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s/polarstrom/Solarstrom/gi

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Design, Entwicklung und Bau der Demonstrator Einheit

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Solaranlagen 2024

Erneuerbare Energien, also vorrangig Solarenergie, Geothermie, Biomasse und Windkraft, sind als unerschöpfliche Quellen elementar wichtig für die heutige und zukünftige Energieversorgung Berlins. Der Ausbau der Solarenergienutzung wird dabei als besonders wichtiger Baustein in der Klimaschutzstrategie Berlins hervorgehoben. Der Senat von Berlin strebt eine klimaneutrale Energieversorgung der Stadt bis 2045 an. Daher wurde der Ausbau der erneuerbaren Energien, insbesondere die Nutzung der Solarpotenziale, im Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm 2030 (BEK 2030) durch den Berliner Senat beschlossen. Eine wichtige Grundlage, die zum Abbau der bestehenden Hemmnisse der Solarenergie beitragen soll, ist der „Masterplan Solarcity“ . Am 06. Mai 2025 wurde der Masterplan in seiner zweiten Umsetzungsphase 2025-2030 durch die federführende Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe nach einem breiten Beteiligungsprozess veröffentlicht. Der Maßnahmenkatalog ist damit weiterhin die Basis für den weiteren Ausbau der Solarenergie in Berlin. Berlin nähert sich dem Ziel, bis 2035 einen Solarstromanteil von 25% an der Berliner Stromerzeugung zu erreichen ( Masterplan Solarcity ). Seit 2020 werden jährlich Monitoringberichte zum Masterplan Solarcity veröffentlicht (SenWEB 2025). Im Berliner Klimaschutz- und Energiewendegesetz vom 19. August 2021 (EWG Bln 2021) § 19 ist die vermehrte Erzeugung und Nutzung von erneuerbaren Energien auf öffentlichen Gebäuden als Ziel festgesetzt. Die Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe unterstützt insbesondere die Bezirke mit dem Förderprogramm SolarReadiness, unter anderem Statik und Anschlüsse an die Anforderungen von Solaranlagen anzupassen. Durch den so beschleunigten Ausbau von Solaranlagen erfüllt das Land Berlin die Vorbildrolle der öffentlichen Hand. Auf privaten Gebäuden greift außerdem seit dem 01. Januar 2023 bei wesentlichen Dachumbauten sowie bei Neubauten die Solarpflicht nach dem Solargesetz Berlin vom 05. Juli 2021. Bei einer Nutzungsfläche von mehr als 50 Quadratmetern sind Eigentümer:innen zur Installation und zum Betrieb einer Photovoltaikanlage verpflichtet. Weitere Informationen und einen Praxisleitfaden zum Solargesetz finden Sie hier . Zur Unterstützung bei der Erfüllung der Solarpflicht, sowie um die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen zu verbessern, fördert Berlin mit dem Förderprogramm SolarPLUS als Teil des Masterplan Solarcity den Photovoltaikausbau. So wurden seit Start des Programms im September 2022 bis Mai 2025 24.153 Zuwendungen aus SolarPLUS bewilligt. Im Mai 2019 wurde das Solarzentrum Berlin eröffnet, das als unabhängige Beratungsstelle rund um das Thema Solarenergie arbeitet ( Solarzentrum Berlin ). Das Zentrum wird von der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS), Landesverband Berlin Brandenburg, betrieben und von der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe als Maßnahme des Masterplans Solarcity finanziert. Auf Bundesebene wurden durch das Jahressteuergesetz 2022 die Umsatzsteuer für Lieferungen sowie die Installation von Solarmodulen, einschließlich der für den Betrieb notwendigen Komponenten und der Speicher, auf 0 Prozent gesenkt (JStG 2022, UStG § 12 Abs. 3). Diese Regelung betrifft Anlagen auf Wohngebäuden, öffentlichen Gebäuden und Gebäuden, die für dem Gemeinwohl dienende Tätigkeiten genutzt werden. Die Voraussetzungen für die Befreiung gelten als erfüllt, wenn die Anlagenleistung 30kWp nicht überschreitet. Der Nullsteuersatz gilt seit dem 1. Januar 2023. Am 15. Mai 2024 ist das Solarpaket I in Kraft getreten und hat Maßnahmen eingeführt, die den Ausbau der Photovoltaik (PV) in Deutschland erleichtern und beschleunigen soll. Ein Fokus liegt dabei auf sogenannten Balkonkraftwerken, also steckerfertigen Solaranlagen für den Eigengebrauch. Zusätzlich wurde ermöglicht, dass Solarstrom vom eigenen Dach vergünstigt an Mieterinnen und Mieter weitergegeben werden kann. Überschussstrom, der nicht selbst genutzt wird, kann kostenfrei und ohne Vergütung an Netzbetreiber abgegeben werden, wodurch Betreiber kleinerer Anlagen entlastet werden. Anlagenzertifikate sind bei größeren Leistungen (ab 270 kW Einspeisung oder 500 kW Erzeugung) erforderlich. Zum Stand Ende 2024 liegt der Solarstromanteil in Berlin bei 4,7 Prozent (SenWEB2025). Da die räumliche Darstellung und Nutzung von energierelevanten Daten, wie z. B. Solardaten, in Berlin zuvor uneinheitlich und durch verschiedene Angebote realisiert wurde, steht mit dem Energieatlas Berlin seit Juli 2018 ein Fachportal zur Unterstützung der Energiewende bereit, das die wichtigsten Daten benutzerfreundlich und anschaulich präsentiert sowie regelmäßig aktualisiert. Die im Umweltatlas an dieser Stelle dargestellten Inhalte für Photovoltaik (PV), d.h. der direkten Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie, und Solarthermie (ST), d.h. der Wärmegewinnung aus der solaren Einstrahlung, beziehen sich auf die im Energieatlas veröffentlichten Daten und deren Erfassungsstände: 07.10.2024 für die Standortdaten der Photovoltaik-Anlagen und 31.12.2015 bzw. 29.03.2023 (aggregierte BAFA-Daten) für diejenigen der Solarthermie. Im Rahmen der Fortführung des Energieatlas Berlin werden die Aktualität und Güte der Daten im Bereich der Solaranlagen, vor allem derjenigen mit Photovoltaik, kontinuierlich verbessert. Im Vergleich zur Solarthermie gibt es in Berlin deutlich mehr erfasste Photovoltaikanlagen. So wurden bis zum 31.12.2024 41.723 Anlagen installiert, die zusammen eine installierte Leistung von rund 380,6 MWp aufweisen. Der darüber jährlich zu produzierende Stromertrag kann nur geschätzt werden und wird bei ca. 343 GWh/a liegen (abzüglich 5 % bei der Generatorleistung und durchschnittlichem Stromertrag von 900 kWh/a pro kW). Theoretisch können mit dieser Leistung rund 131.000 Haushalte mit einem angenommenen mittleren Stromverbrauch von je 2.500 kWh/a versorgt werden. Seit der Erstellung des Energieatlas wurde die bisherige Erfassung im Solaranlagenkataster nicht weitergeführt, sondern umgestellt auf eine Kombination mehrerer Quellen (vgl. Datengrundlage) und Auswertungen. Abbildung 1 verdeutlicht die unterschiedlichen Ausbauzahlen je nach Bezirk (Abb. 1a), vor allem Stadtgebiete mit großräumiger Einzel- und Zweifamilienhausbebauung zeigen die größten Anteile. Dazu passend überwiegt mit rund 37.438 von 38.798 Anlagen die geringste Leistungsklasse mit bis zu 30 kWp (Abb. 1b), die auf kleinen Dächern und Balkonkraftanlagen bevorzugt eingesetzt werden. Im Jahr 2019 stieg der jährliche Zuwachs für Anlagen nach dem EEG erstmals wieder auf über 100.000 neuen Anlagen. Zum 01. Juli 2022 wurde die EEG-Umlage auf Null gesetzt und mit der EEG-Novelle 2023 komplett abgeschafft. Im Jahr 2024 wurden nach Daten der Bundesnetzagentur mit 15.556 neuen Anlagen der bis dahin größte Anstieg verzeichnet. Die aktuellsten Informationen über Photovoltaikanlagen in Berlin, wie beispielsweise ihre Standorte oder statistische Auswertungen zum Ausbau in den Bezirken, sind im Energieatlas Berlin in Form von Karten und Diagrammen abrufbar: https://energieatlas.berlin.de/ . Abb. 1a: Entwicklung nach Bezirken (Datenstand 06.03.2025), Datenquelle: Energieatlas Berlin , basierend auf Daten des Marktstammdatenregisters der Bundesnetzagentur. Abb. 1b: Entwicklung nach Leistungsklassen (Datenstand 06.03.2025), Datenquelle: Energieatlas Berlin , basierend auf Daten des Marktstammdatenregisters der Bundesnetzagentur. Der öffentlichen Hand kommt beim PV-Ausbau eine besondere Vorbildfunktion zu. Mit der Novellierung des Berliner Klimaschutz- und Energiewendegesetzes (EWG Bln) im Jahr 2021 ist bei öffentlichen Neubauten die Errichtung von Solaranlagen auf der gesamten technisch nutzbaren Dachfläche Pflicht. Bei öffentlichen Bestandsgebäuden ist grundsätzlich bis zum 31.12.2024 eine Solaranlage nachzurüsten. Ausnahmen gelten u. a. für Dachflächen, die aufgrund ihrer Lage und Ausrichtung ungeeignet sind oder wenn öffentlich-rechtliche Vorschriften der Errichtung von Solar-Anlagen entgegenstehen. Laut Masterplanstudie zum Masterplan Solarcity Berlin ist das Land Berlin Eigentümerin von 5,4 % der Berliner Gebäude, auf deren Dachfläche 8,3 % des Solarpotenzials entfällt (SenWEB 2019). Eine Übersicht über den aktuellen Stand des Solaranlagenausbaus auf öffentlichen Gebäuden in Berlin ist über den folgenden Link im Energieatlas einsehbar: https://energieatlas.berlin.de/?permalink=PGieokF . Auf den öffentlichen Gebäuden Berlins befinden sich 1029 PV-Anlagen mit einer gesamten installierten Leistung von 64,6 MWp (Stand 31.12.2024, Solarcity Monitoringbericht). Es entfielen im Jahr 2024 ca. 17 % der installierten Leistung auf PV-Anlagen auf öffentlichen Gebäuden des Landes Berlin (Erfassungsstand 21.12.2024). Die meisten der 42.723 PV-Anlagen in Berlin befinden sich auf Gebäuden, die natürlichen Personen gehören (92 %). Dabei ist zu beachten, dass zwar die Gebäude Eigentum von natürlichen Personen sind, die PV-Anlagen jedoch nicht zwangsläufig ihnen gehören müssen, weil Gebäudeeigentümer ihre Dachfläche zur Nutzung an Dritte verpachten können. Auf den Gebäuden von Unternehmen und Genossenschaften sind 5 % der PV-Anlagen installiert. Die PV-Anlagen in Eigentum von natürlichen Personen machen einen Anteil von etwa 55 % der gesamten installierten Leistung aus, weitere 31,3 % entfallen auf PV-Anlagen auf Gebäuden von Unternehmen und Genossenschaften. Diese beiden Akteursgruppen zusammen sind demnach für den Großteil der installierten PV-Leistung verantwortlich. Abb. 2: Eigentümerstruktur als Anteil an der Anzahl der Anlagen sowie an der installierten Leistung (Datenstand 31.12.2024, Datenquelle: Energieatlas Berlin , basierend auf Daten des Marktstammdatenregisters der Bundesnetzagentur. Mit der Erstellung des Energieatlas wurde die bisherige Erfassung im Solaranlagenkataster nicht weitergeführt, sondern umgestellt auf eine Kombination mehrerer Quellen (vgl. Datengrundlage) und Darstellungen. Im Land Berlin gab es zum Stand 31.12.2024 rd. 8.900 solarthermische Anlagen. Derzeit wird deren Zubau nicht für Berlin erfasst. Weitere Lücken ergaben sich durch die Übergabe der Förderung von Solarthermieanlagen von der BAFA an die KfW. Die Entwicklung in Abbildung 3 verdeutlicht, dass sich der Zuwachs an Neuinstallationen ab etwa 2013 im Vergleich zu den Vorjahren stark verringert hat. Insgesamt zeigt sich somit seitdem ein abnehmender Trend. Hauptsächlich werden solarthermische Anlagen in Berlin für die Warmwasserbereitung sowie zur Heizungsunterstützung genutzt. Darüber hinaus gibt es einige größere Solaranlagen für die Trinkwasser- und Schwimmbadwassererwärmung sowie für solare Luftsysteme und Klimatisierung. Vergleichbar der Verteilung bei den PV-Anlagen ist ein eindeutiger Schwerpunkt in den Außenbereichen der Stadt in den dort noch überwiegend vorhandenen landschaftlich geprägten Siedlungstypen sichtbar (vgl. Darstellung auf Postleitzahlebene im Geoportal Berlin , Karte Solaranlagen – Solarthermie, Ebene „Summe der solarthermischen Anlagen pro Postleitzahl“). Abb. 3: Entwicklung solarthermischer Anlagen im Land Berlin nach Anlagenanzahl pro Bezirk (Erfassungsstand 20.02.2024), Datenquelle: Energieatlas Berlin , basierend auf Daten des Marktstammdatenregisters der Bundesnetzagentur. Aufgrund der lückenhaften Erfassung von Anlagen für Warmwasserbereitung kann von einer höheren Gesamtanzahl solarthermischer Anlagen in Berlin ausgegangen werden. Für die Mehrheit der Anlagen wurden Flachkollektoren gewählt. Die meisten solarthermischen Anlagen sind in Berlin auf Einfamilienhäusern installiert worden. Die meisten solarthermischen Anlagen sind in Berlin auf Einfamilienhäusern installiert worden. Für die Jahre nach 2015 liegen für Berlin keine Einzelangaben, nur noch höher aggregierte Daten des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) vor, die keine Rückschlüsse nach Kollektorarten, Gebäudetypen oder Kollektorflächen mehr zulassen. Der Zubau neuer solarthermischer Anlagen ist in Berlin seit 2013 gegenüber den Vorjahren deutlich gesunken. Die Anzahl der Solarthermieanlagen im Jahr 2024 beläuft sich auf ca. 8.900 Anlagen mit einer Gesamtkollektorfläche von ca. 94.300 m² (SenWEB/Monitoringbericht 2024 zum Masterplan Solarcity). Dieser Wert bildet jedoch nicht vollständig die tatsächliche Anzahl der in den vergangenen Jahren neu errichteten Solarthermieanlagen in Berlin ab, sodass von einem höheren Anlagenbestand auszugehen ist. Deutschlandweit hat sich der Zubau der Thermie-Kollektorfläche seit 2015 verlangsamt und bis zum Jahresende 2024 auf einen Zuwachs von Rd. 0,22 Mio. qm reduziert. Insgesamt flacht die Kurve an Zuwachsfläche und Anlagen seit einigen Jahren deutlich ab (Bundesverband Solarwirtschaft 2024). Die flächendeckende Analyse der solaren Einstrahlung liefert die Grundlage zur Berechnung der nutzbaren Strahlung und wird als Jahressumme dargestellt. (IP SYSCON 2022). Für den Berliner Raum wird vom Deutschen Wetterdienst (DWD) für den aktuellen langjährigen Betrachtungszeitraum 1991-2020 eine mittlere Jahressumme der Globalstrahlung, also der Summe wechselnder Anteile aus direkter und diffuser Sonneneinstrahlung, auf eine horizontale Fläche in Höhe von 1081-1100 kWh/m² angegeben. Der Berliner Raum liegt damit ziemlich exakt im Mittel der in Deutschland vorkommenden Bandbreite an Einstrahlungswerten (vgl. Abb. 4). Im Vergleich der beiden letzten Referenzzeiträume 1981-2010 zu 1991-2020 nahm die solare Einstrahlung im Zuge des Klimawandels in Berlin und Brandenburg um 40 bis 50 kWh/m² pro Jahr, also rund 5 %, zu. Die Einstrahlung auf eine horizontale Fläche wird je nach örtlicher Lage von verschiedenen Faktoren beeinflusst (vgl. Methode). Abb. 4: Mittlere Jahressummen der Globalstrahlung in Deutschland für den langjährigen Zeitraum 1991-2020 (unveränderte Wiedergabe; Quelle: Deutscher Wetterdienst (DWD) 2022)

Untersuchung des Transfers von nordatlantischem Tiefenwasser durch den Südatlantik unter Verwendung des kompletten WOCE-Tracerdatensatzes

Der Südatlantik stellt für die Rolle des Nordatlantischen Tiefenwassers (NADW) in der globalen Tiefenwasserzirkulation ('convoy belt') eine Schlüsselregion dar. In dem Vorhaben soll der komplette südatlantische WOCE-Tracerdatensatz zusammen mit weiteren Daten (insbesondere US Programm SAVE) im Bereich des NADW analysiert werden mit dem Ziel, aufbauend auf dem vorliegenden Wissen die Wege und Raten des NADW vom Eintritt am Äquator bis zum Übertritt in den Antarktischen Zirkumpolarstrom weiter aufzuklären. Hierbei soll zwischen den verschiedenen Stockwerken des NADW differenziert werden. Wichtige Teilfragen sind der Austausch des Westlichen Randstroms mit den Wässern östlich hiervon bis hin zum afrikanischen Kontinentalabhang, wobei dem Mittelatlantischen Rücken vermutlich eine besondere Rolle zukommt, sowie der Grad der Rezirkulation des westlichen Randstroms. Die Untersuchung wird sich ausschließlich auf vorhandene Datensätze stützen, Feldarbeiten sind nicht vorgesehen. Ein Vergleich mit Strömungs- und Tracerfeldern eines hochauflösenden Zirkulationsmodells (C. Böning) soll die Untersuchung unterstützen und gleichzeitig den Realitätsgrad der Modellfelder überprüfen.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme, TVH: Systemintegration

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme, TVH: Speichersystem (EEW - Speichersystem)

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

RAZO

Neubau

<p>Neubau - energieeffizient und ökologisch</p><p>So planen Sie Ihren Hausbau möglichst klimafreundlich</p><p><ul><li>Prüfen Sie vorab ehrlich Ihren genauen Wohnbedarf.</li><li>Achten Sie auf möglichst hohe Energieeffizienz (Passivhaus-/ Plusenergiestandard).</li><li>Installieren Sie eine Heizung nur mit erneuerbaren Energien.</li><li>Wählen Sie ökologische Baustoffe und eine Bauweise mit geringem Energieaufwand für die Herstellung (Graue Energie).</li><li>Mit Qualitätssicherung und Erfolgskontrolle vermeiden Sie Baufehler.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Der Bau eines neuen Hauses ist nicht nur unter persönlichen und finanziellen, sondern auch unter Umweltgesichtspunkten eine der folgenreichsten Konsumentscheidungen.</p><p>Dies betrifft den Rohstoffbedarf und Energieverbrauch für Herstellung der Baustoffe, die dauerhafte Flächenversiegelung insbesondere durch Ein- und Zweifamilienhäuser, aber auch Schadstoffemissionen aus Baustoffen.</p><p>Zudem wird mit der Bauart der Energieverbrauch und damit die Betriebskosten des Hauses für die nächsten Jahrzehnte festgeschrieben. Mit den folgenden Tipps können Sie die Umweltwirkungen eines Neubaus verringern.</p><p><strong>Genauen Wohnbedarf prüfen:</strong> Es klingt selbstverständlich, den genauen Wohnbedarf vor der Bauplanung zu klären. Die Praxis zeigt jedoch, dass bei Neubauten eher "zu groß" als "zu klein" geplant wird. Nicht selten führt das dazu, dass das Baubudget knapp und paradoxerweise am energetischen Standard gespart wird, obwohl gerade dieser zukünftige Kosten fürs Heizen verringert. Aus Umweltsicht gibt es drei wichtige Daumenregeln für die Planung des Wohnbedarfs:</p><p><strong>Am Passivhaus orientieren:</strong> Der Passivhausstandard ist die effizienteste und komfortabelste Bauweise. Er entspricht für Neubauten dem "Stand der Technik" und rechnet sich im Normalfall, wenn er kompetent geplant wird. Sehr gute und wärmebrückenfreie Wärmedämmung von Bodenplatte, Wänden, Dach und Fenstern sowie eine luftdichte Bauweise mit Lüftung und Wärmerückgewinnung minimieren den Energieverbrauch. Das ist langfristig am tragfähigsten und schützt am besten vor steigenden Energiepreisen. Gute Luftqualität und warme Raumoberflächen sorgen für einen hohen Wohnkomfort.</p><p><strong>Von Anfang an nur erneuerbare Energien nutzen:</strong> Fossile Brennstoffe sind nicht zukunftssicher und sollten für Neubauten nicht mehr verwendet werden. Heizen mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/waermepumpe">Wärmepumpe</a> ist zum Standard geworden. Für Mehrfamilienhäuser in dicht bebauten Vierteln kann auch Fernwärme eine gute Lösung sein. Im Einfamilienhaus sollten Sie auf eine Zirkulationsleitung für Warmwasser verzichten, um hohe Wärmeverluste zu vermeiden. Der Komfortverlust bleibt überschaubar, wenn der Grundriss so gestaltet ist, dass kurze Leitungen genügen. Nutzen Sie möglichst das vollständige Dach für die Stromerzeugung mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/photovoltaik">Photovoltaik</a>. Die Mehrkosten für eine leistungsstärkere, d. h. nicht auf den Eigenverbrauch optimierten Anlage sind gering. Mit den Erträgen Ihrer Photovoltaikanlage können Sie Effizienzmaßnahmen gegenfinanzieren. Wenn Sie viel erneuerbare Energien gewinnen und wenig Energie brauchen, erreichen Sie sogar ein "Plusenergiehaus".</p><p><strong>Energie im Lebenszyklus berücksichtigen:</strong> Bei Klimaschutzmaßnahmen geht es nicht nur um den Energieverbrauch des Gebäudes während der Nutzungsphase.&nbsp; Es ist sinnvoll, den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes zu betrachten. Hierzu gehören neben der Nutzung die Phasen Herstellung, Errichtung, Entsorgung und Wiederverwendung. Die Energie, die in allen Phasen benötigt wird, wird unter dem Begriff Kumulierter Energieaufwand (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=KEA#alphabar">KEA</a>⁠) zusammengefasst. Ihre Entscheidungen machen einen Unterschied:</p><p><strong>Qualitätssicherung und Erfolgskontrolle fest einplanen:</strong> Empfehlenswert ist eine Baubegleitung, die Fehler in der Bauphase vermeiden kann – und bei besonders effizienten Neubauten auch gefördert wird. Ein Blower-Door-Test weist die angestrebte Luftdichtheit nach oder zeigt, an welchen Stellen nicht sorgfältig genug gearbeitet wurde. Ziel sollte ein Drucktestkennwert n50 kleiner 0,6 1/h sein. Nach Fertigstellung des Gebäudes ist Ihnen ein Energieausweis auszuhändigen. Lassen Sie sich bestätigen, dass die Berechnungen mit der tatsächlichen Bauausführung übereinstimmen. Außerdem geht es um die Frage: Funktioniert das Haus wie gedacht? Überwachen Sie dafür den Energieverbrauch, zum Beispiel mit dem kostenlosen <a href="https://www.energiesparkonto.de/">Energiesparkonto</a>. Stellen Sie eine Abweichung fest, sollten Sie, bei Bedarf mit Energieberater*in, die Ursache suchen und nachbessern (lassen).</p><p><strong>Was Sie noch tun können:</strong></p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation: </strong>Der Strom- und insbesondere der Heizenergieverbrauch der Gebäude verursacht in Deutschland etwa 35 Prozent des Endenergieverbrauchs. Zählt man die Herstellung der Bauprodukte und die Bauphase hinzu, sind Gebäude für etwa 40 Prozent der deutschen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Rund 70 Prozent davon entfallen auf Wohngebäude. Um das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ zu schützen, müssen Neubauten möglichst wenig zu den Treibhausgasemissionen beitragen, also möglichst effizient sein, mit erneuerbaren Energien versorgt und klimafreundlich hergestellt werden. Darüber hinaus gibt es weitere Handlungsfelder für den Umweltschutz im Bereich Bauen und Wohnen: Beispielsweise nahm die Siedlungsfläche 2022 täglich um fast <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/siedlungs-verkehrsflaeche#-das-tempo-des-flachen-neuverbrauchs-geht-zuruck%20">37 Hektar</a> (51 Fußballfelder) zu. Mehr als die Hälfte des Abfalls in Deutschland sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/abfallaufkommen#bau-abbruch-gewerbe-und-bergbauabfalle">Bau- und Abbruchabfälle</a>.</p><p><strong>Gesetzeslage: </strong>Das Klimaschutzgesetz gibt vor, dass Deutschland 2045 netto keine Treibhausgasemissionen mehr verursachen darf – was auch für Gebäude und ihre Heizungen gilt. Das Brennstoffemissionshandelsgesetz hat einen CO₂-Preis eingeführt, was Erdgas und Heizöl nach und nach immer teurer machen wird. Zudem wird dieses Gesetz die zulässigen Emissionsmengen begrenzen. Deshalb ist es sinnvoll, ein Haus von Anfang an möglichst effizient zu errichten und mit erneuerbaren Energien zu versorgen.</p><p>Das <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/index.html">Gebäudeenergiegesetz</a> (GEG) begrenzt den zulässigen Bedarf an nicht-erneuerbarer ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ und die Wärmeverluste durch die Gebäudehülle. Es bestimmt, wann neu installierte Heizungen mindestens welchen Anteil erneuerbarer Energien nutzen müssen. Neubauten müssen auch Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz einhalten, damit sich Räume im Sommer weniger überhitzen. Zur Baufertigstellung ist ein Energieausweis auszustellen, und der Bauherr oder Eigentümer muss der <a href="https://www.bbsr-geg.bund.de/GEGPortal/DE/ErgaenzendeRegelungen/Vollzug/RegelLaender/RegelLaender-node.html">nach Landesrecht zuständigen Behörde</a> in einer Erfüllungserklärung bestätigen, dass die Anforderungen des Gesetzes eingehalten werden.</p><p>Neubauten, die die gesetzlichen Anforderungen übertreffen, werden im Programm <a href="https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Privatpersonen/Neubau/">Klimafreundlicher Neubau Wohngebäude</a>&nbsp;mit zinsverbilligten Krediten gefördert. Für Neubauten mit Nachhaltigkeitszertifizierung steigt der Kredithöchstbetrag und es gelten bessere Förderbedingungen.</p><p>Der Betrieb einer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/photovoltaik/photovoltaik-dachanlagen">Photovoltaik-Dachanlage</a> lohnt sich auf Einfamilienhäusern in erster Linie durch den vermiedenen Strombezug ("Eigenverbrauch"). Zusätzlich wird für den überschüssigen Strom, der in das Netz eingespeist wird, eine Vergütung nach dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-gesetz">Erneuerbare-Energien-Gesetz</a> gezahlt. Ein Batteriespeicher lohnt sich nicht in allen Fällen – lassen Sie sich ein Angebot mit und eines ohne Batteriespeicher geben.</p><p>Nach und nach werden wir mit mehr erneuerbaren Energien heizen. Das ist gut für das Klima und auch für Ihren Geldbeutel. Unser Entscheidungsbaum hilft Ihnen durch die Paragraphen des neuen Gebäudeenergiegesetzes, die seit dem 1.1.2024 gelten. (Stand: 10/2024)</p><p><strong>Marktbeobachtung: </strong>Das Neubaugeschehen ist derzeit rückläufig: während seit 2016 rund 30.000 Wohnungen pro Monat genehmigt wurden, waren es 2023 monatlich noch rund 20.000.1 Schon seit einigen Jahren setzt die deutliche Mehrheit neu errichteter Wohngebäude beim Heizen auf Wärmepumpen. 2022 lag der Anteil bei 70 Prozent, Tendenz steigend.2</p><p>Es gibt eine Reihe von Gebäudestandards: Das <strong>Effizienzhaus</strong> beschreibt förderfähige Häuser. Ein Effizienzhaus 40 bedeutet, dass sein Primärenergiebedarf nur noch 40 Prozent des Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes beträgt, also eines Gebäudes mit gleicher Geometrie, aber im GEG festgelegten energetischen Eigenschaften. Ein <strong>Plusenergiehaus</strong> gewinnt im Jahresverlauf mehr Energie aus erneuerbaren Energien, als es selbst verbraucht. Am effizientesten ist das <strong>Passivhaus</strong>, das einen so geringen Heizwärmebedarf hat, dass die Abwärme der Bewohner*innen und üblicher Haushaltsgeräte zum Heizen ausreicht. Das erreicht es mit kompakter Bauweise, hervorragendem Wärmeschutz, hoher Luftdichtheit und Lüftung mit Wärmerückgewinnung. Es ist ratsam, effiziente Häuser wie das Passivhaus mit einer speziell angepassten Methode wie dem Passivhaus-Projektierungspaket zu planen, um ausreichend genaue Ergebnisse zu erzielen.</p><p>Auch wenn ein Haus an sich ziemlich viel Geld kostet: Der Blick allein auf die Investitionskosten übersieht die Tatsache, dass ein Haus für Heizung, Betrieb, Instandhaltung usw. jahrzehntelang Geld kostet. Wichtiger als die Investitionskosten sind also die gesamten Lebenszykluskosten. Zusätzlich gibt es auch Möglichkeiten, ohne Verlust an Umweltqualität die Anschaffungskosten zu verringern: Kompakte Kubatur, kleine Wohnfläche oder nahe beieinander liegende Räume mit Wasserbedarf (Bäder und Küche) für kurze (Ab-)Wasserleitungen und Lüftungskanäle. Eine Lüftung mit Wärmerückgewinnung und die Beseitigung von Wärmebrücken senken die Heizlast und erlauben eine kleinere und günstigere Heizung einzubauen.</p><p>&nbsp;</p><p><strong>Quellen:</strong></p><p>1 Statistisches Bundesamt: <a href="https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Bauen/_inhalt.html#sprg229260">Monatlich genehmigte Wohnungen</a></p><p>2 Statistisches Bundesamt: Auswahl <a href="https://www-genesis.destatis.de/genesis//online?operation=table&amp;code=31111-0008&amp;bypass=true&amp;levelindex=0&amp;levelid=1706716056044%20">Wohngebäude</a></p>

Anteil Photovoltaik am Stromverbrauch (Gem.)

Die Karte zeigt die Bedeutung der Photovoltaik für die Stromversorgung der Gemeinden in Bayern. Die Stromerzeugung aus Photovoltaik wird zum Stromverbrauch der Gemeinde ins Verhältnis gesetzt. Es handelt sich um berechnete Werte.

Anteil Photovoltaik am Stromverbrauch (Reg.-Bez.)

Die Karte zeigt die Bedeutung der Photovoltaik für die Stromversorgung der Regierungsbezirke in Bayern. Die Stromerzeugung aus Photovoltaik wird zum Stromverbrauch des Regierungsbezirks ins Verhältnis gesetzt. Es handelt sich um berechnete Werte.

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