskutiert, falls eine ausreichende Senkung der Treibhausgasemissionen bis 2035 nicht möglich sei.

Ausführliche Kostenanalyse

In der Folge werden sehr ausführlich die Kosten (inkl. zukünftiger Entwicklung) aller Maßnahmen analysiert und verglichen. Einige Voraussetzungen werden diskutiert, z.B. die beträchtliche Steigerung der CO₂-Emissionsbepreisung, die Entwicklung der Strompreise und des Stromverbrauches sowie der Gas-, Öl- und Wasserstoffpreise und der Netzentgelte. Daraus abgeleitet wird die Kostenentwicklung für Einzelverbraucher und für den Fernwärmepreis abgeschätzt sowie die Wärmebereitstellungskosten, Heizsystemtauschraten, verschiedene Wärmesysteme und die Kosten für Verdichtung und Erweiterung der Fernwärme betrachtet.

Schließlich wird auch die Wärmeverbrauchsseite analysiert: Wärmedämmung sei zwar im Vergleich mit anderen Maßnahmen (z.B. Heizungsersatz) teurer, sei jedoch für die Effizienz klimaneutraler Wärmequellen eine wichtige Voraussetzung. Wegen des Neutralitätszieles 2035 werden ambitionierte Sanierungsraten (rund 2,7% pro Jahr) für notwendig gehalten. Dennoch könnte rechnerisch bis 2035 nur maximal ca. ein Viertel der Häuser saniert werden. Bezüglich der Sanierungstiefe wird empfohlen, in Fernwärmegebieten die im restlichen Stadtgebiet angenommene Verschärfung auf die Sanierungsstandards KFW 55 und KFW 40 nicht durchgehend anzuwenden; entsprechend gibt es am Ende unterschiedliche empfohlene Sanierungstiefen für verschiedene Gebäude. Bei der folgenden Kostenrechnung werden ohnehin notwendige Kosten für Modernisierungen (die alle 40 Jahre rechnerisch stattfinden) ausgeklammert. Es folgt eine Priorisierung: Denkmalgeschützte Gebäude (in München 20%) sollen nachrangig saniert werden, da bei anderen Gebäuden höhere Einsparungen möglich sind. Da rechnerisch bis 2050 nur 60% der Gebäude saniert werden können, bleiben weitere 20%, die nachrangig saniert werden müssen. Da wegen der überwiegenden Wärmepumpenlösungen in dezentralen Gebieten mehr Effizienzgewinne möglich sind, sollten die nicht prioritär zu sanierenden Gebäude im Fernwärme-Verdichtungsgebiet liegen.

Zukunftsszenarien

Aufgrund der ermittelten Daten werden dann zwei Zukunftsszenarien („Fokus Fernwärme“ und „Fokus dezentral“) entwickelt mit den Vorschlägen für Maßnahmen und den zu erwartenden Kosten. Bei beiden Szenarien sinkt der Gesamtwärmebedarf bis 2035 um 16% (bis 2050 um 34%) auf 9,3 TWh. Davon werden 2035 im Szenario „Fernwärme“ 5,1 TWh (75%) durch Fernwärme und 1,3 TWh durch dezentrale Wärmepumpen bereitgestellt (im „dezentralen“ Szenario 4,6 TWh und 1,6 TWh).

Der Beitrag von (blauem) Wasserstoff im Wärmesektor wird für 2035 mit ca. 12% „Fokus dezentral“) bzw. 2% („Fokus Fernwärme“) angenommen. Beträchtlich sei hingegen der Anstieg des Strombedarfes im Wärmesektor.

Aber: Der CO₂-Ausstoß von 0,06 t CO₂/Kopf wird 2035 deutlich verfehlt, 2050 aber erreicht. Der entscheidende Faktor für die Verfehlung in 2035 ist die begrenzte Geschwindigkeit der Transformation speziell in Gebieten mit dezentraler Wärmeerzeugung. Auch die Müllverbrennung bildet einen Emissionssockel (etwa in Höhe des Zielwertes), der die Erreichung des Zieles schwer macht. Entsprechende Kompensationen der CO₂-Restmenge werden teuer, können aber, was den Müllanteil angeht, evtl. auf die Abfallgebühren aufgeschlagen werden.

Kostensummen - niedriger als in Krefeld?

Um die Klimaneutralitätsziele zu erreichen sind in beiden Szenarien hohe zusätzliche Investitionen (jeweils 2021-2035/2026-2050) in Sanierung (ca. 0,8/2,4 Mrd. €), Heizungstausch (1,2/1,4 Mrd. €) und Fernwärme (0,8-1,7/0,2-0,4 Mrd. €) notwendig. Diese fallen bei verschiedenen Akteuren an. Es stehen aber Einsparungen über die Lebensdauer der Anlagen/Investitionen an, die die Mehrinvestitionen in vielen Fällen überkompensieren. Knapp die Hälfte der notwendigen Investitionen wird durch Fördermittel des Bundes bestritten.

Im Vergleich mit einem „Referenzszenario“ ohne umfassende Maßnahmen zur Verdichtung und Erweiterung der Fernwärme und ohne forcierte Sanierung und Heizsystemumstellung verbleibt nach Abzug der Fördermittel ein Rest-Investitionsbedarf von 3,8 Mrd. € im Szenario „dezentral“ bzw. 4,4 Mrd. € im Szenario „Fernwärme“ (die Differenz gleicht sich bei den Betriebskosten wieder aus). 

In München lohnt es sich!!

Zitate: „In den Jahren 2025, 2030 und 2035 gleichen sich zusätzliche Investitionen und Einsparungen in den zielorientierten Szenarien gegenüber der Referenz in etwa aus. Ab dem Jahr 2040 dominieren die Netto-Einsparungen....mit steigender Tendenz“ (z.B. 12 € pro Kopf und Monat im Jahr 2050). „Insgesamt lässt sich also festhalten, dass beide zielorientierten Szenarien gegenüber der Referenz aus der Sicht der „Mini-Volkswirtschaft München“ in Summe und insbesondere ab dem Jahr 2040 lohnenswert sind“.

Bei isolierter Betrachtung der Stadtwerke München wird die Bilanz allerdings vorwiegend durch hohe Wasserstoffkosten belastet, die nur durch zusätzliche Förderungen wirtschaftlich darstellbar wären.

Bei Betrachtung speziell der Nutzenden von Gebäuden, die Investitionen von 3,6 Mrd. € („dezentral“) bzw. 3,2 Mrd. € („Fernwärme“) tragen müssen, ergibt sich, bei angenommener etwa hälftiger Bundesförderung und dem prognostizierten Kostenanstieg fossiler Energieträger, durchweg eine Entlastung gegenüber dem Referenzszenario. Allerdings verteilt sich der Nutzen nicht generell motivierend für Vermieter. Dazu würden derzeit auf Bundesebene noch geeignete Anreizmodelle überlegt (z.B. Umlage CO₂-Preis etc.). Für Mietersind eher deutliche Ersparnisse zu erwarten (durch Wärmpumpeneinbau stärker noch als durch Fernwärme).

Was bedeutet das für Krefeld?

Das insgesamt lohnenswerte Ergebnis für München ist auch für die Wärmeplanung in Krefeld motivierend. Insbesondere die detaillierteren finanziellen Analysen in München legen nahe, dass z.B. der Investitionsbedarf (v.a. für Sanierungen) in Krefeld bei genauerer Analyse nicht so hoch sein wird, wie die ersten (siehe Blog 35) sehr groben Schätzungen im Gutachten „KrefeldKlimaNeutral 2035“ vermuten ließen (z.B. weil dort pauschal mit 100% der gesamten Gebäudefläche gerechnet wurde). Bei detaillierterer Rechnung und Einbeziehung der Rahmenbedingungen (CO2-Preis, Fördermittel, Referenzszenario) werden sich vielleicht auch viel deutlichere Ersparnisse ergeben und damit ein wirtschaftlich lohnendes Ergebnis auch für Krefeld bestätigt werden können.

Die „Weltrettung“ durch die Einhaltung der Klimaziele und der Gewinn durch regionale Wertschöpfung kommen dann „als Bonus“ noch obendrauf!

(PS: Die Länge dieses Blogbeitrags bitte ich zu entschuldigen. Es sollte die Breite des Themas beleuchtet werden. Die nächsten Beiträge werden kürzer – versprochen!)