UBA-Bericht: Was ist die systemische Herausforderung der Wärmewende?

Nach Rügen der EU und einem Urteil des Bundesverfassungsgerichts (BVerfG) hat die deutsche Bundesregierung ihre Klimaziele geschärft. Deutschland soll jetzt nicht erst 2050 klimaneutral werden, sondern schon 2045. Die Wärmewende als Teil der Energiewende muss demnach noch schneller stattfinden. Das Umweltbundesamt (UBA) twitterte, dass der aktuelle UBA-Bericht “Systemische Herausforderung der Wärmewende” Maßnahmen für den Gebäudesektor zeige, die zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Reduktion von Treibhausgasemissionen beitrügen. Wir haben uns den 532-Seiten-Bericht näher angeschaut.

Worum geht’s in dem UBA-Bericht “Systemische Herausforderung der Wärmewende”?

In ihrer Kurzbeschreibung schreiben die Verfasser der Studie, dass diese notwendige spezifische Maßnahmen für den Gebäudesektor

• zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050 (das heiße, Reduktion des nicht-erneuerbaren Primärenergiebedarfs um 80 Prozent gegenüber 2008 = Zielbereich 1)
• beziehungsweise zur Reduktion der gesamten Treibhausgasemissionen Deutschlands um 95 Prozent bis 2050 gegenüber 1990 (= Zielbereich 2) zeige.

Aus den Maßnahmen würden mögliche Instrumentensets in Form von Roadmaps für beide Zielbereiche abgeleitet.

Grundlage der Roadmap-Entwicklung sei eine Analyse von insgesamt zwölf verschiedenen Studien, in denen Szenarien aufzeigen, welche Transformationen im Gebäudebereich und im Energiesystem notwendig seien, um die genannten Ziele bis 2050 zu erreichen (7 zu Zielbereich 1, 10 zu Zielbereich 2 und 8 Referenzszenarien).

Dazu würden

1. die Entwicklung des Endenergiebedarfs für die Gebäudewärme, Strom, Umgebungswärme, Biomasse zur Gebäudeversorgung und Fernwärmeanteile,
2. sowie notwendige Sanierungsraten und erzielbare THG-Emissionen verglichen.

Die Studie mache deutlich, dass die Referenzszenarien zu einer Zielverfehlung führten. Folglich würden aus der Analyse die wichtigsten Maßnahmen zur Zielerreichung identifiziert und zur Umsetzung dieser mögliche in Zukunft einsetzbare Instrumente beschrieben.

Für eine Auswahl an Instrumenten erfolge anschließend eine qualitative und quantitative Bewertung. Außerdem erfolge eine Analyse der Akteure im Wärmemarkt hinsichtlich der Wirkzusammenhänge bei Investitionsentscheidungen für Sanierungsprojekte sowohl für den Wohn- als auch für den Nichtwohngebäudebereich.

Eine Risiko- und Defizitanalyse zeige, welche Konsequenzen ein Verfehlen bestimmter Maßnahmen (zu geringe Sanierungsraten- oder -tiefen, Verfehlen der EE-Ziele im Um-wandlungssektor (das heiße, zu wenige Wärmepumpen beziehungsweise zu geringer EE-Anteil am Strom / in der Fernwärme) zur Folge hätte und in welchem Umfang diese mit Kompensationsmöglichkeiten, wie den stärkeren Einsatz heimischer EE-Wärme, Verstärkung der Effizienzanstrengungen oder dem Import von EE (PtG oder PtL), ausgeglichen werden könnten.

Außerdem erfolge eine Schwerpunktanalyse zur Rolle der Wärmenetze im Rahmen der Energiewende im Wärmebereich hinsichtlich der Ausgangslage, Hemmnisse, Potentiale und Transformationspfade.

Was sagt der UBA-Bericht zur Rolle der Solarthermie in der Wärmewende?

In Kapitel “4.2.1.4 Solarthermie” bewerten die Verfasser des UBA-Berichts die Rolle der Solarthermie in der Wärmewende. Sie schreiben, dass die Solarthermie als direkte Nutzung der Solarenergie “zur Bereitstellung von Fernwärme eine interessante Option” biete.

Wärmegestehungskosten Solarthermie: kleine vs. große Anlagen

In Deutschland werde der Solarthermie-Markt demnach bisher weitgehend von kleinen Anlagen geprägt, die auf dezentralen Gebäudedächern montiert seien und nur wenige Quadratmeter (m²)  Kollektorfläche umfassten. Für derartige Anlagen beziffern die Berichtenden die Wärmegestehungskosten auf 14,3 bis 18,1 Eurocent pro Kilowattstunde (ct/kWh) ohne Förderung. Dagegen ließen sich mit sehr großen Anlagen, die auf Freiflächen installiert seien und ihre solare Wärme in Wärmenetze einspeisten, wesentlich geringere Wärmegestehungskosten von etwa 3,7 bis 4,6 ct/kWh erzielen.

Ein wichtiger Grund für die Kostenreduktion bei Solarthermie-Großanlagen gegenüber der kleineren Dachvariante sei die einfache Montageweise, mit der sich große Kollektorfelder von mehreren Tausend Quadratmetern an nur wenigen Tagen komplett installieren ließen: Bei normaler Bodenbeschaffenheit sei keine Fundamentierung der Kollektormodule notwendig, sondern diese würden ähnlich wie bei Autobahn-Leitplanken auf vorkonfektionierte, in den Boden gerammte Stahlprofile aufgesetzt und zu großen Kollektorfeldern verbunden. Die frei aufgeständerte Anlage versiegele den Boden nicht und ermöglicht die Anpflanzung geeigneter Ve-getation zwischen den Kollektorreihen, um eine hohe Biodiversität zu sichern (Stichwort: Agri-Solarthermie).

In Dänemark, so ist in dem UBA-Bericht weiter zu lesen, seien zahlreiche derartige Anlagen mit thermischen Leistungen bis zu etwa 100 Megawatt (MW) im Einsatz und könnten Wärme zu wettbewerbsfähigen Preisen gegenüber fossiler Wärmeerzeugung bereitstellen. Typische dänische Anlagen hätten eine Kollektorfläche von etwa 10.000 m², die bisher größte Anlage in Silkeborg weise mehr als 156.000 m² Kollektorfläche auf.

Deutscher Markt solarthermischer Großanlagen wächst weiter

Auch in Deutschland wachse dem UBA-Bericht zufolge derzeit der Markt solarthermischer Großanlagen für Nah- und Fernwär-meversorgungen. Nach einem aktuellen Marktstatus seien derzeit 34 solarthermische Großanlagen mit einer Nennleistung von 44 thermischen Megawatt (MWth) und einer Kollektorfläche von etwa 62.700 m² in Betrieb.

Allein die Großanlagen-Sparte Ritter XL Solar  unseres Unternehmens Ritter Energie hat zahlreiche davon deutschlandweit errichtet, wie die folgende Grafik zeigt:

Weitere 19 MWth beziehungsweise 23.200 m² befänden sich in der konkreten Realisierung und Planung.

Potential der Solarthermie ist sehr groß

Das theoretische Potenzial der Solarthermie sei laut dem UBA-Bericht sehr groß. In Deutschland betrage die jährliche Solarstrahlung etwa 1.000 kWh je m², daraus ergebe sich eine Energiemenge von 357.000 Terrawattstunden (TWh). Das ent-spreche dem mehr als 3.000-fachen Wert des gesamten Fernwärmeabsatzes in Deutschland.

Das Dargebot an Solarwärme konzentriere sich allerdings zu etwa ¾ auf das Sommerhalbjahr, während der Gebäude-Wärmebedarf sich gegenläufig auf das Winterhalbjahr fokussiere, merkt der UBA-BEricht an. Ohne saisonale Spei-cherung der Solarwärme könnten etwa 15 bis 20 Prozent des jeweiligen Fernwärmeabsatzes über Solarkollektoren gedeckt werden. Mit dem Einsatz von Saisonalspeichern können demnach sogar solare Deckungsgrade > 50 Prozent erreicht werden. Die Wärmespeicherung erfordere jedoch zusätzliche Investitionen und erhöhe damit die Wärmegestehungskosten.

Die tatsächlichen Kosten der Energiespeicherung würden stark von der Bauart und der Betriebsweise des Speichers im System abhängen.
Die Bereitstellung der notwenigen Freiflächen für die Anlage stelle sich oft als eine größere Herausforderung dar. Besonders in urbanen Räumen gebe es eine große Konkurrenz in der Flächennutzung zwischen Wohnen, Gewerbe, Industrie, Landwirtschaft, Naturschutz und Energieproduktion (sogenannte Flächenkonkurrenz). Hinzu komme die Konkurrenzsituation bei der Flächenbereitstellung zur Photovoltaik, die in vielen Fällen bisher eine höhere Rendite verspreche. Für 15 Prozent des gesamten Fernwärmebedarfs wäre eine Landfläche von etwa 64 Quadratkilometern (km²) erforderlich. Das entspreche etwa 0,3 Prozent der Ackerfläche, die heute für den Energiepflanzenanbau genutzt werde.

Wo findet ihr den UBA-Bericht “Systemische Herausforderung der Wärmewende”?

Den frisch gedruckten UBA-Bericht “Systemische Herausforderung der Wärmewende” könnt ihr euch kostenlos aus dem Internet herunterladen. Das PDF-Dokument findet ihr auf der Seite des Umweltbundesamts.

Grafiken: UBA (Titel), Ritter XL Solar