Der ländliche Raum stellt eine besondere Herausforderung für die Wärmewende dar. Während in den Städten auf einen deutlichen Ausbau der Fernwärme gesetzt wird, findet regenerative Nahwärmenetze in ländlichen Siedlungen bisher zu wenig Berücksichtigung in den Studien für die Wärmewende. Hier setzt das Projekt ruralHeat an. Das Projektziel ist zum einen die wissenschaftliche Begleitung von Planung und Umsetzung der solaren Nahwärme in Bracht und Rüdigheim sowie zum anderen die Übertragbarkeit auf andere ländliche Siedlungen. Die Innovation in Bracht und Rüdigheim liegt darin, dass über 70% des Wärmebedarfs durch Solarwärme in Verbindung mit einem saisonalen Wärmespeicher gedeckt wird. Somit ist die Solarthermie nicht mehr ein 'fuel saver', sondern der Hauptwärmeerzeuger. Komplettiert wird das System mit einer Großwärmepumpe zur Speicherentladung und zwei Holzkesseln für die Spitzenlast. Das 100% regenerative Nahwärmekonzept ist zudem günstiger und wesentlich schneller umsetzbar als Maßnahmen an Einzelgebäuden (energetische Sanierung, Umstellung der Heizung). Die wissenschaftliche Begleitung unterstützt die beiden Bürgergenossenschaften bei Planung und Bau durch Simulationen zum Betrieb und Regelung der komplexen Anlage. Die Ergebnisse aus den beiden Demonstrationsanlagen sollen anhand von 10 Fallstudien auf die Übertragbarkeit auf andere ländliche Gebiete geprüft werden. Hierbei werden auch weitere technologische und energiewirtschaftliche Konzepte für 100% erneuerbare Nahwärmelösungen betrachtet und verglichen. Aus den Erkenntnissen wird ein webbasiertes Vorauslegungstool entwickelt, dass interessierten Kommunen oder Bürgerinitiativen bereits im frühen Stadium (d.h. mit wenig Inputdaten) eine Vorauswahl möglicher Nahwärmelösungen auf Basis erneuerbarer Wärme ermöglicht. Das Ziel des Vorauslegungstools ist somit eine Lenkungswirkung hin zur EE-Wärme und eine Hilfestellung für Kommunen, um den Aufwand für die Betrachtung möglicher Varianten zu reduzieren.
Die zweite Erneuerbare Energien-Richtlinie (EU) 2018/2001 („RED II“) verpflichtet EU-Mitgliedstaaten, Herkunftsnachweis-Systeme (HKN) von Strom auf erneuerbare Gase (wie Wasserstoff und Biomethan) sowie Wärme und Kälte auszuweiten. Dies schafft eine transparente, rechtssichere Grundlage für die Handelbarkeit und Vermarktung grüner Energieprodukte. Die Forschungsarbeit analysiert die marktlichen und rechtlichen Interdependenzen der neuen Register. Die Hauptaufgabe beim Aufbau des neuen HKN-Registers für Gase ist eine effiziente Einbettung in die bereits etablierte nationale Registerlandschaft. Diese Harmonisierung ist entscheidend, um eine Doppelvermarktung von erneuerbarem Gas zu verhindern und somit die Glaubwürdigkeit sämtlicher Nachweissysteme dauerhaft zu gewährleisten. Anwendungsfälle bilden die kommende Gaskennzeichnung, die Nachweisführung bei internationalen Wasserstoff-Importen sowie die Klimaberichterstattung. Um die Komplexität des Handels von strombasiertem Gas (das einen parallelen Nachweis im Stromregister erfordert) effizient zu lösen, schlagen die Forschenden eine Registerportal-Architektur vor. Ziel dieser Plattform ist es, mehrere logische Register (HKNR für Gase, Wärme/Kälte etc.) administrativ zusammenzufassen, um Synergien zu nutzen und dennoch den spezifischen Anforderungen jedes Geschäftskontextes gerecht zu werden.
Die Rolle von Wärmespeichern, ihre Potenziale und ihr Nutzen im zukünftigen Berliner Wärmeversorgungssystem wurden in 2024 durch das Reiner Lemoine Institut (RLI), das Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (ikem) und das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) im Auftrag der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt (SenMVKU) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Wärmespeicher ein wichtiges Element in der klimaneutralen Wärmeversorgung in Berlin sind. Sie können die Effizienz des Energiesystems steigern, den Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmeerzeugung erhöhen, die Stromnetze entlasten und die Abhängigkeit von importierten Energieträgern verringern. Die Potenzialerhebung unterscheidet dabei mehrere Anwendungsfälle für Wärmespeicher in Berlin, für die der Nutzen und das Potenzial von Wärmespeichern ermittelt wurde: Langzeit- und Kurzzeitwärmespeicher in den großen Berliner Fernwärmenetzen, Wärmespeicher als Element von neuen Wärmenetzen auf Quartiersebene und dezentrale Wärmespeicher in Gebäuden. Für das Berliner Fernwärmeverbundnetz der BEW Berliner Energie und Wärme zeigt eine Beispielrechnung: Bei einer Leistung von 700 MW an erneuerbarer Wärme und Abwärme könnten saisonale Wärmespeicher, z.B. Aquiferspeicher, mit einer theoretischen Speicherkapazität von 1.200 GWh dazu beitragen, diese Potenziale an erneuerbarer Wärme und Abwärme vollständig zu nutzen. Dies würde den Anteil an erneuerbaren Energien und Abwärme in der Wärmeerzeugung des Verbundnetzes über ein Jahr betrachtet um ca. 12 Prozent steigern. Restriktionen lassen eher eine Speicherkapazität von etwa einem Drittel bis zu der Hälfte dieses Wertes realistisch erscheinen, da geeignete Standorte für Aquiferspeicher gefunden, erschlossen und enorme Investitionen getätigt müssen. Kurzzeitwärmespeicher, z.B. Behälterspeicher, sind bereits heute an einigen Standorten in Berlin im Einsatz. Sie erlauben eine flexible Fahrweise von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, Power-to-Heat-Anlagen bzw. Elektroheizern und Wärmepumpen. Sie können das Stromnetz stabilisieren und Lastspitzen abfedern. In neuen Wärmenetzen auf Quartiersebene können Aquiferwärmespeicher zukünftig ebenfalls eine wichtige Rolle spielen. Typische urbane Wärmequellen für neue Wärmenetze sind Rechenzentren, Abwasserwärme, Flusswasserwärme und industrielle Abwärme, die ganzjährig anfallen und im Sommer häufig einen Überschuss an Wärme aufweisen. Wärmespeicher können hier zu einer vollständigen Nutzbarmachung der Wärmequellen beitragen. Zudem können sie das Stromnetz entlasten und bei zukünftig steigenden Energiepreisen die verbrauchsgebundenen Kosten senken. Somit gewinnen sie zukünftig an Bedeutung und können perspektivisch auch wirtschaftlich vorteilhaft sein. Oberirdische Wärmespeicher wie Behälterspeicher oder auch Erdbeckenspeicher stoßen im urbanen Raum mit seiner geringen Flächenverfügbarkeit schnell an Grenzen. Unterirdische Speicher, vor allem Aquiferwärmespeicher, sind wegen ihres geringen oberirdischen Flächenbedarfs besonders für Berlin geeignet. Allerdings fehlen noch flächendeckende Kenntnisse über die geologischen Bedingungen des Berliner Untergrunds und somit auch über dessen Eignung für die saisonale Wärmespeicherung. Vielversprechende Aquifersysteme werden in den Horizonten oberer Hettang, unterer Sinemur, Obersinemur und Oberer Pliensbach erwartet, wobei genaue Kenntnisse zur Lage und Mächtigkeit geeigneter Schichten derzeit nur punktuell vorliegen. Die vom Senat beschlossene Roadmap Geothermie soll diese Wissenslücken schließen. Neben dem Schließen von Wissenslücken werden weitere Maßnahmen empfohlen, um das Potenzial von Wärmespeichern besser ausschöpfen zu können. Hierzu zählen u.a. die Optimierung und Verstetigung der betroffenen Verwaltungsprozesse sowie eine Schärfung des ihnen zugrundeliegenden Verwaltungsrechts. In weiteren Maßnahmenvorschlägen wurden mehrere Informationsmaterialien für unterschiedliche Interessensgruppen, ein Umsetzungsprojekt und ein wissenschaftliches Gutachten vorgeschlagen.
Thüringen hat das Ziel, den Anteil zukunftssicherer, erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch bis 2020 auf 30 Prozent zu steigern. Um eine Doppelstrategie aus mehr erneuerbare Wärme und weniger Wärmebedarf umzusetzen, sollten landesrechtliche Regelungen und Fördermaßnahmen erarbeitet werden, die auf eine Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung der Bestandsgebäude im Freistaat Thüringen und eine Steigerung der Energieeffizienz abzielen. Als Grundlage dafür erarbeitete Ecofys eine Gebäudestudie, die folgende Informationen umfasst: - Energetischer Ist-Zustand der bestehenden Gebäude (Energieeffizienz, Einsatz erneuerbarer Energien), diesbezügliche Entwicklungen seit 1990 sowie deren Zusammenhang mit den jeweiligen Wärmeschutzvorschriften. - Auswirkung des EEWärmeG des Bundes auf Energieeffizienz und Anteil erneuerbarer Wärme an Neubauten. - Handlungsempfehlungen zur Steigerung des Anteils erneuerbar erzeugter Wärme. Die Handlungsempfehlungen wurden gemeinsam von Ecofys und dem Hamburg Institut erarbeitet.
Umweltwärme und Wärmepumpen Abwärme Solarthermie Photovoltaisch-Thermische (PVT) Module Oberflächennahe Geothermie Eisspeicher Biomasse Biogas / Bio-Methan Die neuen Generationen von Wärmenetzen ermöglichen es, Wärme aus der Umgebung für die Versorgung von Gebäuden nutzbar zu machen, die für konventionelle Wärmenetze der älteren Generationen nicht erschlossen werden konnte. Schlüsseltechnologie, um diese Wärmequellen zu nutzen, ist die Wärmepumpe. Das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ähnelt einem Kühlschrank, nur, dass der thermodynamische Kreisprozess in die umgekehrte Richtung läuft. Während im Kühlschrank die Wärme aus dem Inneren abgeführt und an die Umgebung übertragen wird, entzieht die Wärmepumpe einer Wärmequelle Energie und hebt diese, angetrieben meist durch Elektrizität, auf ein höheres Temperaturniveau, sodass sie zum Heizen genutzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert und einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft. Die wesentlichen Komponenten einer Wärmepumpe sind Verdampfer, Verdichter, Kondensator und Drosselventil. Der Verdampfer ist ein Wärmeübertrager, in dem die Wärme der externen Wärmequelle an das Kältemittel in der Wärmepumpe übergeht, wodurch dieses verdampft. Durch den Verdichter wird der Druck des nun gasförmigen Kältemittels erhöht. Dadurch kommt es auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Kältemittels. Diese muss oberhalb der zu erreichenden Heiztemperatur liegen, damit es im Kondensator, einem weiteren Wärmeübertrager, zur Abgabe der Wärme an das Heizwasser kommt. Durch die Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel im Kondensator und liegt wieder flüssig vor. Der Kondensator wird daher auch oft als Verflüssiger bezeichnet. Das Drosselventil reduziert den Druck des Kältemittels, wodurch die Temperatur weiter abfällt und der Kreisprozess mit Wiedereintritt in den Verdampfer von vorn beginnen kann. Zu den möglichen Wärmequellen zählen unter anderem Außenluft, Oberflächengewässer und Grundwasser sowie die oberen Schichten des Erdreichs (oberflächennahe Geothermie). Entsprechend kommen folgende Wärmepumpen-Typen zum Einsatz: Luft-Wasser-WP; Außenluft oder Abluft einer technischen Anlage Sole-Wasser-WP; Erdkollektoren und -sonden, PVT, Eisspeicher, etc Wasser-Wasser-WP; Grundwasser, Flusswasser, Abwasser, Kühlwasser Weiterführende Informationen Umweltbundesamt Bundesverband Wärmepumpe zur grundlegenden Funktionsweise von Wärmepumpen Bundesverband Wärmepumpe zur Rolle von Wärmepumpen in Nah- und Fernwärmenetzen Abwärme ist Wärme, die als Nebenprodukt in einem Prozess entsteht, dessen Hauptziel die Erzeugung eines Produktes, die Erbringung einer Dienstleistung oder eine Energieumwandlung ist, und ungenutzt an die Umwelt abgeführt werden müsste . Kann die Abwärme nicht durch eine Optimierung der Prozesse, bei denen sie entsteht, vermieden werden, wird sie als unvermeidbare Abwärme bezeichnet. Aus Effizienzgründen sollte eine hierarchisierte Verwendung mit Abwärme angestrebt werden: 1. Verfahrensoptimierung/ Vermeidung, 2. prozess- bzw. anlageninterne Nutzung, 3. betriebsinterne Nutzung, 4. außerbetriebliche Nutzung. Je nach Temperaturniveau der Abwärme lässt sie sich für unterschiedliche Zwecke nutzen. Abwärme kann bei ausreichend hohen Temperaturen direkt in Fern- und Nahwärmenetze eingespeist werden oder über Wärmepumpen auf das benötigte Temperaturniveau angehoben werden. Bei niedrigen Temperaturen ist die Nutzung in LowEx- oder teilweise auch kalten Nahwärmenetzen möglich. Unvermeidbare und damit extern nutzbare Abwärme fällt typischerweise in Industrieprozessen an. Aber auch die Abwärme von Kälteanlagen, die beispielsweise zur Kühlung von Rechenzentren oder großer Büro- und anderer Nichtwohngebäude genutzt werden, lässt sich sinnvoll in Wärmenetzen nutzen. Abwasserwärme ist eine weitere übliche Abwärmequelle in urbanen Gebieten, die ganzjährig eine Temperatur zwischen etwa 12 °C und 20 °C aufweist. Sie eignet sich daher besonders für die Nutzung als Wärmequelle für Wärmepumpen oder in kalten Netzen. Eine Herausforderung bei der Nutzung von unvermeidbarer Abwärme können Schwankungen im Wärmeangebot sein. So fällt Abwärme von Kälteanlagen zur Büroklimatisierung hauptsächlich im Sommer an und auch Abwärme aus Industrieprozessen kann z.B. bedingt durch Produktionszyklen volatil sein. Hier ist in der Detailplanung des Nahwärmenetzes darauf zu achten, dass ein unregelmäßiges Abwärmeangebot durch entsprechende Speicher oder andere, regenerative Quellen ausgeglichen werden kann. Weiterführende Informationen Informationen rund um Abwasserwärme der Berliner Wasserbetriebe Analyse zum Abwärmepotenzial der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt Die Einstrahlung der Sonne kann zur direkten Erwärmung eines Wärmeträgermediums genutzt werden. Diese Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie über Kollektoren wird Solarthermie genannt. Dabei kommen hauptsächlich Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren zum Einsatz. Bei Flachkollektoren sind Kupferrohre in eine verglaste Absorberebene eingelassen. Vakuumröhrenkollektoren zeichnen sich durch einzelne, parallele und vakuumierte Glasröhren aus, in denen das Heizrohr mit Absorber verläuft. In den Kollektoren strömt in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, auch Sole, Solarflüssigkeit oder Wärmeträgerflüssigkeit genannt. Das beigemischte Glykol dient als Frostschutz, um bei geringer Einstrahlung und Außentemperatur ein Einfrieren im Winter zu verhindern. Mit Vakuumröhrenkollektoren können höhere Temperaturen und damit höhere Erträge pro Kollektorfläche erzielt werden. Besondere Bauformen besitzen auch Parabolspiegel, die das Sonnenlicht stärker auf die Absorber konzentrieren. Auch Systeme, die Wasser statt Sole führen, werden eingesetzt. Der Vorteil besteht in der höheren Wärmekapazität von Wasser gegenüber Sole, wodurch höhere Erträge und Temperaturen erzielt werden können. In wasserführenden Systemen findet im Winter bei fehlender Einstrahlung in regelmäßigen Abständen eine Zwangsumwälzung des Wassers statt, wodurch ein Einfrieren des Wärmeträgermediums in den Rohren vermieden wird. Mit einem Jahresertrag pro benötigte Grundfläche von 150 kWhth/(m²*a), ist die durchschnittliche Flächeneffizienz von ST-Anlagen beispielsweise um den Faktor 30 höher als die von Biomasseheizwerken bei der Verwendung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen. In den letzten Jahren werden Solarthermie-Projekte zur Einspeisung in großstädtische Wärmenetze verstärkt umgesetzt. Bei der Einbindung von Solarthermischen Anlagen in Wärmenetze bietet sich sowohl die zentrale als auch die dezentrale Variante an. Zentrale Systeme speisen am Standort des Hauptwärmeerzeugers oft in einen vorhandenen Wärmespeicher ein. Dazu wird die Wärme von der Anlage über ein separates Rohrsystem zu der Heizzentrale geführt. Zu beachten: Im Sommer kann eine solarthermische Anlage die Deckung der gesamten Wärmelast übernehmen und je nach Auslegung auch einen Wärmespeicher füllen. Im Winter wird in der Regel ein weiterer Wärmeerzeuger eingesetzt, da Leistung und Wärmemenge aus der Solaranlage oft nicht ausreichen. Die Solarthermie kann in Wärmenetzen in Konkurrenz zu Grundlastquellen oder -Erzeugern stehen, z.B. Abwärme, Biomasse oder Blockheizkraftwerk (BHKW) und so den Bedarf an nötigem Wärmespeichervolumen erhöhen Eine Nutzung als Wärmequelle in kalten Netzen gestaltet sich schwierig, da die Sommertemperaturen zu hoch sind Weiterführende Informationen Solarthermie Wärmenetze PVT-Kollektoren sind ein Spezialfall der Sonnenenergienutzung. Sie kombinieren Photovoltaikzellen und solarthermische Kollektoren, um so Wärme und Strom in einem Modul zu erzeugen. Die verfügbare Dachfläche wird so optimal ausgenutzt. Die Kollektoren bestehen aus einem PV-Modul und einem rückseitig montiertem Wärmeübertrager. Dadurch, dass zeitgleich zur Stromerzeugung Wärme abgeführt wird, entsteht ein Kühleffekt, der zu einem höheren Stromertrag führt, da die Effizienz von PV-Modulen temperaturabhängig ist. PVT-Module gibt es in mehreren Varianten, die sich vor allem durch das Temperaturniveau der erzeugten Wärme unterscheiden. Für die Erzeugung hoher Temperaturen wird der Wärmeübertrager vollständig mit Wärmedämmung eingehaust. Dadurch geht jedoch der stromertragssteigernde Kühleffekt an den PV-Zellen verloren, sodass diese Module vor allem zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt werden. Als Wärmequelle für Wärmepumpen in Nahwärmenetzen eignen sich daher vor allem ungedämmte sogenannte unabgedeckte PVT-Kollektoren, bei denen die Rohre des Wärmeübertragers mit zusätzlichen Leitblechen für einen Wärmeübergang aus der Luft optimiert sind. Diese liefern ganzjährig Energie, die beispielsweise direkt in ein kaltes Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Weiterführende Informationen Informationen zu PVT-Modulen und Wärmepumpen im Rahmen des Forschungsprojektes integraTE Verwendung von PVT-Modulen im degewo Zukunftshaus In den oberen Erdschichten folgt die Bodentemperatur der Außenlufttemperatur. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur an und ist ab ca. 15 m unter Gelände Oberkante nahezu konstant. Die Wärme aus dem Erdreich kann über verschiedene horizontale und vertikale Erdwärmeübertrager oder auch Grundwasserbrunnen gewonnen und als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt werden. Horizontale Erdwärmeübertrager werden Erdkollektoren genannt. Es handelt sich hierbei um Rohrregister, üblicherweise aus Kunststoff, die horizontal oder schräg, spiral-, schrauben- oder schneckenförmig in den oberen fünf Metern des Untergrundes verlegt werden. Bei der häufigsten Nutzung der Erdwärme werden Erdsonden – meist Doppel-U-Rohrleitungen in vertikalen Tiefenbohrungen bis 100 m verwendet. Ab Tiefen über 100 m gilt Bergbaurecht, womit komplexere Genehmigungsverfahren verbunden sind, die eine Nutzung in kleinen, dezentralen Netzen in der Regel ausschließen. Perspektivisch wird durch das 4. Bürokratieentlastungsgesetz voraussichtlich die oberflächennahe Geothermie bis 400 m nicht mehr unter das Bergrecht fallen. Es können mehrere Sonden zu einer Anlage vereint werden. Hierbei ist durch einen ausreichenden Abstand der Sonden untereinander eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Auch zu benachbarten Grundstücken muss ein entsprechender Abstand gewahrt bleiben. In Erdwärmeübertragern wird ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, verwendet, da die Temperatur der Sole auch unter 0 °C fallen kann. Aufgrund des Einsatz Wassergefährdender Stoffe und weil der Eingriff in den Wärmehaushalt nach geltendem Recht eine Gewässernutzung darstellt, ist für Erdwärmesonden im Allgemeinen und Erdwärmekollektoren, die weniger als 1 m über dem höchsten Grundwasserstand verlegt werden, in Berlin eine wasserbehördliche Erlaubnis erforderlich. Als Alternative zu Erdsondenanlagen kommen bei größeren Anlagen auch Grundwasserbrunnen in Frage, bei denen über zwei Bohrungen die im Grundwasser enthaltene Wärme genutzt wird. Dabei dient eine Bohrung der Entnahme und eine weitere der Rückspeisung des entnommenen Wassers. Die Eignung des örtlichen Grundwasserleiters für eine Wärmeanwendung muss im konkreten Einzelfall geprüft werden. Für eng bebaute Gebiete eignet sich auch ein Koaxialsystem in Form eines Grundwasserzirkulationsbrunnens, welcher aus nur einer Bohrung besteht. Weiterführende Informationen Informationen und Anforderungen zur Erdwärmenutzung in Berlin Energieatlas mit geothermischen Potenzialen Informationen zur oberflächennahen Geothermie Beim Phasenübergang von flüssig zu fest gibt Wasser bei konstantem Temperaturniveau Energie in Form von Wärme ab. Diese Wärme, die allein bei der Aggregatzustandsänderung transportiert wird, wird als latente Wärme bezeichnet. Bezogen auf die Masse von 1 kg handelt es sich um die Erstarrungsenthalpie eines Stoffes, die bei Wasser in etwa der Energiemenge entspricht, die auch benötigt wird, um dasselbe 1 kg Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen. Zu- oder abgeführte Wärme, die eine Temperaturveränderung bewirkt, wird als sensible Wärme bezeichnet. In Eisspeichern wird eine Wassermenge, z.B. in einer unterirdischen Betonzisterne durch Wärmeentzug vereist. Dazu strömt ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, mit geringerer Temperatur als dem Gefrierpunkt von Wasser durch Rohrspiralen im Speicher. Durch den Temperaturgradienten kommt es zum Wärmetransport zwischen dem erstarrenden Wasser in der Betonzisterne und der Sole in den Rohrspiralen. Die latente Wärme aus dem Phasenübergang des Wassers wird an die Sole übertragen, welche sich dadurch erwärmt. Die erwärmte Sole dient wiederum einer Wärmepumpe als Wärmequelle. Am Verdampfer der Wärmepumpe gibt die Sole die Wärme wieder ab und kann anschließend erneut Wärme aus dem Eisspeicher aufnehmen. Durch Kombination mit Solarkollektoren kann die Effizienz der Anlage erhöht werden, wenn die damit gewonnene thermische Energie zur Regeneration des Eisspeichers genutzt wird. Weiterführende Informationen Informationen zu Eisspeichern Funktion und Kosten von Eisspeichern im Überblick Bei der Wärmebereitstellung durch Biomasse kommen in der Regel Anlagen zum Einsatz, in denen holzartige Biomasse verfeuert wird. Hierfür gibt es verschiedene Brennstoffe, die sich in Qualität und Kosten z.T. deutlich unterscheiden. Holzpellets sind kleine hochstandardisierte Presslinge mit einer Länge von 2-5 cm, die in unter anderem aus Resten der Holzverarbeitung gepresst werden. Ihr Einsatz in Pelletkessel ist hoch automatisiert und damit nur wenig störanfällig. Dennoch sind jährlich kleinere Arbeiten durch z.B. Ascheaustragung o.ä. erforderlich. Zudem ist eine entsprechende Lagerhaltung in einem sogenannten Bunker inkl. Fördersystem erforderlich. Der Einsatz von Holzhackschnitzeln ist etwas arbeitsaufwändiger, da sowohl Brennstoff als auch das Gesamtsystem zur Wärmeversorgung weniger automatisierbar ist. Die Beschaffung des etwa bis zu 10 cm großen, mechanisch zerkleinerten Holzpartikel ist deutlich günstiger und sie können zudem auch in außenliegenden, überdachten Lagerbereichen oder Wirtschaftsgebäuden gelagert werden. Jedoch bestehen größere Anforderungen an die Einbringtechnik und den Betrieb einer Feuerungsanlage. Durch den gröberen Brennstoff, unterschiedliche Brennstoffqualitäten und Ascheaustrag, kann es gegenüber einem Pelletkessel zu häufigerem Arbeitsaufwand kommen, sodass regelmäßige Präsenzzeiten zur Betreuung erforderlich sind. Des Weiteren kann zur Verteilung des Brennstoffes auch schweres Arbeitsgerät vor Ort erforderlich werden. Neben einer reinen Verbrennung der Holzbrennstoffe kann in einem Vergaser auch Holzgas aus der Biomasse gewonnen werden, um diese anschließend in einem speziellen BHKW in Wärme und Strom umzuwandeln. Holz als Brennstoff ist ein vergleichsweise günstiger und preisstabiler Brennstoff, der jedoch einen gewissen Arbeitsaufwand mit sich bringt. Hierbei sind auch die gegenüber der Verbrennung von gasförmigen Energieträgern erhöhten Staubanteile im Abgas zu beachten, welche im urbanen Bereich stärkere Anforderungen an die Abgasreinigung und Ascheentsorgung mit sich bringen. Auch ist bei der Verwendung von nicht lokal verfügbarer Biomasse ein umfangreicher Logistikaufwand zu betreiben, was zu mehr Verkehr auf den Straßen und einer zusätzlichen Belastung durch Emissionen führt. Ebenso ist bei der Abwägung, ob die Wärme für ein Nahwärmenetz mit Holz erzeugt werden soll, zu berücksichtigen, dass Holz nur bedingt als „klimaneutral“ bezeichnet werden kann. Die Verbrennung setzt neben Feinstaub auch Treibhausgase wie CO 2 und Methan frei. Die Annahme, dass die Wärmeerzeugung mit Holz klimaneutral ist, setzt eine nachhaltige Waldbewirtschaftung voraus, bei der mindestens genauso viel Kohlenstoff durch das Wachstum neuer Bäume gebunden wird, wie durch die Verbrennung von Holz freigesetzt wird. Wird Holz aus nicht nachhaltiger Waldbewirtschaftung (beispielsweise der Abholzung von Urwäldern) für die Wärmeerzeugung verwendet, dann fällt die Bilanz der Umweltauswirkungen negativ aus. Eine stärkere Reduktion von Treibhausgasen kann zudem erreicht werden, wenn das Holz für langlebige Produkte (beispielsweise als Bauholz) verwendet wird, da der Kohlenstoff dann dem natürlichen Kreislauf auf längere Zeit entzogen wird und nicht als CO 2 in die Atmosphäre gelangt. Empfehlenswert für die Wärmeerzeugung ist daher vor allem Restholz aus Produktionsprozessen, das nicht für andere Nutzungen geeignet ist, sowie Altholz, das am Ende der Nutzungskaskade angekommen ist. Die Qualität von Holzbrennstoffen lässt sich verschiedenen Normen in Güteklassen einteilen. Hierfür dient bspw. die DIN EN ISO 17225 oder das DINplus-Zertifizierungsprogramm, um Vergleichbarkeiten zu ermöglichen und eine entsprechende Brennstoffqualität sicherzustellen. Des Weiteren sollten Nachweise über die Herkunft der Biomasse bei den Lieferanten angefragt werden, um möglichst regionale Produkte zu nutzen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt hat zu den Potenzialen von Biomasse in Berlin eine Untersuchung durchführen lassen, deren Ergebnisse hier einzusehen sind: Biomasse . Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie beim Bundesumweltministerium: BMUV: Klimaauswirkungen von Heizen mit Holz sowie beim Umweltbundesamt: Heizen mit Holz . Weiterführende Informationen Hackschnitzel: Qualität und Normen FNR – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Für die Wärmeerzeugung aus Biogas existieren regionale unterschiedliche Möglichkeiten. Im ländlichen Raum kann häufig direkt Biogas aus Gärprozessen aus der Landwirtschaft verwendet werden. Abfallstoffe wie z.B. Gülle können dafür genutzt werden, wie auch eigens dafür angebaute Energiepflanzen. Die Verwendung von Anbaubiomasse zur Produktion von Biogas steht jedoch in starker Kritik und kann ebenso wie die Produktion von flüssigen Energieträgern auf die Formel ‚Tank oder Teller‘ reduziert werden. Daher wurde mit den letzten Novellen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) die Nutzung von Anbaubiomasse zu Biogasproduktion immer weiter eingeschränkt (Stichwort ‚Maisdeckel‘). Biogas kann vor Ort genutzt und in Wärme und Strom umgewandelt und verbraucht bzw. über ein kleines Nahwärmenetz verteilt werden. Für eine Einspeisung in das Erdgasnetz ist eine Methan-Aufbereitung des Gases erforderlich. In Berlin besteht die Möglichkeit, ein Biogas- bzw. Biomethanprodukt eines beliebigen Lieferanten aus dem öffentlichen Gasnetz zu beziehen. Dieses Biomethan ist in der Regel aufbereitetes Biogas, z.B. aus Reststoffen oder Kläranlagen, welches in das Netz an einem anderen Verknüpfungspunkt eingespeist wird. Vor Ort zur (Strom- und) Wärmeerzeugung wird dann bilanzielles Biomethan eingesetzt – ähnlich dem Bezug von Ökostrom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz. Der tatsächliche Anteil von Biomethan im Erdgasnetz entsprach im Jahr 2022 lediglich etwa 1 %. Bei dem Kauf gibt es entsprechende Nachweiszertifikate (z.B. “Grünes Gas Label” – Label der Umweltverbände oder TÜV) der Anbieter. Die Umsetzung in Wärme (und Strom) erfolgt dann klassisch über Verbrennungstechnologien wie Gaskessel oder BHKW.
Die Realisierung eines neuen Nahwärmenetzes sowie die Dekarbonisierung und der Ausbau bestehender Netze sind mit hohen Investitionskosten verbunden. Einen allgemeinen Überblick zu verschiedenen Finanzierungsmöglichkeiten bietet das Handbuch „Finanzierungsmodelle der sozialverträglichen Wärmewende“. Der Bund und das Land Berlin bieten verschiedene Fördermöglichkeiten, um die Umsetzung von Nahwärmeprojekten finanziell zu unterstützen. Förderprogramme auf Bundes- und Landesebene werden regelmäßig angepasst, z.B. aufgrund neuer gesetzlicher Rahmenbedingungen, veränderter politischer Zielsetzungen oder der aktuellen Verfügbarkeit von Finanzmitteln. Zu den aktuellen Förderbedingungen und weiteren Einzelheiten wie der Höhe der möglichen Förderung sowie ggf. geltende Antragsfristen und Laufzeiten informieren Sie sich daher bitte auf den Webseiten der hier vorgestellten Programme. Wenn Sie recherchieren möchten, ob gegebenenfalls noch weitere Fördermöglichkeiten für Ihr Vorhaben infrage kommen, empfehlen wir Ihnen die Förderdatenbank des Bundes. Förderdatenbank des Bundes Bundesförderung effiziente Gebäude: Gebäudenetze Bundesförderung effiziente Wärmenetze (BEW) Berliner Programm für nachhaltige Entwicklung (BENE 2) KfW Förderkredit Erneuerbare Energien Förderung von Wärmenetzen gemäß Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz Umweltinnovationsprogramm Die Bundesförderung effiziente Gebäude (BEG) fördert seit dem 1. Januar 2024 den Austausch fossil betriebener Heizungen gegen neue Heizungen auf Basis Erneuerbarer Energien. Dies wird nach dem Gebäudenenergiegesetz (GEG) schrittweise zum verpflichtenden Standard für neue Heizungen. Die BEG fördert die Umsetzung zahlreicher unterschiedlicher Maßnahmen, die zur Wärmewende beitragen. Für Akteure, die kleine Nahwärmenetze realisieren möchten, ist dabei von Bedeutung, dass auch die Errichtung, der Umbau oder die Erweiterung sogenannter Gebäudenetze förderfähig ist. Als Gebäudenetze werden gemäß § 3 Absatz 1 Nr. 9a des GEG Netze zur Versorgung von kleineren Gebäudeensembles mit Wärme und ggf. Kälte bezeichnet, die zwei bis 16 Gebäude und bis zu 100 Wohneinheiten umfassen. Auch der Anschluss an ein bestehendes Gebäudenetz kann gefördert werden. Um Förderung für ein Gebäudenetz zu erhalten, muss die Wärmeerzeugung zu mindestens 65% aus erneuerbaren Energien oder vermeidbarer Abwärme erfolgen. Zudem ist zu beachten, dass Anträge für die Errichtung oder Erweiterung sowie den Umbau von Gebäudenetzen über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) laufen, während Anträge für den Anschluss an bestehendes Wärmenetz (auch ein Gebäudenetz) ausschließlich an die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gestellt werden können. Weiterführende Informationen zur Bundesförderung für effiziente Gebäude Das Förderprogramm Bundesförderung effiziente Wärmenetze (BEW) unterstützt den Neubau von Wärmenetzen, die mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien oder unvermeidbarer Abwärme betrieben werden, sowie die Dekarbonisierung vorhandener Netze. Die Förderung kann von Unternehmen, Kommunen, kommunalen Eigenbetriebe, Unternehmen oder Zweckverbänden, eingetragenen Vereinen sowie eingetragenen Genossenschaften beantragt werden. Verwaltet wird das Programm durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Die BEW ist in vier Module unterteilt, die zeitlich aufeinanderfolgenden Projektphasen entsprechen. Modul 1 fördert Machbarkeitsstudien, um die technische Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit eines geplanten Wärmenetzes zu untersuchen, sowie Transformationspläne, die Möglichkeiten des Umbaus bestehender Netze betrachten. Modul 2 ist als systemische Förderung für die Errichtung eines Wärmenetzes oder den Umbau eines bestehenden Netzes konzipiert. Voraussetzung für die Förderung ist das Vorliegen einer Machbarkeitsstudie oder eines Transformationsplans. Gefördert werden können alle Investitionen in die Erzeugung, Verteilung und Übergabe der Wärme einschließlich der dafür notwendigen Planungsleistungen. Modul 3 fördert Einzelmaßnahmen an Bestandsnetzen, für die ein Transformationsplan vorliegt. Die Maßnahmen müssen zur Dekarbonisierung beitragen – zum Beispiel können Wärmepumpen, Solarthermieanlagen oder Wärmespeicher gefördert werden. Modul 4 beinhaltet die Betriebskostenförderung für die Erzeugung von Wärme durch Solarthermieanlagen sowie strombetriebene Wärmepumpen, die in Wärmenetze eingespeist wird. Weiterführende Informationen zur Bundesförderung effiziente Wärmenetze Das Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE 2) unterstützt die Umsetzung von Maßnahmen für den Umwelt- und Klimaschutz in Berlin mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). In der aktuellen Förderperiode (2021-2027) ist BENE 2 in sechs Förderschwerpunkte gegliedert. Relevant für investive Maßnahmen zu Wärmenetzen ist dabei insbesondere der Förderschwerpunkt 3, “Intelligente Energiesysteme, Netze und Speichersysteme”. Gefördert werden Investitionen in die Verknüpfung und Ergänzung vorhandener Energieinfrastrukturen, die Flexibilisierung und intelligente Steuerung von Energieerzeugung und Energieverbrauch sowie die Speicherung und Nutzung von Überschussstrom aus Erneuerbaren Energien. Darüber hinaus können auch Machbarkeitsstudien und anwendungsorientierte Forschungsvorhaben gefördert werden. Im ‚Förderschwerpunkt 1: Energieeffizienz‘ werden unter dem Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“ Vorhaben von öffentlichen und privaten Unternehmen sowie Vorhaben in öffentlich zugänglichen Gebäuden gefördert, die zur Steigerung der Energieeffizienz und / oder zur Senkung der Emission klimaschädlicher Gase beitragen. Die Förderung betrifft energieeffiziente, technologieoffene Lösungen auch zur Umstellung von Heizungsanlagen mit fossilen Brennstoffen auf Fernwärme und der Nutzung regenerativer Energien sowie Abwärme aus beispielsweise Abwasser- und Abluft. In Bezug auf BENE 2 ist zu beachten, dass die Förderung beihilferechtlich als Subvention einzuordnen ist. Unternehmen, die BENE2-Förderung beantragen, müssen daher ggf. die Vorgaben der De-minis-Verordnung oder Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung AGVO beachten. Weitere Informationen zum Förderschwerpunkt 3: Intelligente Energiesysteme, Netze und Speichersysteme Die Errichtung, der Erwerb oder die Erweiterung von Anlagen zur Erzeugung von Wärme aus erneuerbaren Energien sowie Wärme- und Kältenetze und Wärme- bzw. Kältespeicher werden von der KfW mit dem Förderkredit 270 “Erneuerbare Energien” unterstützt. Der Förderkredit kann von Unternehmen, Körperschaften, Stiftungen und Anstalten des öffentlichen Rechts sowie kommunalen Zweckverbänden genutzt werden. Für Privatpersonen und gemeinnützige Antragsteller gilt, dass zumindest ein Teil der erzeugten Wärme eingespeist werden muss. Der Kredit kann mit anderen Fördermöglichkeiten kombiniert werden. Weitere Informationen zum Förderkredit der KfW Im Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz – KWKG 2023, Abschnitt 4) hat die Bundesregierung eine investive Förderung für Wärme- und Kältenetze vorgesehen, wenn in diesen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zum Einsatz kommen. Um den KWK-Zuschlag zu erhalten, muss die Versorgung der Abnehmer zu mindestens 75 Prozent aus KWK-Anlagen oder in Kombination mit Wärme aus KWK-Anlagen, erneuerbaren Energien und industrieller Abwärme erfolgen. Die Förderung ist beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) zu beantragen, dabei sind nur die Betreiber von Netzen als Antragsteller zugelassen. Abnehmer können die Förderung nicht beantragen, jedoch sind Betreiber, die sie in Anspruch nehmen, dazu verpflichtet, den Teil der Förderung, der auf die Hausanschlusskosten entfällt, an die Abnehmer weiterzugeben. Weitere Informationen zur Förderung nach Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG ) Falls bei einem geplanten Wärmenetzvorhaben innovative Technik oder eine neue Kombination bereits bekannter Technik zum Einsatz kommen soll, dann ist ggf. eine Förderung aus dem Umweltinnovationsprogramm (UIP) möglich. Hierbei handelt es sich um ein Spitzenförderprogramm des Bundesumweltministeriums zur Unterstützung von großtechnischen Demonstrationsvorhaben, die beispielhaft die Nutzung innovativer Technik zur Umweltentlastung zeigen, unter anderem durch Energieeinsparung, Energieeffizienz oder den Einsatz erneuerbarer Energien. Bei der Förderung durch das UIP werden kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) bevorzugt. Die Projektskizzen werden durch das Umweltbundesamt fachlich geprüft, während die finanz- und verwaltungstechnische Abwicklung durch die KfW erfolgt. Eine Förderung aus dem UIP kann in zwei unterschiedlichen Formen erfolgen: Als Investitionszuschuss oder als Zinszuschuss zur Verbilligung eines Darlehens der KfW. Eine Kumulation mit anderen Zuschüssen aus Bundes- oder Landesförderprogrammen ist jedoch nicht möglich. Die Höhe der Förderung richtet sich nach den Vorgaben über die beihilfefähigen Kosten und zulässigen Beihilfehöchstintensitäten der Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung (AGVO). Weiterführende Informationen zum Umweltinnovationsprogramm
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 143 |
| Europa | 2 |
| Kommune | 1 |
| Land | 25 |
| Weitere | 9 |
| Wissenschaft | 30 |
| Zivilgesellschaft | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 115 |
| Text | 32 |
| unbekannt | 13 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 41 |
| Offen | 117 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 157 |
| Englisch | 21 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Bild | 1 |
| Datei | 3 |
| Dokument | 18 |
| Keine | 66 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 88 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 98 |
| Lebewesen und Lebensräume | 117 |
| Luft | 60 |
| Mensch und Umwelt | 161 |
| Wasser | 50 |
| Weitere | 159 |