Guten Morgen Wärmewende

8. September 2015 | Kira Crome

Gläserne Heizzentrale in Saerbeck: Zwei Holzpellet-Heizkessel versorgen gemeindliche Gebäude im Schul- und Sportzentrum mit Wärme.

Gläserne Heizzentrale in Saerbeck: Zwei Holzpellet-Heizkessel versorgen gemeindliche Gebäude im Schul- und Sportzentrum mit Wärme.

Gläserne Heizzentrale in Saerbeck: Zwei Holzpellet-Heizkessel versorgen gemeindliche Gebäude im Schul- und Sportzentrum mit Wärme.

Wenn von der Energiewende die Rede ist, geht es meist um Strom. Die wenigsten denken dabei an den ökologischen Umbau unserer Wärmeversorgung. Dem fehlt bislang die Dynamik. Sollen die deutschen Klimaschutzziele erreicht werden, braucht es eine Wärmewende. Die größten Potenziale stecken in Gebäuden und in der Nahwärmeversorgung. Beispiele in NRW zeigen, wie der schlafende Riese geweckt werden kann.

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Wie werden wir im Jahr 2050 wohnen? Was wäre, wenn jedes Gebäude ein Energiewunder wäre? Auf dem Dach drehen sich Solarkollektoren mit der Sonne, eine effizient gedämmte Gebäudehülle verhindert Wärmeverluste, Lüftungs- und Wärmerückgewinnungsanlagen im Keller sorgen für ein angenehmes Raumklima. Strom, Wärme und Licht werden über eine smarte Haustechniksteuerung geregelt. Thermostate, Bewegungsmelder sowie Tür- und Fenstersensoren assistieren, sodass keine Kilowattstunde verschwendet wird. Überschüssige Energie wird gespeichert und bereitgehalten, je nach Bedarf zum Beispiel für die Elektromobil-Ladestation in der Garage oder zur Einspeisung ins Stromnetz. So wäre jedes Haus ein intelligenter Energiemanager und dezentrales Mini-Kraftwerk für die regionale Energieversorgung zugleich. Heiz- und Stromkosten: Null.

Eine Vision, die Wirklichkeit werden könnte. Innovative technische Lösungen für nachhaltiges Wohnen werden allenthalben erforscht, wie die Übersicht der Bundesforschungsinitiative ZukunftBau zeigt. Energieversorger setzen Leuchtturmprojekte auf, Ingenieure arbeiten an intelligenter Gebäudetechnik, Bauphysiker entwickeln ressourcenschonende Dämmungen, Architekten entwerfen Modellgebäude, Forscher lassen Familien in den Musterobjekten zur Probe wohnen und Wohnqualität, Bedienerfreundlichkeit der Haustechnik und Energieverbräuche testen. Sie alle eint eine Frage: Wie kann klimafreundliche Stromversorgung mit effizienter Wärmenutzung auf Basis erneuerbarer Energien zusammengedacht werden? Wie kann ein neues Energiemarktdesign so gestaltet werden, dass die Technologien im Strom- und Wärmebereich intelligent verzahnt, Energiebedarfe eingespart und CO2-Emissionen gesenkt werden?

Schlafender Riese im Schatten der Energiewende

Noch immer wird die Energiewende als reine Stromwende angesehen, beklagen Fachleute aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis. Der Wärmebereich ist ein schlafender Riese: Obwohl rund die Hälfte des deutschen Endenergieverbrauchs auf Raumwärme und Warmwasser entfällt, die immer noch zu mehr als 90 Prozent mit fossilen Energieträgern erzeugt wird, fehlt dem Ausbau erneuerbarer Wärmequellen bisher die Dynamik. Der Anteil von Erneuerbaren Energien am deutschen Wärmeverbrauch dümpelt im einstelligen Prozentbereich. Gebäudesanierungen und Heizungsmodernisierungen stagnieren. Mehr als drei Viertel der rund 18 Millionen Heizungsanlagen in Deutschland sind älter als zehn Jahre und damit energetisch nicht mehr auf dem neuesten Stand der Technik.

„Die Energiewende wird nur gelingen, wenn wir die Wärmewende in den Griff bekommen“, fordert deshalb Bundesumweltministerin Barbara Hendricks. Denn die bundesrepublikanischen Klimaziele sind hoch gesteckt: Bis zum Jahr 2050 soll der Primärenergieverbrauch von Wohn- und Nichtwohngebäuden um 80 Prozent sinken. Dafür müsste der Endenergieverbrauch um 60 Prozent sinken. Um den schlafenden Riesen zu wecken und den Umbau des größten Energieverbrauchssektor zu beschleunigen, fördert die Bundesregierung mit Marktanreizprogrammen Haushalte, Unternehmen und Kommunen, die bei der Wärmeversorgung auf die Sonne, Biomasse oder Erdwärme setzen. Mehr als 300 Millionen Euro jährlich stehen für Projekte bereit. Neue Dämmungen und Heizungen werden mit insgesamt zwei Milliarden Euro im Jahr gefördert. Die EnergieAgentur.NRW berät mit vielfältigen Angeboten.

Allein in NRW stammen mehr als sechs der acht Millionen Wohnungen aus der Zeit vor 1977, dem Jahr der ersten Wärmeschutzverordnung.

NRW: Weckrufe für die Wärmewende

Nachfrage gibt es ohne Zweifel, Ansatzmöglichkeiten viele. Pioniere der deutschen Wärmewende in NRW machen vor, wie die Potenziale erschlossen werden können. Wichtigster Hebel zur Wärmewende ist der Gebäudebestand: Allein in NRW stammen mehr als sechs der acht Millionen Wohnungen aus der Zeit vor 1977, dem Jahr der ersten Wärmeschutzverordnung. Ihr Energiebedarf ist fünf- bis sechsmal höher als bei heutigen Neubauten. Welche Einspareffekte eine energetische Altbausanierung mit einer Umrüstung auf Erneuerbare Energien bringen kann, zeigt das Zukunftshaus in Bottrop – ein Leuchtturmprojekt der Innovation City Ruhr.

Vom Altbau zum EnergiePlus-Haus

Im ihrem Einfamilienhaus, das aus den 60er-Jahren stammt, bezog Familie Kewitsch jährlich 72.000 Kilowattstunden Energie. Nachdem Keller, Außenwände und Dach gedämmt und dreifach verglaste Fenster eingebaut wurden, sank der Bezug auf 900 Kilowattstunden. Möglich machen das auch eine Photovoltaikanlage und ein Batteriespeicher für Solarstrom, überschüssiger Strom wird ins Netz gespeist. Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, die mit Erdwärme arbeitet, heizt das Haus im Winter und kühlt es im Sommer. Eine Solarthermieanlage sorgt für die Warmwassererwärmung. Zirka 100 Euro bezahlen die Kewitschs im ersten Jahr nach der Grundsanierung insgesamt für Heizung und Strom im Monat – vor dem Umbau waren es 600 Euro. Noch werden derzeit bundesweit erst ein Prozent der bestehenden Gebäude jährlich saniert. Um die Wärmewende zu stemmen, müsste die Sanierungsquote auf mindestens 2,5 Prozent im Jahr steigen.

Energiebewusst neu bauen

Ein- und Zweifamilienhäuser haben mit 41 Prozent den größten Anteil am Energieverbrauch im Gebäudebereich. Mehrfamilienhäuser beanspruchen 24 Prozent. Energieeffiziente Neubauten führen vor, dass die Wärmewende keine bloße Theorie ist: Niedrigstenergie- und Passiv-Neubauten sind zwar erst ab dem Jahr 2021 Gesetz, die Klimaschutzsiedlung in Essen-Kupferdreh erfüllt die Standards schon heute. 8 Mehrfamilienhäuser sowie 17 Doppel- und Reihenhäuser wurden energetisch so konzipiert, dass ihre Klimabilanz bei maximal neun Kilogramm Kohlendioxid pro Quadratmeter liegt. Einkaufsmöglichkeiten vor Ort und eine direkte Busverbindung ins Zentrum tragen dazu bei, dass Anwohner ihre Autos stehen lassen können.

Erdwärme zum Heizen und Kühlen

Auch für Nichtwohngebäude bieten sich innovative Konzepte an, um die Wärmewende voranzutreiben. Eine unerschöpfliche natürliche Energiereserve, die sich auch für große Gebäude oder Betriebs- und Fertigungshallen eignet, ist die Geothermie – oder einfach: Erdwärme. Wie die vom Erdkern aufsteigende Hitze bereits in geringen Tiefen eingesammelt und zum Heizen sowie Kühlen nutzbar gemacht werden kann, beweist ein Projekt in Bielefeld: Hier entsteht derzeit mit dem neuen Hochschulcampus eine der größten Geothermie-Anlagen Deutschlands, die drei Neubaugebäude im Winter heizen und im Sommer kühlen soll. Die Gesamtleistung der Anlage von 700 Kilowatt entspricht der benötigten Heizleistung von etwa 115 Einfamilienhäusern mit einer Wohnfläche von 120 Quadratmetern. Der Clou: Der Fachhochschulneubau steht geologisch bedingt auf Stelzen. Da die Betonpfeiler gute Wärmeleiter sind, schien es den Planern nur logisch, die Pfähle als Wärmetauscher für die Erdwärme zu nutzen. Um zu heizen, läuft kaltes Wasser durch die „Energiepfähle“, die die in 20 Metern Tiefe vorhandene Wärme im Erdreich aufnehmen und diese Wärme mittels einer Wärmepumpe in die Fußbodenheizung abgeben. Zum Kühlen läuft der Prozess umgekehrt. Auf diese Weise werden aus einer Kilowattstunde Strom für den Betrieb der Wärmepumpe bis zu 4,5 Kilowattstunden Wärme. Bei den anderen beiden Neubauten kommen Erdwärmesonden in 85 Metern Tiefe zum Einsatz. Die Klimabilanz der drei Anlagen: Im Vergleich zu konventioneller Fernwärme liegt die Ersparnis bei rund 60 Prozent, was bei dem geplanten Verbrauch eine Ersparnis von 235 Tonnen Kohlenstoffdioxid entspricht.

Wärmepotenziale ausschöpfen rechnet sich

Dass sich die Umrüstung auf die Erdwärmenutzung auch in kleineren Maßstäben finanziell lohnt, zeigen die Rechenbeispiele des Geothermiezentrums in Willich. So kann ein Betrieb mit einer 1.000 Quadratmeter großen Nutzfläche die jährlichen Energiekosten mittels einer Erdwärmepumpe um fast 6.000 Euro senken. Eine Familie in einer Doppelhaushälfte mit 150 Quadratmetern spart rund 800 Euro im Jahr. Die 50.000-Einwohner-Stadt am Niederrhein, eine ehemalige Kohle- und Stahlregion, hat die geologisch günstigen Geothermie-Bedingungen vor Ort genutzt und ist Vorreiter der Erdwärmeerschließung: Mehr als 500 geothermische Wärmeprojekte wurden in der kürzlich als „Energie-Kommune“ ausgezeichneten Stadt umgesetzt: von Erdwärmepumpen für Einfamilienhäuser über größere Wärmelösungen für gewerbliche und kommunale Gebäude bis hin zu Wärmenetzen für ganze Quartiere.

An kleinen Stellschrauben drehen

Gerade in größeren Kommunen braucht es Wärmewende-Konzepte, die sich in die vorhandenen Infrastrukturen einfügen und den Anteil an erneuerbarer Wärme unkompliziert erhöhen. Eine kleine, aber wirksame Stellschraube kommt im Düsseldorfer Stadtteil Garath zum Tragen. Dort wird das bestehende Biomasse-Heizkraftwerk, das die Grundlast für das 61 Kilometer lange Erdgas-Fernwärme-Netz fährt, durch ein mobiles Pelletheizhaus ergänzt. Die graue transportable Containeranlage mit 880 Kilowatt Wärmeleistung wird hauptsächlich in der Übergangszeit und im Winter zugeschaltet. Sie liefert etwa 5 Millionen Kilowattstunden Wärme und steigert den Anteil der erneuerbaren Energien an der Garather Fernwärme auf über 50 Prozent. Damit wird der Verbrauch von fossilem Erdgas weiter verringert.

Auch Betriebe erschließen sich mit kleinen Änderungen ökonomische Potenziale: Im westfälischen Lemgo setzt ein Metallveredlungsbetrieb auf die effiziente Nutzung von Prozesswärme als Energie. Die Firma Menzel galvanisiert Metallteile wie Gestelle für Krankenhausbetten oder Blechteile für Mähdrescher. Das Veredlungsverfahren, bei dem eine dünne Metallschicht mit Hilfe von elektrischem Strom auf die Teile aufgebracht wirdt, ist energieintensiv. Durch die Installation eines Mini-Blockheizkraftwerks mit einer Leistung von 20 kW konnte der Lemgoer Betrieb seinen Strombezug reduzieren: Es liefert rund die Hälfte des für den Produktionsprozess benötigten Stroms. Die dabei entstehende Abwärme wird dem Produktionsprozess mittels Wärmetauschern wieder zugeführt und genutzt. Außerdem wird die Betriebshallenheizung damit betrieben. Von der Umrüstung der Energieversorgung auf die Produktion von Strom und Wärme in eigener Regie hat das Unternehmen doppelt profitiert: Durch die Einbindung des Mini-Kraftwerks mussten die Produktionsabläufe entsprechend technisch angepasst und optimiert werden. Ein Nebeneffekt, der sich neben der Senkung des Strombezugs ebenfalls positiv auf die Energiebilanz des Betriebs auswirkt.

Vision ja, Science Fiction nein

Den schlafenden Riesen Wärmewende aufzuwecken und eine Brücke in ein neues Wärmezeitalter zu bauen ist eine gesellschaftliche Gemeinschaftsaufgabe. Ein Streifzug zu den Wärmewende-Pionieren zeigt, dass es jetzt schon viele zukunftsweisende Ansätze gibt. Vision ja, Science Fiction nein. Tragfähig wird die Brücke aber nur dann, wenn die Substitution fossiler Energieträger gelingt, die Einsparung von Energie vorangetrieben wird und eine systemdienliche Verknüpfung zwischen der Strom- und der Wärmeversorgung entsteht.

Die EnergieAgentur.NRW bietet einen breitgefächerten Instrumentenkasten zur Förderung der Wärmewende:
Aktion Holzpellets
Photovoltaik NRW
KWK NRW – Strom trifft Wärme
Wärmepumpen-Marktplatz NRW
Altbau Neu

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