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 bis 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. 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.
Solarthermie eignet sich sehr gut für die Warmwassererzeugung sowie ergänzend für eine Heizungsunterstützung insbesondere für Einzelgebäude, kann aber bei größeren Anlagen auch in Fern- oder Nahwärmenetze integriert werden. Die Globalstrahlung als Maß für die verfügbare Solarenergie beträgt in Deutschland jährlich rund 1.000 kWh/m² horizontal ausgerichtete Fläche. Wird diese Energie auf einen Kollektor eingestrahlt, können etwa 30 bis 60 % als Wärme nutzbar gemacht werden. Solarthermieanlagen weisen damit eine hohe Flächeneffizienz auf und bringen über die gesamte Nutzungsdauer nahezu gleichbleibende Wärmegestehungskosten mit. Zudem entlasten direkte Wärmesysteme, die ohne Elektrifizierung auskommen, das Stromnetz. Neben der direkten Nutzung zur Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung kann Energie aus Solarthermieanlagen in Verbindung mit oberflächennaher Geothermie zur Regeneration des Untergrundes genutzt werden. Eine saisonale Speicherung von überschüssiger Solarthermie aus den Sommermonaten reduziert den Bedarf an Brennstoffen wie Wasserstoff oder Biomasse im Winter. Im Zusammenhang mit der Frage der Flächenkonkurrenz zu PV-Anlagen kann auf die Möglichkeiten einer Systemkombination durch Photovoltaik-Thermie-(PVT)Module verwiesen werden, wobei gleichzeitig Wärme und Strom nutzbar gemacht werden. Eine besondere Herausforderung bei der Integration von solarthermischen Anlagen in größerem Umfang in Wärmenetze stellt die zeitliche Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage dar. Etwa 70 % der Wärme aus solarthermischen Anlagen wird in Mitteleuropa in den Sommermonaten erzeugt, in denen der Wärmebedarf eher gering ist. Zusammen mit anderen EE- oder Abwärmequellen können in Wärmenetzen sommerliche Überschüsse und damit Konkurrenzen zwischen den einzelnen Anlagen auftreten. Solarthermische Anlagen sind daher in der Regel mit ergänzenden Systemkomponenten zu planen. Im Jahr 2021 wurde im Rahmen des Masterplan Solarcity für alle Dachflächen im Land Berlin das theoretische sowie technische Solarenergiepotenzial differenziert nach Photovoltaik und Solarthermie ermittelt. Ausgewählte grundlegende Ergebnisse finden sich in einem GIS-basierten Datensatz ( Solarkataster ), der über den Energieatlas Berlin öffentlich zugänglich ist. Die über den Energieatlas unter ‚Solarenergie‘ verfügbare Karte ‚Solarthermie Potenzial‘ bildet das Potenzial auf den Dachflächen der Berliner Gebäude ab. Von den knapp 536.000 untersuchten Gebäuden eignen sich laut Solarkataster mehr als 464.000 für die solarthermische Nutzung mit einer Modulfläche von insgesamt 66,2 km². Auf der Grundlage des Solarkatasters wurde im Rahmen der Wärmeplanung eine Analyse geeigneter Standorte für solarthermische Kollektoranlagen auf Gebäudedächern zur Einspeisung in Wärmenetze vorgenommen. Da Solarthermieanlagen eine Kostendegradation bei zunehmender Anlagengröße aufweisen und die Integration in Wärmenetze einen organisatorischen und technischen Aufwand birgt, ist für diesen Anwendungsfall eine gewisse Mindestgröße von etwa 1.000 m² Kollektorfläche notwendig. Für die Errichtung einer Solarthermieanlage besteht gegenüber der zu installierenden Bruttokollektorfläche ein etwa dreimal höherer Grundflächenbedarf, ein geeignetes Dach muss also mindestens 3.000 m² groß sein. Insgesamt wurden 121 Gebäudestandorte identifiziert, die diesen Kriterien entsprechen, die nicht unter Denkmalschutz stehen und keine vorhandenen PV-Anlagen aufweisen. Die Summe der Flächen liegt bei 557.413 m², woraus eine summierte potenzielle Wärmemenge von rund 405 GWh/a hervorgeht. Die Karte liefert Indizien für geeignete Standorte, schließt aber keine konkreten Planungen von Anlagen durch den Senat an. Die Potenziale von Solarthermieanlagen auf Freiflächen und sonstigen gebäudeunabhängigen Flächen werden aktuell in einer Studie im Auftrag der Berliner Energie und Netzholding (BEN) durch die Berliner Stadtwerke erhoben. Die Ergebnisse werden bis Ende 2026 erwartet. Seit dem 1. Januar 2023 gilt in Berlin nach dem Solargesetz eine Solarpflicht für Neubauten sowie für Bestandsgebäude im Falle von wesentlichen Umbauten des Daches. Informationen und ein Praxisleitfaden zum Solargesetz finden sich auf der Internetseite der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe. Eine Solarpflicht für öffentliche Gebäude besteht über das Berliner Klimaschutz- und Energiewendegesetz EWG Bln .
Flächenpolitische Ziele zur Reduzierung der Flächenneuinanspruchnahme für Siedlungs- und Verkehrszwecke sind schon seit über 20 Jahren Bestandteil der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung. Seither wurden in verschiedenen Forschungs- bzw. Modellvorhaben Vorgehensweisen und Instrumente untersucht, wie eine deutliche Reduzierung der täglichen Flächenneuinanspruchnahme für Siedlungs- und Verkehrszwecke auf 30 Hektar pro Tag bis 2020 bzw. auf weniger als 30 Hektar pro Tag bis 2030 erreicht werden kann. Trotz der zahlreichen Aktivitäten in Politik, Forschung und Praxis verharrt die Flächenneuinanspruchnahme noch immer auf einem Niveau weit oberhalb von 30 Hektar täglich. Daher bedarf es weitergehender Anstrengungen, um das Flächensparziel zu erreichen. In den Jahren 2014 bis 2017 wurden im Rahmen des durch das Umweltbundesamt (UBA) geförderten Forschungsvorhabens „Aktionsplan Flächensparen“ institutionelle und instrumentelle Handlungsoptionen von Bund, Ländern und Kommunen für das Flächensparen aufbereitet. Dargestellt wurde, welche Maßnahmen in der Gesetzgebung, im Verwaltungsvollzug und im Bereich privater Akteure wirksam dazu beitragen könnten, die Flächenneuinanspruchnahme deutlich zu reduzieren. Die Ergebnisse wurden in einem im Jahr 2028 veröffentlichten Aktionsplan Flächensparen gebündelt. Um die komplexen Anforderungen in der Kombination von Reduzierung der Flächenneuausweisung, verstärkter Innenentwicklung und mehr Effizienz in der Flächennutzung zu erfüllen, bedarf es vor Ort einer Kombination von Instrumenten der Planung und der Kooperation, im Bereich der Steuern, der Förderung und finanzieller Anreize sowie der Information und Kommunikation. Erforderlich hierfür ist ein Handlungsrahmen für konsistentes und abgestimmtes Vorgehen der wichtigsten Akteure in Bund, Ländern und Kommunen, so eine zentrale Erkenntnis des Aktionsplans. Der Aktionsplan Flächensparen bündelt im Kern Empfehlungen in den drei Aktionsfeldern „Kontingentierung einführen!“, „Innenentwicklung stärken!“ und „Fehlanreize abbauen!“. Aktionsfeld „Kontingentierung einführen!“ Im Mittelpunkt steht die Operationalisierung der flächenpolitischen Ziele und deren Übersetzung in Maßnahmen und Prozesse, in erster Linie seitens Bund und Ländern. Empfohlen wird ein Kontingentierungssystem, das verbindlich bis in die kommunale Bauleitplanung wirkt. Bund und Länder sollten in einen Dialog treten, um nach einem als gerecht empfundenen Schlüssel das Flächenkontingent (weniger als 30 Hektar pro Tag im Jahr 2030) auf die Länder zu verteilen. Hierfür bieten sich sowohl der Handel mit Flächenzertifikaten (umweltökonomischer Ansatz) als auch die Raumordnung (regulatorischer Ansatz) an. Aktionsfeld „Innenentwicklung stärken!“ Hier geht es darum, die zahlreichen vorhandenen Instrumente konsequent entlang von Minderungszielen einzusetzen und - wo notwendig - zielgerichtet weiterzuentwickeln und zu ergänzen. Dabei sind vor allem ökonomisch wirksame Anreize und Förderkulissen neu zu justieren. Zudem sollten Nachsteuerungen bei rechtlichen Rahmen geprüft werden, um zum Beispiel den Zwischenerwerb von Kommunen im Innenbereich von der Grunderwerbsteuer zu befreien. Auch die inzwischen in Ansätzen vollzogene Weiterentwicklung der Grundsteuer B in Richtung einer Bodenwertsteuer zählte zu den Empfehlungen. Weiterhin müssten grundlegende Mobilisierungshemmnisse durch geeignete Anreize, vor allem veränderte rechtliche und fiskalische Rahmenbedingungen der Kommunen, überwunden werden. Gemeinden sollen leichter auf Bestandsflächen zugreifen können, um mit Bauland auf der „grünen Wiese“ konkurrieren zu können. Hierfür sollten das notwendige Personal und Finanzen bereitgestellt werden, um Mobilisierungsmaßnahmen wie Eigentümeransprache, Überplanung, Zwischenerwerb, Vermarktung und Baureifmachung von bebauten bzw. unbebauten Bestandsimmobilien zu ermöglichen. Vorhandene Finanzierungsengpässe könnten durch die verstärkte Bereitstellung von Mitteln der Städtebauförderung oder zum Beispiel auch durch revolvierende Fonds für Grundstücksankäufe überwunden werden. Als Dreh- und Angelpunkt für die Mobilisierung von Innenentwicklungspotenzialen wird eine aktive Liegenschaftspolitik der Kommunen genannt. Bund und Länder sollten diese Kommunen deshalb bei der (Neu-)Initiierung einer solchen aktiven Liegenschaftspolitik unterstützen, zum Beispiel durch die Bereitstellung von Anschubfinanzierungen für die Einrichtung kommunaler Liegenschaftsfonds, aber auch durch direkte Förderung des Grunderwerbs im Zusammenhang mit Maßnahmen des Stadtumbaus. Aktionsfeld „Fehlanreize abbauen!“ In diesem Aktionsfeld wird Bund und Ländern empfohlen, ökonomische Fehlanreize abzubauen. Insgesamt sollten alle relevanten Förderprogramme systematisch auf ihre Vereinbarkeit mit flächenpolitischen Zielstellungen überprüft und Fehlanreize abgebaut werden. Neben einem grundsätzlichen Umdenken der Strukturpolitik – in Verbindung mit einem entsprechenden Einsatz von Fördermitteln – wird die Entwicklung und Diskussion von Visionen und Konzepten für qualitatives Wachstum im Schrumpfungsprozess für notwendig erachtet. Im Kontext gesellschaftlicher Debatten über nachhaltige Siedlungsentwicklung unter den Vorzeichen des demografischen Wandels sollte Flächenpolitik als ein integriertes Handlungsfeld verstanden werden. Die Widerstände auf allen Ebenen gegen das Flächensparen könnten dabei nur überwunden werden, wenn es gelingt, die Debatte in einen größeren Zusammenhang zu stellen. Eine konsequente Innenentwicklung und kompakte Siedlungsstrukturen sind nicht nur aus flächenpolitischen Gründen notwendig, sondern auch im Hinblick auf soziale, volkswirtschaftliche, baukulturelle, energetische und ökologische Ziele in einer Gesellschaft, die schrumpft und zudem bunter und älter wird. Letztendlich ginge es um die Lebensqualität in den Städten und Gemeinden. An die zentralen Inhalte des Aktionsplans Flächensparen knüpfte schließlich der vom Umweltbundesamt initiierte Bund-Länder-Dialog zum Flächensparen in den Jahren 2019 bis 2024 an. Der Aktionsplan Flächensparen wurde im Jahr 2018 vom Umweltbundesamt (UBA) veröffentlicht Dokumentation des Bund-Länder-Dialogs zum Flächensparen in den Jahren 2019 bis 2024
Ziel des Projekts KoOpRegioN war es, innovative Konzepte für ein integriertes nachhaltiges Gewerbeflächenmanagement (INGFM,) zu entwickeln. Sascha Klein, Verbandsdirektor des Regionalverbands Nordschwarzwald, begrüßte die Gäste mit den Worten: „Gemeinsam mit unseren wissenschaftlichen und regionalen Praxispartnern haben wir intensiv daran gearbeitet, Lösungen für eine nachhaltige Flächennutzung zu entwickeln. KoOpRegioN ist ein herausragendes Beispiel für die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik.“ Das 2020 gestartete Verbundprojekt widmete sich insbesondere dem Spannungsfeld zwischen wirtschaftlicher Entwicklung und der Notwendigkeit, Flächeneffizienz und Nachhaltigkeit zu steigern. „Mit den Ergebnissen dieses Projekts haben wir wichtige Grundlagen geschaffen, um Gewerbeflächen nicht nur effizienter, sondern auch umwelt- und sozialverträglicher zu gestalten,“ ergänzte Klein. In seinem Grußwort hob Klaus Mack, Vorsitzender des Regionalverbands Nordschwarzwald und Bundestagsabgeordneter, die strategische Bedeutung der Region hervor. „Der Nordschwarzwald liegt zentral zwischen den Metropolregionen Stuttgart und Karlsruhe und bietet eine einzigartige Kombination aus wirtschaftlicher Stärke und landschaftlicher Schönheit. Unsere Aufgabe als Regionalverband ist es, diese Stärken in Einklang zu bringen und durch Projekte wie KoOpRegioN einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung zu leisten.“ Mack betonte zudem die Herausforderungen, denen sich die Region in den kommenden Jahren stellen muss, insbesondere im Hinblick auf das Flächensparziel der Bundesregierung und des Landes Baden-Württemberg. „Unser Ziel ist es, bis 2030 eine Flächennutzung von unter drei Hektar pro Tag zu erreichen und langfristig eine Netto-Null bei der Flächenneuinanspruchnahme umzusetzen. KoOpRegioN hat gezeigt, dass dies nur durch interkommunale Kooperation und innovative Ansätze gelingen kann,“ erklärte er. Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Empfehlungen erarbeitet, die einen nachhaltigen Umgang mit Gewerbeflächen fördern. So wird die bessere Nutzung von Nachverdichtungspotenzialen in bestehenden und neuen Gewerbeflächen als zentraler Ansatz hervorgehoben, um die Flächeneffizienz zu steigern. Weitere Empfehlungen umfassen die Einführung von Nachhaltigkeitskriterien für Gewerbegebiete, beispielsweise durch Zertifizierungen, die Prüfung der Möglichkeiten des Erbbaurechts zur Erhaltung kommunaler Gestaltungsspielräume und die Einrichtung eines regionalen, kommunenübergreifenden Gewerbeflächenmanagements. Letzteres soll Synergien zwischen den Gemeinden fördern und potenzielle Konflikte minimieren. In zwei Modellgebieten, Pforzheim und Mühlacker, wurden erste Maßnahmen zur Umsetzung dieser Ansätze getestet. „Die Projektergebnisse zeigen, dass Kooperation über Gemeindegrenzen hinweg und ein regional abgestimmtes Flächenmanagement entscheidend sind, um die Herausforderungen der Zukunft zu meistern,“ erklärte Sascha Klein. Mit der Abschlussveranstaltung endet zwar die aktive Projektförderung, jedoch nicht der Prozess der nachhaltigen Gewerbeflächenentwicklung in der Region Nordschwarzwald. Die im Rahmen des Projekts gegründete Arbeitsgruppe „Nachhaltiges Gewerbeflächenmanagement“ wird ihre Arbeit fortsetzen. Klaus Mack fasste die Perspektiven zusammen: „Unser Ziel ist es, die Region Nordschwarzwald für innovative Unternehmen noch attraktiver und gleichzeitig resilienter gegenüber zukünftigen Herausforderungen zu machen.“ Nach der Vorstellung der Projektergebnisse folgten am Nachmittag weitere Vorträge zu nachhaltigen Flächennutzungsprojekten in Deutschland. Die Teilnehmenden waren sich einig, dass die im Rahmen von KoOpRegioN entwickelten Ansätze auch für andere Regionen von großem Nutzen sein können. KoOpRegioN wurde vom Regionalverband Nordschwarzwald in Zusammenarbeit mit den wissenschaftlichen Partnern Europäisches Institut für Energieforschung (EIFER), Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse am Karlsruher Institut für Technologie (KIT-ITAS), Zentrum für interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung (ZIRIUS) der Universität Stuttgart und MWO - Markt- und Organisationsforschung sowie den Praxispartnern Wirtschaftsförderung Nordschwarzwald, Industrie- und Handelskammer Nordschwarzwald und Wirtschaft und Stadtmarketing Pforzheim durchgeführt. Weitere Informationen finden Sie hier auf der Website des Regionalverband Nordschwarzwald .
Die Initiative der EU-Kommission zum Neuen Europäischen Bauhaus (NEB) ist ein wichtiger Bestandteil des European Green Deals. Die EU-Kommission versteht NEB als Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Technologie, Kunst, Kultur und sozialer Inklusion: wo und wie werden wir in Zukunft leben und wie kann eine ökologisch nachhaltige, sozial inklusive und attraktive Entwicklung urbaner Räume gelingen? Städte und Gemeinden in Europa müssen zu mehr Ressourcen- und Flächeneffizienz und Klimaschutz beitragen, sich an den Klimawandel anpassen, die Mobilitätswende umsetzen, bestehende Umweltbelastungen abbauen und Siedlungen mit hoher Lebensqualität und gesunden Lebensverhältnissen für alle bereitstellen. Der Zeitdruck angesichts der Krisen (Klima, Biodiversität), parallele Handlungserfordernisse, Wechselwirkungen und Zielkonflikte ergeben neue Fragen an die Weiterentwicklung bestehender Siedlungsstrukturen mit Blick auf den Gebäudebestand, Frei- und Grünräume, Mobilität und Umweltgerechtigkeit sowie an die Integration der verschiedenen Belange und Akteure mit ihren jeweiligen Zielen und Handlungslogiken. Das Projekt soll aus Erkenntnissen des Vorläuferprojekts "Neues Europäisches Bauhaus weiterdenken/ AdNEB" Vorschläge entwickeln, wie Regulierung, Governance, Partizipation und Finanzierung operationalisiert und in relevante Prozesse zur Weiterentwicklung des NEB sowie zur Entwicklung entsprechender europäischer Strategien und Rechtssetzung eingespeist werden sollten. Es sollen Gestaltungsoptionen für resiliente, nachhaltige, inklusive Städte mit hoher Lebensqualität entsprechend NEB-Leitbild erarbeitet und neue Ansätze für Governance-Strukturen in Kooperation mit relevanten Akteuren auf EU-Ebene entwickelt werden.
Wie wird die Kennzahl ermittelt? Der Flächenbedarf von Windenergieanlagen wird näherungsweise auf der Grundlage des Flächenrucksacks des Umweltbundesamt hergeleitet und dann ins Verhältnis zur installierten Anlagenleistung gesetzt. Die Berechnungen des Flächenrucksack gehen dabei auf das Projekt "Flächenrucksäcke von Gütern und Dienstleistungen" (ifeu Institut) zurück. Ergänzend zu Ökobilanzen soll der Flächenrucksack durch Wirkungskategorien Flächenbelegung und Flächennutzungsänderungen abbilden. Im Sinne einer natur- und damit auch flächenschonenden Energiewende sollte die von Windenergieanlagen beanspruchte Flächen so effizient wie möglich genutzt werden. Die energetische Flächeneffizienz sollte daher im Zeitverlauf steigen. Was sagt die Kennzahl aus? Die Kennzahl erfasst das Verhältnis zwischen der installierten Leistung und dem Flächenbedarf von Windenergieanlagen an Land. Was ist bei der Interpretation der Kennzahl zu beachten? Die naturräumlichen Voraussetzungen für erneuerbare Energien sind von Region zu Region sehr unterschiedlich. Deshalb variieren Strommenge, Potenziale und Risiken regionalspezifisch und regionale Vergleiche erfordern eine hohe Differenzierung. Aus den Daten ist ersichtlich, die Flächeneffizienz steigt und ist im Wald etwas geringer als im Offenland. Gründe hierfür können u.a. sein, dass im Wald im Durchschnitt mehr Fläche zur Errichtung benötigt wird und sich die Leistungsstärke der Anlagen im Wald und im Offenland tendenziell unterscheiden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 63 |
| Kommune | 2 |
| Land | 4 |
| Weitere | 9 |
| Wissenschaft | 17 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 48 |
| Text | 22 |
| unbekannt | 6 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 28 |
| Offen | 48 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 77 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 5 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 49 |
| Webseite | 27 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 78 |
| Lebewesen und Lebensräume | 70 |
| Luft | 42 |
| Mensch und Umwelt | 78 |
| Wasser | 38 |
| Weitere | 78 |