Wärmewende: Worum geht’s dabei?
Gesetzgebung rund um Abwärme, Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzung, Abwärme aus Abwasser sowie Rechenzentren, ein Netzwerk für Abwärmenutzung, Abwärmenutzung aus Industrie sowie Kommunen als Schlüsselakteure der Abwärmewende – um all das drehte es sich auf der Bundesabwärmetagung am 10. Oktober 2024 in Berlin. Ein paar Notizen dazu von Daniel Bogner-Haslbeck.
Wärmewende: Worum geht’s dabei? Täglich wird derzeit eine große Menge an Abwärme ungenutzt in die Umwelt abgeleitet, in industriellen Prozessen, in thermischen Abfallbehandlungsanlagen, in Rechenzentren oder im Abwasser. Zukünftig könnten weitere Bereiche hinzukommen wie beispielsweise Elektrolyseure. In jeder dieser Branchen gibt es Potenziale im Terawatt-Bereich, häufig sind diese noch nicht einmal bekannt.
Viele Bereiche sind über Jahre unter den Tisch gefallen. Die Hemmnisse zum Heben dieser Effizienzpotenziale sind unterschiedlicher Natur: Es besteht ein Mix aus technischen, organisatorischen, rechtlichen oder finanziellen Hürden, häufig miteinander verwoben. Dadurch wird klar, dass es kein großes Instrument geben wird, das all diese Abwärme „retten“ kann. Stattdessen braucht es viele unterschiedliche Ansätze und Projekte. Die Bundesabwärmetagung in Berlin widmete sich 2024 einem Teil dieser Projekte und war ein kleiner Kristallisationskeim für Vernetzung, Erfahrungsaustausch und für die gemeinsame Suche nach Lösungsvorschlägen.
Gesetzgebung rund um Abwärme
Christian Maaß vom BMWK stellte „Vorgaben und Anreize zum effizienten Umgang mit Abwärme“ vor. Die Maßnahmen setzen sich aus drei Steuerelementen zusammen, dem Ordnungsrecht, Förderprogrammen sowie Kommunikation/Wissensaufbau. Jahrzehntlang wurde auf Freiwilligkeit bei der Abwärmereduzierung gesetzt, mit ein bisschen Nudging, jedoch wenig erfolgreich. Bislang war das Thema Abwärme rechtlich in keinem einheitlichen Fachgesetz geregelt. Das ändert sich nun erstmalig mit dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG) sowie Wärmeplanungsgesetz (WPG). In Kombination mit der kommunalen Wärmeplanung ergibt sich dadurch sowohl von Angebots- als auch Nachfrageseite ein neues Gelegenheitsfenster für einen Dialog zwischen Wärmeabnehmern, -versorgern und -anbietern.
Rechnet sich Abwärmenutzung? Das kommt darauf an…
Ein Diskussionspunkt war die unterschiedliche Erwartungshaltung bezüglich Amortisationszeiten von Abwärmenutzungsmöglichkeiten: Industriebetriebe mit Abwärmequellen rechnen hier ganz anders als beispielsweise ein Wärmenetzbetreiber. Ausschlaggebend ist die Verteilung von Risiken und die Preisgestaltung für den letztendlichen Wärmepreis. Hier sind völlig unterschiedliche Konstellationen und Vertragsarten möglich, beispielsweise dass ein Wärmenetzbetreiber Abwärme von einem Industriebetrieb in den ersten 3 Jahren für 12 ct/kWh abnimmt, und danach nur noch 1 ct/kWh bezahlt. Ebenso ist die Einbindung von dritten Vertragsparteien möglich, um die Kosten und Risiken anders zu verteilen.
Wärme aus Abwasser
5 – 10 % des Gebäudeenergiebedarfs in Deutschland könnte durch die Wärmerückgewinnung von Abwasser gedeckt werden, regional unterscheidet sich das stark. Dabei kann die Wärme aus den Abwasserkanälen oder aus Kläranlagen genutzt werden. In Hamburg kommen beispielsweise künftig, im ersten Schritt, circa 60 MW an Leistung aus dem zentralen Klärwerk, von insgesamt 1.600 MW an Wärmeleistung.
Die Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzung aus Abwasser hängt von vielen Faktoren ab. Abwasser ist sehr heterogener Stoff, mit unterschiedlichsten Zusammensetzungen. In Deutschland gibt es zwei unterschiedliche Systeme: Abwassersysteme mit Niederschlagswasser und die Trenn-Kanalisation (zwischen Schmutz- und Niederschlagswasser). Tendenziell ist Niederschlagswasser kühler als Schmutzwasser. Es kommt jedoch auch stark auf lokale Gegebenheiten an und bedarf stets einer Einzelfallbetrachtung, ob Wärme aus Abwasser sinnvoll nutzbar ist.
Gegebenenfalls können Abwassernetze künftig auch als „Fernwärmnetz light“ genutzt werden. Damit könnten eventuell auch mehr Betriebe, die einen Wärmeüberschuss haben, ihre Wärme direkt über das Abwassernetz loswerden, ohne vorher so stark rückkühlen zu müssen. Dies erfordert jedoch auf jeden Fall eine Betrachtung der Mikrobiologie des Wassersystems.
Wird die Abwärmenutzung von Kommunen und Unternehmen als strategisches Thema aufgegriffen, so kann dies einen Beitrag zu Resilienz und für die energetische Zukunftssicherung sein. Hilfreich hierfür ist es auch, den „Schmuddelcharakter“ des Abwassers loszuwerden. Positive Berichterstattung und Meldungen wie „unser Gebäude wird mit Abwasser geheizt“ leisten ihren Beitrag. Insbesondere, da der Ruf von Wärmepumpen in den letzten Jahren deutlich gelitten hat und die Kommunikation von neuer Gesetzgebung (Stichwort „Heizungsgesetz“) nicht besonders erfolgreich war. Der Fokus sollte auf dem liegen, was geht. Die meisten Unternehmen und Kommunen sind noch Neulinge beim Thema Abwärme. Feldforschung betreiben, pragmatisch sein, weiterentwickeln, im Dialog sein, miteinander lernen. Darum geht es.
Abwärmenutzung aus Rechenzentren
Die derzeitigen Prognosen besagen, dass wir mit einem weiter steigenden Energiebedarf für Rechenzentren zu rechnen haben. Die Power Usage Effectiveness (PUE) ist zwar in der Vergangenheit gestiegen, allerdings frisst die Zunahme an zugebauter Rechenleistung diesen Effizienzgewinn mehr als auf. Effizienz wird daher zunehmend auch für Rechenzentrumsbetreiber gesetzlich gefordert.
Und hierbei sind wir in der EU und Deutschland bei weitem nicht die Einzigen. In China wurde ein PUE von 1,2 zum gesetzlichen Standard definiert. Die Podiumsdiskussion in Berlin zeigte jedoch auch, dass hier bei gesetzlichen Vorgaben keine Schnellschüsse gemacht werden sollten. Beispielsweise könnte es zu ungewollten Nebeneffekten wie Millionen Kubikmeter zusätzlichem Wasserverbrauch kommen, um den PUE abzusenken mittels Verdunstungskühlern. Die neuen Vorgaben dienen jedoch auch dazu, dass, wenn sich Rechenzentren neu ansiedeln, Orte ausgewählt werden, wo die Abwärme auch genutzt werden kann. Bereits vor der Bauplanung sollten die Gedanken in diese Richtung angeregt werden.
Das Energieeffizienzgesetz reguliert nun erstmalig die Rechenzentrums-Branche in Bezug auf Effizienzsteigerung. Die Praxis wird zeigen, wie anwendbar das Gesetz ist und wo es gegebenenfalls Veränderungen braucht.
AWA-Netz (Abwärme-Netzwerk)
Zur Eröffnung der Tagung wurde das neu gegründete AWA-Netz (Abwärme-Netzwerk) vorgestellt. Dieses vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Projekt hat das Ziel, die erfolgreiche Wärmewende in Gang zu bringen, die Sichtbarkeit für das Thema Abwärme zu erhöhen sowie die Abwärmenutzung zu vereinfachen.
AWA-Netz soll möglichst regionale oder lokale Akteure miteinander vernetzen. Jeder kann mitmachen, von Unternehmen (mit Abwärmequellen oder Abwärmesenken), Kommunen, Dienstleistern, Stadtwerken bis hin zu weiteren Wärmeplanungsinteressierten.
Praxisbeispiele von Abwärmenutzung: Berlin, Hamburg, Ludwigsburg
Zum Abschluss der Tagung wurden gelungene Beispiele aus der Praxis vorgestellt.
Berlin: Niedertemperatur-Abwärme aus U-Bahn-Stationen, Industrie und Rechenzentren
In Berlin wurde eine Studie zur Abwärmepotenzialermittlung vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und ifeu Institut (Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg) vorgestellt. In Berlin sind es heute vor allem U-Bahn-Stationen, sowie industrielle Prozesse in den Branchen Pharmazie und Lebensmittel, welche hohe Abwärmepotenziale aufweisen. Die Abwärme liegt daher meist im Niedertemperaturbereich (< 65 °C) vor. Künftig könnten vor allem Rechenzentren als Abwärmequellen in Berlin dienen.
Hamburg: Hochtemperatur-Abwärme aus Metall- und Mineralöl-Industrie
In Hamburg wurden die Metallerzeugung & -verarbeitung sowie die Mineralölverarbeitung als Haupt-Abwärmequellen identifiziert.
Über 1 TWh an Abwärme entsteht allein durch einige wenige Großbetriebe. Diese Abwärme wird nach und nach erschlossen und nutzbar gemacht. Zudem wurde eine Abwärmepotenzialstudie durchgeführt, um auch niederkalorische Abwärmequellen zu identifizieren. Die Erhebung erfolgte über ein Firmenkataster, geclustert nach Wirtschaftszweigen. Kriterien der Bewertung bzw. Kategorisierung der Potenziale waren dann die folgenden: Abwärmemenge, Temperaturniveau, zeitliche Charakteristik, Entfernung bestehendes/potenzielles Wärmenetzgebiet und die Zukunftsfähigkeit.
Die Studie zeigt, wie wichtig es ist, sich über viele Kriterien Gedanken zu machen. Denn was nützt es uns, wenn absehbar ist, dass eine bestimmte Abwärmequelle in 10 Jahren nicht mehr zur Verfügung steht? Abwärmenutzung und der Ausbau von Wärmenetzen erfordert Langfristigkeit.
Ludwigsburg: Kommunale Akteure als Innovatoren der Wärmewende
Von der Energieagentur Kreis Ludwigsburg erfuhren wir, warum gerade kommunale Akteure prädestiniert sind, um eine Schlüsselrolle in der Wärmewende vor Ort einzunehmen und diese aktiv voranzutreiben.
Da ist die Erwartungshaltung bezüglich des Kapitaleinsatzes mit meist deutlich geringeren Kapitalkosten als von privaten Akteuren (die Renditeerwartung kann bzw. sollte 0 sein). Außerdem werden die Steuern vor Ort gezahlt und lokale Arbeitsplätze geschaffen oder erhalten.
Die Wärmeversorgung ist auch ein Teil der Daseinsfürsorge. Um die psychologische Unsicherheit eines großen Teils der Bevölkerung zu verringern, in Bezug auf Energie- und Wärmeversorgung, ist ein glaubwürdiger lokaler Akteur, welcher Perspektiven bietet, enorm wichtig.
Auch das Fehlen eines Stadtwerks oder kommunalen Akteurs ist kein Naturgesetz! Kommunale Innovation entsteht durch Verantwortungsübernahme. Interkommunale Servicegesellschaften können entstehen. Und natürlich muss nicht alles kommunal sein, auch die Einbindung privatwirtschaftlicher Akteure macht Sinn.
Wir haben viele Ideen:
Wir bringen unser Team stetig auf den neuesten Stand, um Ihnen und Ihren Unternehmen innovative Beratungsleistungen bieten zu können. Wenn Sie loslegen möchten, unterstützen wir Sie bei den folgenden Schritten:
- Ermittlung der Wirtschaftlichkeit, der eingesparten Menge Endenergie sowie der CO2-Vermeidungskosten unterschiedlicher Varianten
- Fördermittel oder gesetzliche Pflichten? Prüfen, was möglich und nötig ist!
- Ermittlung des energetischen Status Quo, inkl. Zuordnung des Endenergieeinsatzes zu allen Wärmeprozessen
- Abwärme vermeiden: Prüfung alternativer Verfahren
- Abwärme vermindern, bspw. durch die Absenkung von Temperaturniveaus, das Isolieren von Anlagen und Leitungen oder die Optimierung von Taktzyklen
- Erstellen einer Kopplungsmatrix zwischen potenziellen Wärmequellen und -senken
- Ausschluss von erkennbar technisch oder wirtschaftlich nicht umsetzbaren Kopplungen
- Priorisierung von Abwärmenutzungspotenzialen (prozessintern, im Unternehmen, außerbetrieblich)
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In unserem Online-Workshop zur Abwärmebewertung nach EnEfG am 07.11.2024 von 09:30 bis 12:00 Uhr nähern wir uns der konkreten Umsetzung dieser Anforderungen, gepaart mit dem erzeugbaren Mehrwert für Ihr Unternehmen.
