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s/wärme aus erneuerbaren energie/Wärme aus erneuerbaren Energien/gi

Untersuchungen zur Weiterentwicklung der Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger im Bereich erneuerbare Wärme

Das Umweltbundesamt (⁠ UBA ⁠) erstellt jährlich die Emissionsbilanz für erneuerbare Energien, die ausweist wie viel Treibhausgasemissionen durch den Einsatz von Erneuerbaren in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr eingespart wurden. Die Berechnung fußt auf den Energieverbräuchen, die durch die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) ermittelt werden und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Fokus im vorliegenden Forschungsvorhaben lag auf der Untersuchung zur Weiterentwicklung im Bereich erneuerbare Wärme. Ziel ist es, Substitutionsfaktoren für die verschiedenen Erneuerbaren abzuleiten und für verschiedene Technologien auf Basis von Literaturrecherche die den aktuellen Analysen zugrundeliegenden Nutzungsgrade zu aktualisieren und den notwendigen Hilfsenergieeinsatz zu bestimmen. Gemeinsam mit Informationen hinsichtlich der Emissionsfaktoren der verschiedenen Energieträger lassen sich somit die eingesparten Emissionen quantifizieren. Veröffentlicht in Texte | 138/2022.

Kurzgutachten Kommunale Wärmeplanung

Auf dem Weg zur treibhausgasneutralen Wärmeversorgung des Gebäudebestands bestehen vielfältige Planungsbedarfe auf kommunaler Ebene. Strategien zur Reduzierung des Endenergiebedarfs der Gebäude und zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung durch Einbindung erneuerbarer Energien und unvermeidbarer Abwärme sind in Einklang zu bringen. Dafür ist eine räumliche Abstimmung für die Erschließung von erneuerbaren Wärmequellen, der damit verbundenen Infrastrukturen und Wärmesenken erforderlich. Darüber hinaus muss in diesen Prozess die strategische Entwicklung von dezentralen und netzgebundenen Versorgungssystemen sowie von Strom-, Wärme- und Gasnetzen eingeschlossen werden. Wie in einigen Nachbarländern schon teils seit Jahrzehnten praktiziert, rückt die kommunale Wärmeplanung daher nun auch in Deutschland in den Mittelpunkt der wissenschaftlichen und praktischen Debatte. In einigen Bundesländern ist die Wärmeplanung für Kommunen bereits verpflichtend und wird somit zum Teil der kommunalen Daseinsvorsorge. Sie dient der Erschließung bestehender Potenziale in einer Kommune und der Koordination von Investitionsentscheidungen mit Blick auf die treibhausgasneutrale Wärmeversorgung des Gebäudebestands. Ziel dieser Studie ist es, den aktuellen Stand der wissenschaftlichen Debatte zur kommunalen Wärmeplanung aufzubereiten sowie einen Beitrag zu einem gemeinsamen Begriffsverständnis zu leisten. Davon ausgehend werden eine Einordnung der Möglichkeiten und Grenzen des Instruments vorgenommen sowie Weiterentwicklungs- und Forschungsbedarfe abgeleitet. Um dahin zu gelangen, werden potenzielle Aufgaben der kommunalen Wärmeplanung und ein Referenzmodell der kommunalen Wärmeplanung in vier Schritten vorgestellt. Zudem werden Einsatzbedingungen, Umsetzungshemmnisse und Lösungsansätze auf kommunaler Ebene reflektiert. Das Gutachten basiert auf der Auswertung von zehn Forschungs- bzw. pilothaften Praxisvorhaben und einem Expert*innenworkshop. Quelle: Forschungsbericht

AGEE-Stat aktuell - Nr.: 1/2019

Liebe Leserin, lieber Leser, mit der ersten Ausgabe unseres Newsletters „AGEE-Stat aktuell“ im Jahr 2019 können wir Ihnen neueste Daten zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in den Bereichen Strom, Wärme und Verkehr für das Jahr 2018 präsentieren. Gerne weisen wir Sie an dieser Stelle auf unser aktuelles Hintergrundpapier mit allen aktuellen Fakten, Zahlen und Grafiken zu den wichtigsten Indikatoren der Erneuerbaren hin. Eine interessante Lektüre wünscht das Team der Geschäftsstelle der AGEE-Stat am Umweltbundesamt Erneuerbare Energien im Jahr 2018 Die Geschäftsstelle der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) stellt erste Daten zur Entwicklung der erneuerbaren Energien im Jahr 2018 bereit. Die Zahlen zeigen ein sehr gemischtes Bild: Während erneuerbarer Strom  bereits fast 38 Prozent des Bruttostromverbrauchs deckt, entwickeln sich die erneuerbaren Energien für Wärme und Verkehr seit einigen Jahren wenig dynamisch. Im Einzelnen stellen sich die Entwicklungen wie folgt dar: Nachdem die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern im Jahr 2016 stagnierte und das starke Wachstum im Jahr 2017 der Windenergie zuzuschreiben war, sorgten im Jahr 2018 vor allem die Rekordwerte bei der Solarstrahlung für einen weiteren Anstieg der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen. Insgesamt stieg der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch von 36,0 Prozent im Jahr 2017 auf nunmehr 37,8 Prozent im Jahr 2018. Diese positive Entwicklung ist insbesondere auf das extrem sonnige Wetter und die damit verbundenen hohen Werte bei der Stromerzeugung aus Photovoltaik-Anlagen zurückzuführen. Auch die Stromerzeugung aus Windenergieanlagen stieg im Vergleich zum Vorjahr nochmals an – begünstigt durch den starken Zubau am Ende des vergangenen Jahres. Die Stromerzeugung aus Biomasse lag in etwa auf Vorjahresniveau. Aufgrund der langanhaltenden Trockenheit im Jahr 2018 sank die Stromerzeugung in Wasserkraftwerken dagegen um etwa 18 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Insgesamt lag die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen mit 225,7 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) rund 4 Prozent über dem Niveau des Vorjahres (216,3 Mrd. kWh). Nach derzeitigen Erkenntnissen der AGEE-Stat lag der Endenergieverbrauch erneuerbarer Energien für Wärme und Kälte im Jahr 2018 mit 170,9 Mrd. kWh auf dem Niveau des Vorjahres. Aufgrund der relativ warmen Witterung sank der gesamte Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte leicht gegenüber dem Jahr 2017. Insgesamt stieg damit der Anteil erneuerbarer Wärme um 0,5 Prozentpunkte auf 13,9 Prozent, nach etwas niedrigeren Werten in den beiden Vorjahren wurde damit fast wieder das Niveau der Jahre 2012 bis 2014 erreicht. Insgesamt zeichnen sich für das Jahr 2018 bei den einzelnen Technologien unterschiedliche Entwicklungen ab. Während bei der Solarthermie (+ 13 Prozent) und der Geothermie und Umweltwärme (+ 9 Prozent) hohe Zuwächse registriert werden konnten, sank der Endenergieverbrauch aus Biomasse leicht. Der Anstieg beim Absatz von Biokraftstoffen sorgte zusammen mit dem steigenden Anteil der Erneuerbaren im Strommix dafür, dass der Einsatz der erneuerbaren Energien im Verkehrssektor im Jahr 2018 nach einigen Jahren erstmals wieder wuchs. Der Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Endenergieverbrauch im Verkehrssektor lag im Jahr 2018 bei 5,6 Prozent und damit 0,4 Prozentpunkte über dem Vorjahreswert. Die Publikation „Erneuerbare Energien in Deutschland – Daten zur Entwicklung im Jahr 2018“ stellt die oben genannten Entwicklungen graphisch und tabellarisch dar und gibt zusätzliche Hintergrundinformationen. Den Link zum Download des Hintergrundpapiers finden sie im folgenden Newsletterbeitrag. Weitere aktuelle Daten und Fakten zur Entwicklung der erneuerbaren Energien sind auf den Themenseiten des Umweltbundesamtes sowie im Internetportal Erneuerbare Energien des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) verfügbar.

AGEE-Stat aktuell - Nr.: 4/2018

Liebe Leserin, lieber Leser, mit der vierten Ausgabe unseres Newsletters „AGEE-Stat aktuell“ im Jahr 2018 möchten wir Sie über die aktuelle Veröffentlichung der jährlichen Publikation „Erneuerbare Energien in Zahlen – Nationale und Internationale Entwicklung im Jahr 2017“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) informieren und einen kurzen Überblick über die neuesten Entwicklungen der erneuerbaren Energien geben. Eine interessante Lektüre wünscht das Team der Geschäftsstelle der AGEE-Stat am Umweltbundesamt Erneuerbare Energien in Zahlen – Entwicklung im Jahr 2017 Die neue Publikation „Erneuerbare Energien in Zahlen – Nationale und internationale Entwicklung im Jahr 2017“ wurde auf den Internetseiten des BMWi veröffentlicht. Sie veranschaulicht mit einer Vielzahl interessanter Grafiken und Tabellen die Entwicklung der erneuerbaren Energien im Strom-, Wärme- und Verkehrssektor im Jahr 2017 und gibt Einblicke in die Auswirkungen auf Wirtschaft und Klima. Neben Daten zur Entwicklung in Deutschland hält die Publikation auch interessante Fakten zum Status Quo der erneuerbaren Energien in Europa und der Welt bereit. Grundlage der Daten für Deutschland sind die Ergebnisse der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat), die im Auftrag des BMWi die Bilanz der erneuerbaren Energien für Deutschland erarbeitet. Die der Publikation zugrunde liegenden Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien ab dem Jahr 1990 sind sowohl im EXCEL- als auch im PDF-Format im Internet auf dem Informationsportal Erneuerbare Energien des BMWi verfügbar. Des Weiteren finden Sie auf diesen Internetseiten eine Vielzahl von Schaubildern zur Entwicklung der erneuerbaren Energien. Wünschen Sie eine Druckversion der Publikation? Auf den Internetseiten des BMWi können Sie kostenlos Exemplare der Publikation „Erneuerbare Energien in Zahlen“ bestellen. Erneuerbare Energien im Jahr 2017 – Effekte auf Wirtschaft und Klima Eine nachhaltige Energieversorgung basiert zu 100 Prozent auf erneuerbaren Energieträgern. Quelle: Thaut Images / Fotolia.com Insgesamt entwickelten sich die erneuerbaren Energien im Jahr 2017 in den einzelnen Sektoren sehr unterschiedlich: Während es im Strombereich auf Grund eines sehr guten Windjahres eine sehr positive Entwicklung gab, stagnierten die erneuerbaren Energien im Wärme- und Verkehrssektor. So stieg der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch von 31,6 % (2016) auf 36,0 % (2017) kräftig an. Der Anteil der erneuerbaren Energien im Wärmesektor sank gegenüber dem Vorjahr leicht von 13,5 % auf 13,2 % und der Anteil biogener Kraftstoffe einschließlich des Stromverbrauchs im Verkehr blieb konstant bei 5,2 %. Die Nutzung erneuerbarer Energien schützt das Klima, sorgt gleichzeitig für positive wirtschaftliche Effekte und ist seit Jahren ein bedeutender Wirtschaftsfaktor für Deutschland. Mit den neu veröffentlichten Zahlen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien konnten auch die damit verbundenen Effekte für Wirtschaft und Klima neu bestimmt werden: Mit der positiven Entwicklung, besonders im Bereich der Windenergie, stiegen sowohl die Investitionen in neue Anlagen im Bereich der erneuerbaren Energien als auch die wirtschaftlichen Impulse aus dem Betrieb bestehender Anlagen gegenüber dem Vorjahr an. Dabei überstiegen die wirtschaftlichen Impulse aus dem Betrieb von Erneuerbare-Energien-Anlagen mit 16,2 Milliarden Euro die Investitionen in neue Anlagen (15,7 Milliarden Euro) erneut. Der insgesamt steigende Einsatz erneuerbarer Energien besonders im Stromsektor und die damit verbundene Verdrängung fossiler Energieträger führten zu einer signifikanten Steigerung der vermiedenen Treibhausgasemissionen. Im Jahr 2017 wurden durch die Nutzung erneuerbarer Energien Treibhausgasemissionen in Höhe von 177 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten vermieden. Davon ist der größte Anteil von rund 135 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten auf die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zurückzuführen. Weitere interessante Informationen zu den Entwicklungen der einzelnen erneuerbaren Energieträger im Strom-, Wärme- und Verkehrssektor und viele weitere Informationen rund um das Thema der erneuerbaren Energien finden sich im Internet auf dem Informationsportal „Erneuerbare Energien“ des BMWi.

Identifying and supporting vulnerable households in light of rising fossil energy costs

Rising energy prices, poor energy performance of buildings and low incomes can leave households unable to meet their energy needs, adequately heat their homes or pay their energy bills. These households are referred to as energy poor or vulnerable households. However, a standardised definition and robust indicators of energy poverty are currently lacking in Germany. This study therefore addresses the concepts of energy poverty and vulnerability, presents definitions and indicators, and looks at policies and measures to support affected groups. The study emphasises that energy poverty should not be seen as part of general poverty, but as a distinct structural problem. Due to budget constraints or lack of decision-making power, affected households are unable to respond adequately to an increase in fossil fuel prices, for example as a result of ⁠ CO2 ⁠ pricing, by investing in energy-efficient refurbishment or renewable heat. To prevent a worsening of social inequalities as a result of the European carbon pricing scheme for buildings and transport (ETS2), the Social Climate Fund will be established at EU level to complement the ETS2. The National Social Climate Plans, due in mid-2025, require EU member states to define energy poverty and vulnerability, develop indicators to identify these groups, and design policies and measures to help these groups transition to climate-friendly technologies. Using a range of indicators, the study concludes that around 3 million households in Germany are vulnerable to rising fossil fuel prices. This represents around 10% of the 30 million households that use fossil fuels for heating. More than 80% of these vulnerable households live in multi-family dwellings and almost all of them are tenants. The study examines different instruments to support vulnerable households and also looks at good practice examples from other countries. Socially differentiated financing of efficiency and decarbonisation measures, similar to the French MaPrimeRénov' programme, could also help those households to invest that have so far hardly benefited from state funding programmes in Germany. Veröffentlicht in Texte | 01/2025.

Erneuerbare Wärmeversorgung im vermieteten Gebäudebestand

Die Studie untersucht die Rechtslage nach der Novelle des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) 2023 zum Tausch von Heizungsanlagen in Mietgebäuden, einschließlich des Umstiegs auf gewerbliche Wärmelieferungen (z.B. Fernwärme). Dabei werden rechtliche und wirtschaftliche Hindernisse für die Umsetzung der Vorgabe analysiert, neue Heizungen mit mindestens 65 % erneuerbare Wärme einbauen (§ 71 GEG). Ziel der erarbeiteten Vorschläge ist es, die Umsetzung der 65 %-Erneuerbaren-Wärme-Vorgabe zu erleichtern. Vermieter für die Umsetzung zu motivieren, Mieter vor übermäßigen Belastungen zu schützen. Besonders werden Änderungen bei der Modernisierungsumlage für Fälle des Heizungsaustauschs sowie Reformvorschläge für die Regelung von Wärmelieferungen erarbeitet, um gleiche Wettbewerbsbedingungen zu schaffen. Veröffentlicht in Texte | 10/2025.

Microsoft PowerPoint - 170418 Sektorenkopplung Workshop Teil 2b.pptx

„Nutzung von Strom aus Erneuerbaren Energien im Wärmebereich“ Ordnungsrahmen für Sektorkopplung A. Kraft 26.04.2017 EEB ENERKO Energiewirtschaftliche Beratung GmbH Agenda  Ausgangssituation  Zwei Fallstudien  PtH in kleinen, KWK basierten Nahwärmenetzen (<40 GWh)  PtH in großen Wärmenetzen mit Grundlasterzeugern (>200 GWh)  Diskussion 26.04.2017 Sachsen-Anhalt: Strom aus Erneuerbaren Energien im Wärmebereich - Workshop Teil 2b Folie 2 Marktchance für PtH – heute und zukünftig Einsatzfeld / Wertschüpfung 1 Nutzung regionaler, ‚ netzbedingter Überschüsse / Nutzung überregionaler, Engpassmanagement marktbedingter Überschüsse, ab 2030 weitgehend reg. Erzeugung => Sektorkopplung  Negative Regelenergie 0 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026  Anwendungsfall 1 ist wegen des engen Marktumfeld z.Z. wenig lukrativ 2028 2030  Für Anwendungsfall 2 sind erste regulatorische Randbedingungen geschaffen worden  Für Anwendungsfall 3 sind die Weichen noch zu stellen => Umlagen- und NNE-Regelungen 26.04.2017 Sachsen-Anhalt: Strom aus Erneuerbaren Energien im Wärmebereich - Workshop Teil 2b Folie 3

Erneuerbare Wärme

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.

Identifying and supporting vulnerable households in light of rising fossil energy costs

Rising energy prices, poor energy performance of buildings and low incomes can leave households unable to meet their energy needs, adequately heat their homes or pay their energy bills. These households are referred to as energy poor or vulnerable households. However, a standardised definition and robust indicators of energy poverty are currently lacking in Germany. This study therefore addresses the concepts of energy poverty and vulnerability, presents definitions and indicators, and looks at policies and measures to support affected groups. The study emphasises that energy poverty should not be seen as part of general poverty, but as a distinct structural problem. Due to budget constraints or lack of decision-making power, affected households are unable to respond adequately to an increase in fossil fuel prices, for example as a result of CO2 pricing, by investing in energy-efficient refurbishment or renewable heat.To prevent a worsening of social inequalities as a result of the European carbon pricing scheme for buildings and transport (ETS2), the Social Climate Fund will be established at EU level to complement the ETS2. The National Social Climate Plans, due in mid-2025, require EU member states to define energy poverty and vulnerability, develop indicators to identify these groups, and design policies and measures to help these groups transition to climate-friendly technologies.Using a range of indicators, the study concludes that around 3 million households in Germany are vulnerable to rising fossil fuel prices. This represents around 10% of the 30 million households that use fossil fuels for heating. More than 80% of these vulnerable households live in multi-family dwellings and almost all of them are tenants.The study examines different instruments to support vulnerable households and also looks at good practice examples from other countries. Socially differentiated financing of efficiency and decarbonisation measures, similar to the French MaPrimeRénov' programme, could also help those households to invest that have so far hardly benefited from state funding programmes in Germany.

Untersuchungen zur Weiterentwicklung der Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger im Bereich erneuerbare Wärme

Das Umweltbundesamt (UBA) erstellt jährlich die Emissionsbilanz für erneuerbare Energien, die ausweist wie viel Treibhausgasemissionen durch den Einsatz von Erneuerbaren in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr eingespart wurden. Die Berechnung fußt auf den Energieverbräuchen, die durch die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) ermittelt werden und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Fokus im vorliegenden Forschungsvorhaben lag auf der Untersuchung zur Weiterentwicklung im Bereich erneuerbare Wärme. Ziel ist es, Substitutionsfaktoren für die verschiedenen Erneuerbaren abzuleiten und für verschiedene Technologien auf Basis von Literaturrecherche die den aktuellen Analysen zugrundeliegenden Nutzungsgrade zu aktualisieren und den notwendigen Hilfsenergieeinsatz zu bestimmen. Gemeinsam mit Informationen hinsichtlich der Emissionsfaktoren der verschiedenen Energieträger lassen sich somit die eingesparten Emissionen quantifizieren. Quelle: Forschungsbericht

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