Christian Maaß: Was es für die Fernwärme 3.0 braucht

christian maass

Ich war letzte Woche bei einem sehr interessanten Event in Wien. Es ging um die städtische Wärmewende und der Saal war mit fast 300 Leuten randvoll! Das Thema scheint endlich angekommen zu sein und mit diesem tollen Line-Up an Speakern scheint man den Nerv der Zeit getroffen zu haben. Ich finde es toll, dass man sich dafür internationale Beispiele in die Bundeshauptstadt Österreichs geholt hatte. Es gab übrigens auch einige Twitterer unter den anwesenden und auch ich habe mal wieder einen „Live-Ticker“ gestartet. Hier alle Tweets mit dem Hasthag #wärmewende. Ich glaub überhaupt, dass das Wort Wärmewende auf Twitter noch nie so präsent war wie an dem Tag.

Was mich beim Event besonders gefreut hat war, dass eins meiner Lieblingsinstitute in meine Heimatstadt eingeladen worden war. Das Hamburg Institut beschäftigt sich ja als eines der wenigen Institute in Deutschland mit dem Thema Solarthermie und vor allem solarer Fernwärme intensivst und weiß daher auch um die verborgenen Potenziale Bescheid wie sonst kein anderes Institut. Es freut mich sehr, dass wir nach Herrn Sandrock, mit dem wir hier schon gesprochen haben, nun mit Christian Maaß, einem weiteren Geschäftsführer des Instituts sprechen durften.

Cornelia Daniel: Herr Maaß, Sie haben bei der Veranstaltung die Studie mit dem klingenden Titel „Fernwärme 3.0“ präsentiert. Was steckt dahinter?

Christian Maaß: Wir sind überzeugt, dass die Fernwärme eine wichtige Rolle für die Wärmewende spielen sollte. Im Moment tut sie das noch nicht, weil zu wenige Fernwärmeversorger in Erneuerbare Wärme investieren. Dabei bieten Fernwärmenetze die Chance, Erneuerbare Energien in größerem Maßstab und damit viel kostengünstiger zu integrieren als dies bei kleinen dezentralen Anlagen an Gebäuden möglich ist.

Bei Ihrem Vortrag haben Sie eingangs erzählt, wie schlecht es um die Wärmewende derzeit bestellt ist und dass der erneuerbare Anteil bei 10% seit Jahren stagniert. Wie ist Ihre Erklärung davon?

Aufgrund einer Änderung der Statistik bei der Anrechnung von Wärmepumpen-Strom, liegen wir neuerdings bei rund 12% Erneuerbare Wärme. Faktisch hat sich aber nichts verändert: Erneuerbare Wärme wird meist dezentral in Kaminöfen erzeugt. Diese Entwicklung ist für Städte sicherlich keine Zukunftsoption. Zukunftsweisende Technologien wie Geothermie, Solarthermie und Abwärmenutzung spielen bisher nur eine geringe Rolle.

Etwas später haben Sie aufhorchen lassen, als Sie meinten, dass das Allheilmittel Energieeffizienz nicht das wird leisten können, was viele erwarten. Könnten Sie nochmal erklären, warum Sie meinen, dass mehr als 50% Energieeinsparungen durch Effizienzmaßnahmen illusorisch sind und wir uns nicht darauf verlassen dürfen?

Wir brauchen deutlich mehr Anstrengungen bei der Sanierung, das ist unstreitig. Zugleich muss man sich vergegenwärtigen, dass die bisherigen Bemühungen nur bescheidenen Erfolg hatten: Seit 1990 ist der absolute Wärmebedarf für Wohngebäude nur um rund 12% gesunken – obwohl die Bundesregierung nach der Deutschen Einheit ein beispielloses Sanierungsprogramm aufgelegt hat und seitdem –zig Milliarden Fördergelder ausgegeben wurden. Die meisten tief hängenden Früchte sind bei der Gebäudesanierung bereits geerntet, die Sanierung wird tendenziell schwieriger und teurer. Jedes Jahr kommen neue Gebäude hinzu, die einen Teil der Einsparungen wieder aufzehren. Wenn man bei der Gebäudeeffizienz gegenüber dem heutigen Stand 50% einsparen will, dann müsste die Politik über Ordnungsrecht und Förderprogramme in ganz anderen Größenordnungen sprechen. Für beides sehe ich auf absehbare Zeit keinen politischen Willen. In der Effizienzpolitik setzt man sich seit langem ambitionierte Ziele – und ist bislang gescheitert. Deshalb ist es fahrlässig, wenn man weiterhin die Erneuerbare Wärme ignoriert und sich damit beruhigt, die Effizienz werde es schon richten. Damit läuft man Gefahr, dass Deutschland seine Klimaschutzziele nicht erreicht. Die Wärmepolitik braucht neben der Effizienzpolitik ein zweites Standbein, die Erneuerbaren Energien.    

Welchen Wert an Energieeffizienzeinsparungen halten Sie für realistisch bis 2030 bzw. 2050?

Wenn man bedenkt, dass wir in Deutschland rund 19 Millionen Gebäude haben, die nur alle drei oder vier Jahrzehnte saniert werden, dann ist 2030 praktisch schon übermorgen. In 14 Jahren kann man nur begrenzt etwas bewegen, selbst wenn die Bundesregierung in der kommenden Legislaturperiode doch noch eine verbesserte steuerliche Abschreibung für Sanierungen beschließt. Bis 2050 ist mehr möglich – auch, weil sich bis dahin technologisch neue Optionen bei der Gebäudedämmung ergeben werden. Wenn der Preis für Erdgas und Heizöl jedoch dauerhaft niedrig bleibt, wäre dies ein zusätzliches gravierendes Problem für die Wärmewende. Wichtig ist daher, so bald wie möglich eine ökologische Steuerreform durchzuführen, mit der Heizöl und Erdgas höher belastet werden – und die Steuerzahler entsprechend an anderer Stelle entlastet werden. Mit einer solchen konsequenten Politik kommt man bis 2050 hoffentlich auf eine Einsparung von 40% gegenüber heute.

In der Studie wird das Wärmenetz der Zukunft skizziert. Die untenstehende Grafik hat mich besonders beeindruckt, können Sie diese kurz erklären?

Die Fernwärme muss sich technisch-strukturell grundlegend verändern. Fernwärme heißt heute noch, Wärme aus wenigen, zentralen Quellen in Richtung Verbraucher zu verteilen. Die künftige Rolle von Wärmenetzbetreibern in größeren Städten liegt hingegen darin, teils volatile Angebote von Wärme und Abwärme aus unterschiedlichsten Quellen einzusammeln, zu speichern, Angebot und Nachfrage zu koordinieren und dabei Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Dieses neue System wird in der Grafik skizziert.

Wärmenetz der Zukunft

(c) Hamburg Institut, Fernwärme 3.0

Es gab auch einige kritische Aussage zum Thema KWK. Was läuft in dieser Hinsicht derzeit falsch?

Die derzeitige Ausgestaltung der KWK-Förderung setzt falsche Anreize: Anstatt die KWK flexibel und am Strommarkt orientiert zu betreiben, wird KWK häufig wärmegeführt betrieben – selbst in Zeiten, in denen Windkraftanlagen wegen Netzengpässen abgeregelt werden. Viele Fernwärmenetzbetreiber kommen aufgrund diverser Förderungen wie vermiedenen Netzentgelten, der Steuerbefreiung für Erdgas-KWK und dem KWK-Bonus auf sehr niedrige Wärmegestehungskosten für KWK-Wärme. Das benachteiligt die Erneuerbare Wärme, die ohne die KWK-Quersubventionierung häufig schon konkurrenzfähig gegenüber Erdgaskesseln wäre.

Welche Rolle spielt die Solarthermie in Ihrer Studie?

Wir erwarten, dass sich diese Technologie noch stärker als bisher durchsetzen wird. In Dänemark entstehen dutzende Anlagen mit jeweils mehreren Hektar Kollektorfläche, die in Wärmenetze kleinerer und mittlerer Städte einspeisen. Gekoppelt mit großen, saisonalen Wärmespeichern kommt man auf solare Deckungsgrade von bis zu 50% – und das alles zu attraktiven Wärmepreisen.

Sie meinten, dass die große Solarthermie um 4-5 fach günstiger ist als die derzeit verbreitete kleine dezentrale. Warum passiert hier trotzdem so wenig?

Das hängt häufig auch an der Flächenfrage. In Deutschland heißt es häufig, Solarthermie gehöre auf die Dächer. Dabei wird vergessen, dass kleine Anlagen auf Dächern von Bestandgebäuden in aller Regel keine Alternative zu Erdöl und Erdgas darstellen, sondern immer nur eine kleine Ergänzung, mit der 10 oder 15% fossile Energien eingespart werden. Die Erneuerbaren Energien müssen aber auch im Wärmemarkt die tragende Rolle übernehmen und die fossilen Energien weitgehend verdrängen. Das geht nur, wenn man Wärme zu wettbewerbsfähigen Preisen erzeugt – bei der Solarthermie kommt man auf Wärmegestehungskosten von 3 bis 5 cent je kWh für Freiflächenanlagen. Deswegen müssen wir in Deutschland umdenken und auch der Solarthermie Flächen am Rand von Städten und Gemeinden zur Verfügung stellen. Im Vergleich zu Biomasse ist die Flächeneffizienz unschlagbar: Pro Quadratmeter erzielt Solarthermie rund 40-50 mal so hohe Erträge wie Biomasse (!! Das haben wir auch hier schon gezeigt) – und im Vergleich zu Maisäckern ist die Biodiversität deutlich höher.

Abschließend: Was bräuchte die Wärmewende jetzt um in die Richtung zu kommen, die Sie in der Studie vorschlagen?

Um es in ein paar Stichworte zusammenzufassen: Eine ökologische Steuerreform mit Fokus auf Erdgas und Heizöl, eine Nutzungspflicht für Erneuerbare Energien im Gebäudebestand, eine möglichst flächendeckenden kommunalen Wärmeplanung, eine grundlegende Reform der KWK-Förderung – und einen besseren Verbraucherschutz und mehr Bürgerbeteiligung für die Fernwärme. Nur wenn die Verbraucher mitziehen, kann die Fernwärme so ausgebaut werden, wie wir uns dies für die Wärmewende wünschen. Solange jedoch vielerorts Verbraucher den Verdacht hegen, vom örtlichen Monopolisten mit vermeintlich überzogenen Fernwärmepreisen zu einer Sonderabgabe für den kommunalen Haushalt herangezogen zu werden, entsteht nicht das nötige Vertrauen. Wir brauchen mehr Kontrolle, Transparenz und Bürgerbeteiligung, zum Beispiel über Bürgerenergiegenossenschaften als Betreiber von Wärmenetzen.

Vielen Dank für diese interessanten Einblicke. Hoffen wir, dass es die richtigen Leute lesen. Hier natürlich auch noch der Link zur Studie Fernwärme 3.0 und nun auch der gesamte Vortrag zum Nachschauen.

Bild: (c) Christian Maaß

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4 Kommentare zu “Christian Maaß: Was es für die Fernwärme 3.0 braucht”

  1. Dr.-Ing. Frank Triesch

    Die Fernwärme in ihrer derzeitigen Monopolstruktur wird keinen Beitrag zur Wärmewende leisten!
    Nur ein Beispiel dafür sind die hohen Rücklauftemperaturen der deutschen Fernwärmenetze, die von keinem Versorger ernsthaft reduziert werden, weil die Kosten umgelegt werden können. Etwa in Senftenberg – das Fernwärmenetz mit der derzeit größten Solaranlage Deutschlands. Hier herrschen im Sommer 70 °C im Rücklauf und die Solaranlage dient maximal der Deckung der Verluste dieses maroden Fernwärmenetzes – hoch subventioniert.
    Die Zukunft der Energieversorgung ist dezentral. Die Fernwärme ist eine Brückentechnologie hin zu dezentralen Strukturen.
    Der einzige Weg zu einer erfolgreichen Wärmewende ist die (staatliche KfW-)Finanzierung über die erzielte Energiekostensenkung – also Kostenneutralität. Eine “ökologische Steuerreform“ ist dafür nicht erforderlich. Sie würde nur zu Mitnahmeeffekten führen – s. Preissteigerungen während des “Aufbau Ost“.
    Dementsprechend groß muss die Energiekostensenkung sein – auf etwa 1,- Euro/(m²*a) Heizkosten, dementsprechend niedrig müssen die Sanierungskosten sein – maximal 700 Euro/m² bei EFH. Und dies nachhaltig über das Jahr 2050 hinaus.
    Dazu gehören:
    – die entsprechende Technologie, z.B. eine thermisch aktivierte Wärmedämmung – eine Form erhöhter Energieeffizienz, ergänzt um Erneuerbare Energien,
    – ein landesweiter Sanierungsfahrplan,
    – die großtechnische Umsetzung, überwiegend im bewohnten Bestand „von außen“,
    – eine Einsparfinanzierung über 15-20 a,
    – eine neutrale Überwachung durch einen „Sanierungs-TÜV“,
    – ein lebenslanges Erfolgs-Monitoring.
    Als „Mittel zum Zweck“ für eine nachhaltige Dezentralisierung ist das EEG neu auszurichten als “Netzspeicher-EEG“: https://www.thermointegral.de/eeg-2016/
    So kann auch die Fernwärme als „offene Wärmeplattform“ einen Beitrag zur Wärmewende leisten.
    Mit der Bitte um Weiterleitung mit freundlichem Gruß an Herrn Maaß und auch an Herrn Dr. Meißner

    1. Dr. Rolf Meißner

      Hallo Herr Dr. Triesch,
      vielen Dank für Ihren Kommentar, der Beitrag enthält ein paar perspektivische Irrtümer. Gerade Solarthermie ist ein wichtiger Schritt in Richtung Dezentralisierung. Hohe Rücklauftemperaturen sind zwar Energieverschwendung, aber gerade die Solarthermie kann hier eine ökologische Brücke bauen. Denn moderne Solartechnologie mit CPC-Hochleistungsvakuumröhrenkollektoren wie in Senftenberg lässt sich weder von hohen Rücklauf- noch von hohen Vorlauftemperaturen, wie sie in der Fernwärme üblich und oft notwendig sind, beeindrucken – wo konventionelle Kollektoren lange passen müssen. Solaranlagen wie Senftenberg könnten ohne Mehrkosten (pro MWh) auch 25 % der jeweiligen Netze versorgen und mit Zusatzinvestitionen in Kurzzeitspeicher über 50 %, doch das war nicht die Absicht der Stadtwerke Senftenberg. Im Vergleich mit sog. Forschungsprojekten hat ausgerechnet die Anlage in Senftenberg. als rein kommerzielles Unternehmen besonders geringe Subventionen in Anspruch genommen. Und pro MWh erhielt Solarthermie stets weniger Subventionen als die EE PV, Wind, Geothermie, aber auch als KWK-, Kernkraft- oder Kohlestrom.

      Viele Grüße

  2. Dr.-Ing. Frank Triesch

    Sehr geehrter Herr Dr. Meißner,

    wenn man von Perspektiven spricht, sollte man sich auf einen Zeithorizont einigen.

    Der derzeitige Zeithorizont, auch in unserem Diskurs, sollte das Jahr 2050 sein. Heute installierte, gute (Röhren)kollektoranlagen halten sicher so lange.

    Selbst bei 50 % solaren Deckungsanteils (mit Zusatzinvestitionen) wäre das angestrebte Ziel der Dekarbonisierung noch nicht erreicht.

    Wenn Hektar-große Röhrenkollektorfelder (ohne Kurzzeitwärmespeicher) nun aber höchstens die Wärmeverluste von (maroden) Fernwärmenetzen decken (und damit w.i.d.F. eine Braunkohlenstaub-Feuerung in den Standby verdrängen), ist dies lediglich ein erster, kleiner Schritt, an den Folgen zu laborieren, aber sicher keine nachhaltige Lösung. Dafür müsste man an der Beseitigung der Ursachen dieser “Krankheit“ arbeiten – doch wie sagten Sie schon: “das war nicht die Absicht der Stadtwerke“ …

    Aber konkret – bitte stellen Sie folgende Betrachtung überschlägig an und lassen Sie die Leser an den Ergebnissen teilhaben:

    Um wie viel höher wäre bereits der solare Deckungsanteil am Gesamt(primär)energiebedarf mit der vorhandenen Röhrenkollektoranlage, wenn das Fernwärmenetz und die Hausanschlussanlagen dem heutigen Stand der Technik entsprächen und Rücklauftemperaturen von deutlich unter 40 °C liefern würden?

    In Senftenberg betragen die Systemverluste derzeit 3,8 MW (auch als “Grundlast“ bezeichnet), die Rücklauftemperaturen (schon ohne Netzpufferung) ca. 70 °C?

    Dann wäre der Primärenergiebedarf allein durch niedrigere Netzverluste im Rücklauf (diese reduzieren sich um ca. 53 %) entsprechend kleiner, der solare Deckungsanteil automatisch höher.

    Dazu käme die Verbesserung des Ertrages der (Röhren)kollektoren durch niedrigere Mitteltemperaturen (um ca. 12 %) – siehe z.B. die Grafiken unter:

    https://www.thermointegral.de/fernwärmetechnik/

    Selbstredend käme es zu weiteren Effekten aus der Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades des derzeitigen Hauptwärmeerzeugers für die 96% nichtsolarer Restenergie, die den Primärenergiebedarf reduzieren, den solaren Deckungsanteil also weiter erhöhen.

    Eine solche Systembetrachtung fehlt leider bisher. Von jedem KfW-Haussanierer wird sie allerdings verlangt.

    Thermische Solaranlagen mit vorwiegender Netzeinspeisung werden derzeit mit 40% der Investkosten bezuschusst, ggf. aus dem Erlös des Verkaufs von CO2-Zertifikaten auf die konventionelle Restenergie.

    Auch Biomasse wird – bei nachhaltiger Betrachtung – eines Tages mit einer Steuer beaufschlagt werden müssen, weil sie einfach nicht ausreicht, um mit “grünem Anschein“ so weiter zu machen wie bisher, und dabei fast zu 100% bisher ignoriertes CO2 produziert.

    Und wenn die Subventionierungen eines Tages nicht mehr beherrschbar sein sollten, wird sicher auch die Solarenergie mit einer Steuer belegt werden – worauf will man die heutige Mineralölsteuer und andere Abgaben schließlich später einmal umlegen? Berechnungsgrundlage kann dann – wie bei der Regenwasserentsorgung auch – die verfügbare (Dach)fläche sein …

    Wenn die Jahrhundertaufgabe Wärmewende gelingen soll, wird sich eine nachhaltige Lösung von selbst tragen müssen – folglich nahezu aus den eingesparten Energiekosten, und dies über das Jahr 2050 hinaus, dem Zieltermin einer Entkarbonisierung auch der Wärmewirtschaft.

    Was halten Sie also davon, ein neues Produkt in Ihr Portfolio aufzunehmen – (Fern)wärme-HAST mit besonders abgesenkten Rücklauftemperaturen?

    Die (effizientesten) Solarkollektoren und Fernwärme-HAST, als ganzheitliche Lösung für ein großes, bisher unterschlagenes Effizienzproblem – zusammen gehörend, zusammen passend, aus einer Hand. Lassen Sie uns darüber reden …

    Dann müssten nur noch die Stadtwerke und anderen Versorger von deren neuer Absicht überzeugt werden, vordringlich an der Absenkung der Netzrücklauftemperaturen zu arbeiten, der Grundlage und letzten Stellschraube jeglicher Effizienzverbesserung, um dann den Restbedarf ggf. alternativ zu decken.

    Eine Möglichkeit wäre bereits, die Förderung von netzgebundenen Solarthermieanlagen (und warum nicht auch die KWK-Zuschüsse) an die Einhaltung von maximalen Fernwärmerücklauftemperaturen zu binden, z. B. von (unter) 40 °C, eine mit zertifizierten Wärmemengenzählern leicht zu überprüfende Größe.

    Dann wird sich zeigen, welchen nachhaltigen Beitrag die zentralisierte Wärmewirtschaft zur Wärmewende leisten will und objektiv leisten kann.

    Ich hoffe sehr, dass ich hier ein zu düsteres Bild vom allgemeinen Zustand der Fernwärme gezeichnet habe, und es rühmliche Ausnahmen geben wird, die ambitioniert am nachhaltigen Umbau ihrer Wärmeversorgungssysteme arbeiten. Solche können sich gern an unserer Diskussion beteiligen.

    Ansonsten wäre es auch noch an der Zeit, über Rücklagen zum späteren Rückbau (maro)der Fernwärmenetze zu sprechen, wenn diese Kosten nicht erneut die Allgemeinheit tragen soll …

    Mit freundlichem Gruß

  3. Wolfgang Maeser

    Guten Tag, die Herren Meißner und Triesch,
    Dank für Ihre Beiträge, die ich sehr interessiert gelesen habe.

    Nun bin ich weder akademisch gebildet, noch Wissenschaftler, aber meine bescheidenen Erfahrungen mit Fernwärme lässt mich folgendes an Sie und die geneigten BloggerInnen verlautbaren:

    a) Infolge meines Jahrzehnte langen erfolgreichen Wirken als Manager der technischen Anlagen eines großen Frei- und Hallen-Bäderbetriebes zeigt exakt die von Herrn Triesch beschriebene Uneffizienz von ziemlich sich sehr, sehr vielen Fernheiznetzen. In den von mir betreuten Anlagen gibt es bis dato keinerlei Kontrollen der in den TAB’s beschriebenen (und auch die sind noch weitaus zu hoch) Rücklauftemperaturen, so dass deren Einhaltung oder Unterbietung einzig abhängig von meinem Willen und meiner Durchsetzungskraft waren. Z.B. wäre es ohne technische Schwierigkeiten möglich, Lüftungswärmetauscher für die weiteste zeit ihrer jährlichen Nutzung für “extrem” niedrige Rücklauftemperaturen zu konzipieren. dem stehen bislang aber massive kaufmännische Gründe entgegen, denn selbstverständlich sind freiwillig in ihrer Effizienz auf Fernheizrücklauftemperaturen optimierte Wärmetauscher in der Anschaffung teurer und auch abhängig vom planerischen Können der TGA-Ingenieure. Aber zuvorderst ist die Ursache der Ineffizienz die Tatsache, dass die Fernwärmeerzeuger dieser Ineffizienzkosten “auf alle” umlegen=verteilen können und dann fällt’s ja gar nicht so auf und infolge örtlicher Anschluß- und Nutzungszwänge kann sich fast niemand dagegen wehren.

    b) Folgend aus a) könnte es doch eine wirklich spannende und lohnenswerte Aufgabe des HAMBURG INSTITUTES sein, eine Studie zur Ressourcenschonung durch drastisch verminderte Fernheizrücklauftemperaturen zu erstellen.

    c) Die Möglichkeit mittels Hochvakuum-Kollektoren Prozeßwärme für verschiedenste Nutzungen zu generieren erachte ich als ein SuperKlasse-Innovation; ihre Einbindung/Anwendung in Fernwärmenetze wiederum müsste meines Erachtens zwingendes Gesetz sein und nicht abhängig vom guten Willen einiger Guter.

    d) Ihnen beiden empfehle ich wegen eigener Erfahrung die Teilnahme an einer entsprechenden Veranstaltung der AGFW = Arbeitsgemeinschaft Fernwärme.
    Ich einmal hatte in 2011 das Vergnügen Teil nehmen zu dürfen und war überrascht,
    dass sie das dort als was neues vorstellten, wobei ich (naiv wie ich war) immer gedacht hatte, dass es doch das höchste Interesse der Fernwärmeproduzenten sein müsste, niedrigste Rücklauftemperaturen= höchste Effizienz zu erzielen.

    e) Bitte nicht vergessen: Bei niedriger Rücklauftemperatur = hohes dT zwischen HV/HR werden auch viele andere systemische Punkte verbessert: geringere Massenströme, verminderte Querschnitte, wesentlich geringere Pumpenleistungsaufnahmen, geringere Isolierdicken………

    So, mehr fällt mir so ad hoc nicht ein.

    Dank Ihnen allen für Ihre Mühen und Geduld,
    weiterhin viel Erfolg mit Ihrem Tun,
    Gruß aus Braunschweig in die weite Welt,
    Wolfgang Maeser

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