1 Erneuerbare Energien im Fernwärmenetz Hamburg Teil 2: Transformationsstrategie Fernwärme Stand: 22. Dezember 2017 Christian Maaß (Autor) Dr. Matthias Sandrock (Projektleiter) 2 Inhalt 1 Aufgabenstellung............................................................................................................................. 3 2 Rahmenbedingungen der Transformation: Die Wärmeversorgung der Hamburger Gebäude ..... 5 2.1 Der Gebäudebestand .............................................................................................................. 5 2.2 Die Gebäude-Wärmeversorgung............................................................................................. 6 2.3 Das Fernwärmenetz ................................................................................................................ 8 2.4 Die Fernwärme-Erzeugung .................................................................................................... 10 2.5 Schlussfolgerungen................................................................................................................ 11 3 Ziele der Transformationsstrategie ............................................................................................... 12 3.1 Umsetzung des Volksentscheids ........................................................................................... 12 3.2 Klima- und Ressourcenschutz ................................................................................................ 13 3.3 Versorgungssicherheit ........................................................................................................... 14 3.4 Sozialverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit und Kostensicherheit ............................................. 15 3.5 Investitionssicherheit ............................................................................................................ 15 3.6 Effiziente und flexible Infrastrukturen .................................................................................. 15 3.7 Regionale Wertschöpfung ..................................................................................................... 16 3.8 Angemessene Berücksichtigung von Verbraucherinteressen ............................................... 16 3.9 Bürgerbeteiligung .................................................................................................................. 16 4 Der Weg zur Transformationsstrategie ......................................................................................... 17 5 Arbeitsthesen für die Transformationsstrategie ........................................................................... 20 5.1 Wärmesystem: Ausbau der Fernwärme? .............................................................................. 21 5.2 Erzeugung .............................................................................................................................. 23 5.3 Verteilung .............................................................................................................................. 28 5.4 Speicherung ........................................................................................................................... 30 5.5 Vertrieb.................................................................................................................................. 30 5.6 Kundenseitige Optimierung .................................................................................................. 32 6 Übersichten ................................................................................................................................... 34 7 Literaturverzeichnis ....................................................................................................................... 36 3 1 Aufgabenstellung Im Rahmen der Beauftragung einer Strategie zur Steigerung des Einsatzes Erneuerbarer Energien in der Fernwärme ist das Hamburg Institut neben den Lösungsansätzen zum Ersatz des HKW Wedel auch mit der Erstellung einer langfristigen Transformationsstrategie für die Hamburger Fernwärme beauftragt worden. Fernwärmenetze haben das Potenzial, die Klimaschutzziele im Gebäudesektor besonders kostengünstig zu erreichen, da sie die großtechnische Erschließung von erneuerbaren Energien ermöglichen. Sie sind ein potenzielles Schlüsselelement für eine sozialverträgliche Umsetzung der Energiewende im Wohnungssektor. Derzeit ist die Hamburger Fernwärme jedoch durch fossile Energien geprägt und in dieser Form nicht nachhaltig. Der Senator für Umwelt und Energie hat das Ziel ausgerufen, bis Mitte der 2020er Jahre die Hamburger Fernwärme ohne den besonders klimaschädlichen Brennstoff Kohle betreiben zu können. Neben der Aufgabe, die aktuell im Kohle-Heizkraftwerk Wedel produzierte Wärme klimafreundlich zu ersetzen, gerät damit die noch schwierigere Aufgabe in den Fokus, die Wärme aus dem größten Heizkraftwerk der Stadt in Tiefstack zu ersetzen. Dieses ist für die Produktion von etwa 2/3 der Hamburger Fernwärme verantwortlich. Eine Umstellung der Fernwärmeproduktion von Kohle auf Erdgas bringt zwar kurzfristig erhebliche Minderungen der CO2-Emissionen, bietet jedoch keine dauerhaft tragfähige Perspektive: Die Europäische Union, die Bundesregierung und der Senat verfolgen das Ziel, bis zum Jahr 2050 den Gebäudebestand weitgehend klimaneutral mit Energie zu versorgen. Dieses Ziel kann nur erreicht werden, wenn sowohl in der Fernwärmeversorgung als auch in der dezentralen Gebäudebeheizung nicht nur auf Kohle verzichtet wird, sondern weitestgehend auch auf Erdgas und Erdöl. Die Aufgabe, die Wärmeversorgung innerhalb von rund 30 Jahren grundlegend zu verändern, erfordert einen tiefgreifenden technologischen Wandel des Energiesystems. Ein solcher tiefgreifender Veränderungsprozess kann nur innerhalb eines von der Politik vorgegebenen kohärenten, rechtlich-wirtschaftlichen Rahmens zum Erfolg geführt werden. Die Ausrichtung des Transformationsprozesses für die Fernwärme hängt dabei stark von den Entwicklungen des Energiesystems im Stromsektor sowie bei der Entwicklung des Energiebedarfs im Gebäudesektor ab. Die Transformationsstrategie für die Fernwärme kann daher nicht losgelöst von den Entwicklungen und Zielen in diesen Sektoren entwickelt werden. Der Fernwärme-Transformationsprozess muss daher in eine gesamtstädtische langfristige Strategie für die Wärmeversorgung eingebettet werden, welche wiederum mit den Entwicklungen der Energiewende auf bundesdeutscher und europäischer Ebene rückgekoppelt werden muss. Dabei müssen verschiedene Weichenstellungen vorgenommen werden. Diese betreffen vor allem die zukünftige Rollen der netzgebundenen Wärmeversorgung und der dezentralen Wärmeerzeugung auf Gebäudeebene – aber auch die Rolle der Energieeffizienz. Erst wenn hinreichender Sicherheit abgeschätzt werden kann, in welchen Bereichen der Stadt auch in Zukunft ein hinreichend hoher Wärmebedarf vorhanden sein wird und inwieweit dieser nicht dezentral oder durch Strom gedeckt wird, kann sinnvoll über den Aus- und Umbau der Fernwärme diskutiert werden. Erst nachdem diese grundlegenden Fragen nach der zukünftigen Rolle der Fernwärme in Hamburg geklärt sind, können die sich hieran anschließenden operativen Fragen des technologischen Strukturwandels abschließend beantwortet werden. Hierzu gehören insbesondere die Fragen nach 4 der zukünftigen Erzeugung der erneuerbaren Fernwärme, dem nötigen Umbau der Wärmenetz-Infrastruktur und der kundenseitigen Anlagen.1 Die Beantwortung der Frage nach der grundlegenden Rolle der Fernwärme und der daraus folgenden operativen Fragen kann nicht in diesem Kurzgutachten erfolgen, sondern muss einem umfassenden Klärungsprozess überlassen bleiben. Dieser Klärungsprozess geht weit über rein fachliche Fragen hinaus und erfordert eine Reihe weitgehender politisch-gesellschaftliche Entscheidungen. Wir verstehen die Aufgabe der Entwicklung einer Transformationsstrategie Fernwärme daher auch als Frage nach der Entwicklung eines übergeordneten Klärungsprozesses, der es der Freien und Hansestadt Hamburg (FHH) ermöglicht, die zukünftige Rolle der Fernwärme zu definieren und hierauf aufbauend den notwendigen technisch-ökologischen Strukturwandel in der Hamburger Wärmeversorgung initiieren und steuern zu können. In Vorbereitung eines solchen Klärungsprozesses werden in dieser Kurzstudie Arbeitsthesen aufgestellt, in welche Richtung der Transformationspfad der Hamburger Wärmeversorgung und des Fernwärmesystems aus Sicht des Hamburg Instituts aus heutiger Sicht gesteuert werden sollte. Diese Thesen sind nicht als Vorwegnahme des Klärungsprozesses gedacht, sondern sollen in einem solchen Prozess zur Diskussion gestellt werden. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel dieses Papiers, herauszuarbeiten,  von welcher die energie- und wohnungswirtschaftliche Ausgangssituation der Transformationsprozess ausgeht (unten 2.),  welche Rahmenbedingungen und Leitlinien für den dargelegten gesamtstädtischen planungs- und Klärungsprozess zu beachten sind (3.),  wie der Planungsprozess ausgestaltet werden könnte (4.),  welche inhaltlichen Arbeitsthesen zur zukünftigen Transformation der Fernwärme aus Sicht der Gutachter dem Planungsprozess zugrunde gelegt werden sollten (5.); die sich hieraus ergebenden Ansätze werden in zwei zusammenfassenden Übersichten dargestellt (6.). 1 Einige der im Auftrag des BUND Hamburg erarbeiteten Aspekte aus den Gutachten von LBD / Hamburg Institut „Rekommunalisierung der Hamburger Fernwärmeversorgung“ (http://www.hamburg-institut.com/images/pdf/studien/BUND%20Fernwaerme%20Hamburg_Endstand.pdf , 2013) sowie „Ökologisch-soziale Wärmepolitik für Hamburg“ (http://www.hamburg-institut.com/images/pdf/studien/150529_oekologisch-soziale_Waerme_BUND_HH.pdf, 2013) werden im Folgenden punktuell aufgegriffen und weiterentwickelt. 5 2 Rahmenbedingungen der Transformation: Die Wärmeversorgung der Hamburger Gebäude 2.1 Der Gebäudebestand Die beheizte Gebäudefläche in Hamburg beträgt insgesamt ca. 125 Mio. m². Davon entfallen etwas mehr als die Hälfte (64 Mio. m²) auf Wohngebäude. Darunter sind 30 Mio. m² große Mehrfamilienhäuser und je etwa 17 Mio. m² kleine Mehrfamilienhäuser und Einfamilienhäuser. Bei den Nicht-Wohngebäuden entfallen 50 Mio. m² auf große Immobilien (> 1.000 m²).2 Im Jahr 2010 bestand ein Gebäudewärmedarf von knapp 15 Mio. MWh/a. Etwa ein Drittel davon entfiel auf große Nichtwohngebäude, jeweils etwa 20% wurden in Einfamilienhäusern und großen Mehrfamilienhäusern benötigt. Gebäudeart Heizwärme- und Warmwasserbedarf 2010 [MWh/a] Einfamilienhaus 3.185.888 Mehrfamilienhaus klein 2.085.352 Mehrfamilienhaus groß 3.210.674 Nichtwohngebäude klein (<500 m²) 221.531 Nichtwohngebäude groß (500 – 1.000 m²) 1.304.608 Nichtwohngebäude groß (>1.000 m²) 4.935.547 Summe 14.916.601 Tabelle 1: Wärmebedarf für Wohn- und Nichtwohngebäude in Hamburg 20103 Der Energiekennwert für Wohngebäude liegt im Durchschnitt bei rund 140 kWh/m2/a, wobei es zwischen den Bezirken erhebliche Unterschiede gibt.4 Ursächlich hierfür sind zwei Faktoren: Je höher der Anteil von Ein- und Zweifamilienhäusern ist, desto höher ist der spezifische Wärmebedarf. Hingegen führt ein hoher Anteil von neuen Gebäuden zu spezifisch niedrigeren Wärmebedarfen. Die bisherige jährliche Sanierungsrate in Hamburg beträgt laut Schätzungen von Ecofys (2010) bei rund 1% Vollsanierungen sowie 0,8% Teilsanierungen p.a.5 Die FHH nennt in der Drucksache 20/11772 eine Sanierungsquote von 1,2 %.6 Der Hamburger Senat strebt für den Gebäudesektor bis zum Jahr 2050 einen jährlichen Endenergiebedarf (Heizung und Warmwasser) bei bestehenden Mehrfamilienhäusern im Bestand von durchschnittlich 40–45 kWh/m² und bei Einfamilienhäusern von 45–55 kWh/m² an.7 Bei Nichtwohngebäuden wird eine Minderung des Wärmebedarfs um 50 Prozent angestrebt. 2 Vgl. Ecofys (2010), S. 33. 3 Nach Ecofys (2010), S. 38. 4 Vgl. Ecofys (2014), S. 19. 5 Vgl. Ecofys (2010), S. 37. 6 kritisch hierzu Rabenstein (2014), S. 18. 7 Hamburger Klimaplan, Bürgerschaftsdrucksache 21/2521, S. 3 und 8. 6 Die somit angestrebte Reduzierung des spezifischen Wärmebeddarfs der Gebäude um etwa 2/3 wird mit dem bestehenden Sanierungstempo drastisch verfehlt werden. Es erscheint zunehmend zweifelhaft, ob die zur Zielerreichung nötige Vervielfachung der Sanierngstiefe und –geschwindigkeit realistisch ist: Bislang sind hierfür weder die erforderlichen politischen Instrumente noch die erforderlichen finanziellen Ressourcen erkennbar. Ohne ein – bislang nicht erkennbares – ganz erhebliches Umsteuern zur Veränderung der Rahmenbedingungen auf Bundes- und Landesebene läuft der bestehende Entwicklungstrend auf eine quantitativ deutlich signifikante Nichterfüllung der Effizienzziele im Gebäudebereich hinaus. Gleichzeitig wächst der Gebäudebestand durch neue Gebäude, insbesondere zur Bereitstellung der vom Senat angestrebten 10.000 neuen Wohnngen pro Jahr, jedoch auch im Bereich der Nicht-Wohngebäude. Trotz steigender Anforderungen an die Energieeffizienz weisen diese Gebäude nach wie vor einen relevanten Energiebedarf auf, der noch immer überwiegend durch fossile Brennstoffe gedeckt wird. Nicht immer wird auch bei den heute neu gebauten Gebäuden der für 2050 angestrebte niedrige Wärmebedarf gedeckt – eine energetische Sanierung dieser neu gebauten Gebäude innerhalb der nächsten Jahrzehnte ist gleichwohl nicht zu erwarten. 2.2 Die Gebäude--Wärmeversorgung Die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser bildet mit Abstand den größten Teil des Energiemarktes in Hamburg: 8 Von ca. 48 TWh Endenergie, die im Jahr 2015 in Hamburg verbraucht wurden, entfielen etwa 19,12 TWh (ca. 40%) auf den Wärmebereich. Dabei wurden 12,1 TWh Erdgas, 2,5 TWh Heizöl und 4,3 TWh Fernwärme verbraucht. Etwas weniger als die Hälfte der Gesamtwärmemenge wurde in den Hamburger Haushalten verbraucht. Die Wärmeenergie für Prozesswärme in Betrieben sowie die Versorgung von gewerblich genutzten Gebäuden ist daher ebenso bedeutsam wie die Versorgung von Wohngebäuden. Prozessenergie hat meist jedoch höhere Anforderungen an das Temperaturniveau als mit der regulären Fernwärme über Warmwassernetze bereitgestellt werden kann, so dass dieser Teil gesondert betrachtet werden muss und im Rahmen dieses Kurzgutachtens nicht weiter untersucht werden kann. Für die Haushalte beansprucht Wärme mit über 70% (2011) den mit Abstand größten Teil des Energieverbrauchs.9 Bei der Beheizung und Warmwasser-Bereitstellung für Wohngebäude dominieren fossile Energien: Hier entfielen 5,6 TWh auf Erdgas, 1,6 TWh auf Heizöl und 2,2 TWh auf Fernwärme. Auch in der CO2-Bilanz schlägt sich der Wärmesektor stark nieder: Im Jahr 2015 wurden in Hamburg energiebedingt ca. 17,3 Mio. t CO2 ausgestoßen, etwa ein Drittel entfällt auf den Wärmebereich. Es wurden etwa 2,8 Mio. t CO2 durch den Einsatz von Erdgas emittiert. 1,5 Mio. t entfallen auf die Fernwärme und etwa 0,6 Mio. t auf Heizöl. Im Jahr 2015 war Wärme für mehr als die Hälfte der auf Haushaltsebene entstehenden CO2-Emissionen verantwortlich.10 8 Zum Folgenden: Energiebilanz und CO2-Bilanzen für Hamburg 2015, Statistisches Amt für Hamburg und Schleswig-Holstein (2017). 9 Vgl. Arrhenius (2010), S. 13ff. 10 Vgl. Energiebilanz und CO2-Bilanzen für Hamburg 2015, Statistisches Amt für Hamburg und Schleswig-Holstein (2017). 7 Abbildung 1: Anteile der Energieträger an der CO2-Bilanz 2015 von Haushalten, Gewerbe, Handel, Dienstleistungen und übrigen Verbrauchern (ohne Stromverbrauch, ohne Verkehr, ohne Industrie), Daten nach 11 11 Energiebilanz und CO2-Bilanzen für Hamburg 2015, Statistisches Amt für Hamburg und Schleswig-Holstein (2017). Kohle 0,3% Gase 48,1% Mineralöl 17,1% Fernwärme 34,5% CO2-Bilanz Hamburg 2015 Wärmeanwendungen Haushalte /GHD 8 2.3 Das Fernwärmenetz Die Fernwärmeversorger liefern etwa 25% des Hamburger Wärmebedarfs für Wohn- und Nichtwohngebäude,12 während drei Viertel des Wärmebedarfs über erdgas- und heizölbefeuerte Zentralheizungen gedeckt werden. Im bundesdeutschen Vergleich der Großstädte dürfte dies eine ansehnlicher Marktanteil sein, im Vergleich zu skandinavischen Großstädten ist dieser Wert hingegen niedrig.13 Das von Vattenfall Wärme Hamburg (VWH) betriebene Fernwärmenetz ist mit mehr als 450.000 angeschlossenen Nutzeinheiten das zweitgrößte Fernwärmenetz Deutschlands. Abbildung 2: Fernwärmenetzkarte VWH (Ausschnitt)14 Daneben existieren zahlreiche, teilweise deutlich kleinere Wärmenetze in Hamburg. Einige dieser Wärmenetze gehören ebenfalls der VWH, die nächstgrößeren Wärmenetze im Hamburger Nordosten und Nordwesten gehören zum e.on-Konzern (Hansewerk Natur). Die Transformation dieser Wärmenetze ist jedoch nicht Gegenstand dieses Gutachtens, welches sich vornehmlich auf das VWH-Wärmenetz bezieht. Etwa die Hälfte der von Wärmenetzen erschlossenen Gebäude sind Gewerbegebäude, einschließlich der zahlreichen Gebäude im Eigentum FHH (Schulen, Verwaltungsgebäude, Hochschulen, etc.). Nach der Erfassung der Beheizungsstruktur im Rahmen des Mikrozensus 2011 werden in der FHH 12 Vgl. Arrhenius (2010), S. 71. 13 In dänischen und schwedischen Großstädten liegt der Marktanteil der Fernwärme regelmäßig deutlich über 50%, s. Nachweise zu einzelnen Städten unten. 14 http://www.vattenfall.de/de/file/VWH_Netzkarte_Hamburg_26486980.pdf. 9 insgesamt 258.376 Wohnungen mit Fernwärme beheizt.15 Der von der Vattenfall-Fernwärme versorgte Anteil wird auf etwa 200.000 Wohnungen geschätzt.16 Die Fernwärme-Abnahmestruktur ist von einer hohen Wärmedichte geprägt. Der Leistungswert beträgt 4,0 MW je km Trasse, was der zweithöchste Wert im Bundesländervergleich. ist 17 Betrachtet man den Anteil der Gebäude mit Fernwärmeanschluss, ergeben sich je nach Bezirk unterschiedliche Werte, die in Hamburg-Mitte und Hamburg-Nord Werte über 20% aufweisen.18 Diese Werte geben jedoch keinen Aufschluss über den tatsächlichen Anschlussgrad an das Fernwärmenetz in den vom Wärmenetz erschlossenen Gebieten. Aus einigen Quartierskonzepten kann der Rückschluss gezogen werden, dass es innerhalb der vom Fernwärmenetz erschlossenen Gebiete viele Gebäude noch nicht an das Fernwärmenetz angeschlossen sind. Nachgewiesen wurde dies insbesondere in den Quartierskonzepten Eimsbüttel19 und Dulsberg20. In Dulsberg beträgt der Anschlussgrad ca. 65%, in Eimsbüttel hingegen sind im Untersuchungsgebiet ganze Straßenzüge nicht von der Fernwärme versorgt. Des Weiteren gibt es dicht besiedelte Stadteile wie Ottensen, die zwar innerhalb des Fernwärmeversorgungsgebiets liegen, jedoch nur ein leistungsarmes Verteilnetz aufweisen und damit quantitativ relevante zusätzliche potenzielle Wärmesenken für die Fernwärme darstellen. Darüber hinaus liegen in den Randbereichen des Fernwärmenetzes zahlreiche wachsende Stadtteile. Dies betrifft sowohl Stadtteile in der Planungsregion Hamburg-Ost („Stromaufwärts an Elbe und Bille“) wie Rothenburgsort, aber auch andere Stadtteile wie z.B. Lokstedt, Langenfelde, Bahrenfeld, Bramfeld und Alsterdorf, die bislang nicht oder nur rudimentär mit Fernwärme versorgt werden. Es bietet sich an, die in diesen Vierteln geplanten größeren Neubauvorhaben mit Fernwärme zu erschließen. Zur Versorgung dieser Gebiete bedürfte es teilweise jedoch erheblicher Investitionen, die nicht nur die Verlegung neuer Verteilnetze, sondern ggf. auch die Verstärkung der bestehenden Transportnetze erfordern. Im Zuge des seit mehreren Jahrzehnten andauernden Ausbaus des Netzgebietes in die nördlichen Stadtteile sind die ursprünglich für geringere Leistungen ausgelegten Wärmetransportleitungen von den Erzeugungsanlagen bereits stark ausgelastet. Um weitere Verbraucher anschließen zu können, wurde bereits in den 1970er Jahren die Heizwassersystemtemperatur auf 136°C im Vorlauf im Winter erhöht.21 Die weitere Ausdehnung und Verdichtung des Fernwärmenetzes kann daher in einigen Stadteilen nur parallel mit einer Verstärkung der Wärmetransportleitungen erfolgen, wie sie seit einigen Jahren in Altona vorgenommen werden. Hervorzuheben ist ebenfalls, dass die Stadtviertel entlang der Fernwärmetransportleistung von Wedel in die innere Stadt bislang kaum von der Fernwärme versorgt werden. Auch wenn die Wärmedichte in diesen Gebieten in der Regel deutlich geringer ist als in den innerstädtischen Siedlungsbereichen und die spezifischen Kosten für den Aufbau einer netzbasierten Wärmeversorgung damit höher sind, ist der Aufbau von Wärmenetzen eine mittel- bis langfristig 15 https://ergebnisse.zensus2011.de. 16 LBD/Hamburg Institut, S. 20. 17 AGFW-Hauptbericht 2010, Frankfurt 2012 18 Vgl. Ecofys (2014), S. 21ff. 19 http://suche.transparenz.hamburg.de/dataset/energetisches-konzept-fuer-das-quartier-eimsbuettel, S. 37 ff., 66 ff. 20 http://www.hamburg.de/contentblob/4497132/e75c35aa48b70e5225e60f51663c46c7/data/dl-energiekonzept-hamburg-dulsberg.pdf 21 Dieter Dommann: Die Fernwärme- und Fernkälteversorgung in der Freien und Hansestadt Hamburg, Hrsg. HEW 1994, S. 21 ff; Bürgerschaftsdrucksache 19/6387 (Parlamentsdatenbank der Hamburgischen Bürgerschaft) 10 denkbare Option. In vielen skandinavischen Großstädten – beispielsweise Kopenhagen,22 Göteborg23 und Stockholm - werden Stadtviertel mit einer ähnlichen Siedlungsstruktur bereits heute zu moderaten Kosten mit Fernwärme versorgt. 2.4 Die Fernwärme--Erzeugung Die Erzeugung der Fernwärme erfolgt in zwei Heizkraftwerken, fünf Heizwerken und acht Blockheizkraftwerken, 24 wobei jedoch 99% der Wärmearbeit von fünf Anlagen erbracht wird. Die Anteile der Erzeugungsanlagen an der Wärmebereitstellung für das innerstädtische Fernwärmenetz zeigt folgendes Bild: Abbildung 3: Anteile der Fernwärmeerzeugung in Hamburg Quelle: LBD/Hamburg Institut, S. 21. Die Bereitstellung der Vattenfall-Fernwärme basiert somit nur auf wenigen zentralen Anlagen an den Standorten Tiefstack, Wedel sowie den Abfallverbrennungsanlagen im Hamburger Osten. Der Brennstoffeinsatz in der Hamburger Fernwärme ist durch den mit rund 68% sehr hohen Anteil an Steinkohle gekennzeichnet. 25 Durch den als biogen klassifizierten Anteil am Siedlungsabfall (MVB) liegt hier der Anteil erneuerbarer Energien bei etwa 8%.26 Aufbauend auf den Empfehlungen des Gutachtens zum Ersatz des Kraftwerks Wedel27 soll zukünftig Fernwärme überwiegend aus regenerativen Energien und industrieller Abwärme auch am Standort Hafen in relevanten Größenordnungen erzeugt und über eine Anschlussleitung unter der Elbe nach 22 In Kopenhagen werden 55% des gesamten Wärmebedarfs über Fernwärme geliefert, http://www.hofor.dk/wp-content/uploads/2016/09/district_heating_in_cph.pdf. Hierunter sind auch zahlreiche Viertel außerhalb des verdichteten innerstädtischen Bereichs und Vororte außerhalb der Stadtgrenzen mit einer moderaten Siedlungsdichte. 23 https://grist.files.wordpress.com/2010/09/gothenburg,_sweden_i-district_energy_climate_award.pdf, S. 11: 60% aller Einwohner werden mit Fernwärme versorgt, darunter 90% aller Mehrfamilien und Gewerbegebäude sowie 20% der Ein- und Zweifamilienhäuser. 24 http://www.vattenfall.de/de/fernwaerme-fuer-berlin-und-hamburg.htm, Abruf am 1.7.2013 25 Vgl. zum Einsparungspotenzial bei einem Brennstoffwechsel von Kohle zu Erdgas Arrhenius Institut, Basisgutachten zum Masterplan Klimaschutz für Hamburg, 2010,. http://www.hamburg.de/contentblob/4312988/d35ac390ff234478e818023286d2a2b4/data/basisgutachten-masterplan-klimaschutz.pdf 26 LBD/Hamburg Institut, Rekommunalisierung der Hamburger Fernwärmeversorgung, Endfassung vom 5. September 2013, S. 36 f.; nicht berücksichtigt ist hierbei die Industriedampfversorgung im Hafen aus der Müllverbrennungsanlage Rugenberger Damm. 27 Hamburg Institut, Erneuerbare Energien im Fernwärmenetz Hamburg, 2016. HKW Wedel 29% MVB/AVG 20% HKW Tiefstack 36% GuD Tiefstack 12% HKW HafenCity 3% Anteile der Fernwärmeerzeugung 11 Norden geleitet werden. Daneben wird der Standort Stellingen mit verschiedenen Abfallverwertungsanlagen zu einem größeren Standort zur Erzeugung von Fernwärme ausgebaut. 2.5 Schlussfolgerungen  Der Gebäudebestand weist in Hamburg noch immer einen hohen Wärmebedarf auf. Selbst wenn die Sanierungsrate und –tiefe zukünftig gesteigert werden kann, wird – bereits durch den Zubau von neuen Gebäuden innerhalb des Siedlungsbereichs – auch mittel- und langfristig ein hoher Wärmebedarf verbleiben.  Bislang spielen die erneuerbaren Energien sowohl in der dezentralen Wärmeerzeugung als auch im Fernwärmesystem eine nur untergeordnete Rolle.  Die energetische Sanierung der Gebäude und die damit verbundene Verringerung des Fernwärmeabsatzes führen zwar strukturell zu einer Verschlechterung der Wirtschaftlichkeit der Fernwärme, jedoch wird dieser Effekt durch den von der Verbrauchsmenge unabhängigen Grundpreis-Anteil begrenzt. Zudem gibt es innerhalb des Fernwärmeversorgungsgebiets deutliche Potenziale zur Steigerung des Anschlussgrads. Ein Rückgang des spezifischen Wärmebedarfs pro Gebäude kann daher grundsätzlich durch Neuerschließungen und Verdichtung der Fernwärmenetze entgegengewirkt werden.  Zur Realisierung einer höheren Anschlussquote sind jedoch erhebliche Investitionen in neue Leitungen sowie teilweise auch für das Bestandsnetz (Transportleitungen) notwendig.  In den Randbereichen des heutigen Fernwärmenetzes besteht das Potenzial, wachsende Stadteile mit einer hinreichend hohen Wärmedichte neu mit Fernwärme zu erschließen.  Für den Transformationsprozess in Richtung erneuerbarer Energien bedeutet der pro Gebäude sinkende Absatzrückgang sowie die kostenaufwändige Erschließung neuer Stadtteile ein Auslastungs- und Finanzierungsrisiko, welches nur durch eine aktive Steuerung des Transformationsprozesses reduziert werden kann. 12 3 Ziele der Transformationsstrategie Jeder Prozess zur Formulierung einer Strategie zur Transformation der Fernwärme muss sich am Anfang die Frage stellen, was mit dem Prozess bewirkt werden soll. Die Zieldefinition des Transformationsprozesses ist dabei keine einfache Aufgabe: Neben dem primären Ziel einer Umstellung der Fernwärme auf Erneuerbare Energien gilt es eine Reihe weiterer gesellschaftlicher Anforderungen an die zukünftige Wärmeversorgung zu berücksichtigen. Eine große Herausforderung besteht darin, den Transformationsprozess der urbanen Wärmeversorgung zu erneuerbaren Energien in die grundlegenden Ziele einer vorausschauenden kommunalen Wärmepolitik zu integrieren. Dabei müssen verschiedene energiewirtschaftliche und kommunalpolitische Ziele miteinander in Einklang gebracht werden. Die Gewichtung der teils gegenläufigen Interessen ist wiederum dem vorgeschlagenen gesellschaftlich-politischen Klärungsprozess vorbehalten, der im Anschluss näher dargestellt wird. 3.1 Umsetzung des Volksentscheids Die Verfassungsorgane der FHH sind durch den Volksentscheid daran gebunden, „alle erforderlichen und zulässigen Schritte zu unternehmen, um die Hamburger Strom-, Fernwärme- und Gasleitungsnetze 2015 wieder vollständig in die Öffentliche Hand zu übernehmen. Verbindliches Ziel ist eine sozial gerechte, klimaverträgliche und demokratisch kontrollierte Energieversorgung aus erneuerbaren Energien.“ Aus dem Auftrag des Volksentscheides folgt, dass die Energie-Infrastrukturen für eine sozial gerechte und klimaverträgliche Energiepolitik genutzt werden sollen. Während das Strom- und Gasnetz bundesrechtlich stark reguliert sind und dies die Handlungsspielräume dieser Netzbetreiber deutlich einschränkt, verfügen die Eigentümer und Betreiber von Wärmenetzen über weitgehende Autonomie in ihren Entscheidungen zum Umbau der Infrastruktur zur Wärmeerzeugung und –verteilung. Hieraus ergeben sich erhebliche Spielräume für die Bewirtschaftung des Netzes im Sinne der Ziele des Volksentscheides. Die mangelnde Sicherheit im Hinblick auf die Rolle der Fernwärme in der zukünftigen Wärmever-sorgung hat erhebliche Auswirkungen auf den Unternehmenswert der VWH als Betreiber der Fernwärme – und damit auf die Umsetzung des Volksentscheides zur Rekommunalisierung des Fernwärmenetzes. Die Ausübung des vertraglich bestehenden Optionsrechts zum Erwerb der verbleibenden 74,9% VWH-Anteile durch die Stadt wird maßgeblich dadurch in Frage gestellt, dass der hierfür vereinbarte Mindestpreis im Rahmen einer Unternehmensbewertung nicht erreicht werden könnte. Eine klare Ausbaustrategie für die Fernwärme hätte erhebliche Auswirkungen auf die Unternehmens-bewertung. Je unklarer ist, ob der Fernwärmeabsatz in Zukunft stagniert, zurückgeht oder steigt, desto schwieriger wird die Bewertung des Unternehmenswertes. Investoren müssen in einer solchen Situation Risiken einkalkulieren, dass bei mangelnder Unterstützung der Stadt der Fernwärmeabsatz infolge zunehmender Sanierung und mangelnder Erschließung neuer Versorgungsgebiete stagniert oder sogar zurückgeht. Dies schlägt sich in der Bewertung des Unternehmenswertes nieder. Der Wert des Fernwärmenetzes liegt somit ganz wesentlich in der Hand der Stadt. Genauso wie der Aufbau des Hamburger Fernwärmenetzes durch die seinerzeitige HEW war nur möglich war aufgrund einer langfristig angelegten und mit hohen Summen finanziell hinterlegten Strategie der FHH und seiner öffentlichen Unternehmen, ist auch der weitere Ausbau dieses Netzes nur mit Unterstützung der Stadt denkbar. 13 3.2 Klima-- und Ressourcenschutz Klima- und Ressourcenschutz ist eine der zentralen Zielsetzungen für eine zukunftsorientierte Energiestrategie. Die Klimaschutzziele sind nur zu erfüllen, wenn die Transformation der Energieversorgung auf Erneuerbare Energien und eine gleichzeitige deutliche Energieeinsparung gelingt. Dies gilt insbesondere für das Ziel der Bundesregierung und des Senats,28 bis zum Jahr 2050 den dann vorhandenen Gebäudebestand nahezu klimaneutral mit Energie zu versorgen. Dieses Ziel stellt einen ganz zentralen Baustein des Masterplans Klimaschutz der Bundesregierung dar und wird daher als unverrückbare Voraussetzung angenommen. Nach den Szenarien der „Energieeffizienzstrategie Gebäude“29 des BMWi sind zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestandes auf Bundesebene nicht nur erhebliche zusätzliche Anstrengungen bei der Gebäudesanierung nötig, sondern auch dramatische Steigerungen der Anteile erneuerbarer Energien. Bei einer Halbierung des Energiebedarfs bis 2050 wäre gleichzeitig eine Verfünffachung des EE-Anteils erforderlich (auf ca. 60%). Abbildung 4: Möglicher Zielkorridor aus Energieeinsparung und Umstellung auf erneuerbare Energien im Gebäudesektor30 Ohne eine erhebliche Steigerung der politischen Anstrengungen dürfte jedoch bereits eine Halbierung des Energiebedarfs gegenüber dem heutigen Bedarf kaum zu erreichen sein.31 Nach einer Studie für das seinerzeitige BMVBS zur Erreichung der Klimaschutzziele im Wohngebäudesektor32 könne dies nur gelingen, wenn die Schnelligkeit der energetischen Modernisierung des Gebäudebestandes in etwa verdreifacht wird und gleichzeitig die Qualität der Wärmeschutzmaßnahmen deutlich erhöht wird. Die im Ergänzungsgutachten von Ecofys zum Masterplan Klimaschutz im „Referenzszenario“33 angenommene Halbierung des Energiebedarfs der Wohngebäude in Hamburg bis zum Jahr 2050 (gegenüber 2010) und die hierauf gegründete entsprechende Einschätzung des Senats34 ist vor 28 Hamburger Klimaplan (2015), Bürgerschaftsdrucksache 21/2521, S. 28. 29 BMWi (2014b), S. 10ff. 30 BMWi (2014b), S. 10. 31 Vgl. z.B. Shell BDH (2013), S. 4. 32 Vgl. BMVBS (2013), S. 6. 33 Vgl. Ecofys (2010), S. 37. 34 Vgl. Zwischenbericht Wärmekonzept für Hamburg (2014) , Bügerschaftsdrucksache 20/11772. 14 diesem Hintergrund als optimistisch zu bewerten;35 dies gilt umso mehr für die im Klimaschutzplan von 2015 angestrebte Reduzierung des Heiz- und Warmwasserbedarfs um etwa 2/3 bis 2050. Vor diesem Hintergrund rückt eine Verstärkung der Integration der Erneuerbaren Energien in den Gebäudesektor in den Vordergrund: Andere Szenarien wollen die Klimaschutzziele stärker über eine forcierte Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmesektor erreichen.36 Das Fraunhofer ISE kommt in seinem Szenario für eine 100%ige Versorgung des gesamten Energiesektors aus erneuerbaren Energien zu dem Ergebnis, dass die volkswirtschaftlich kostengünstigste Variante einer erneuerbaren Vollversorgung im Strom- und Wärmesektor bei einer energetischen Gebäudesanierung auf 65% des heutigen Wertes für den Heizenergiebedarf des gesamten Gebäudesektors liegt, d.h. die erforderliche Einsparung über Effizienzmaßnahmen liegt bei 35%.37 Für eine Großstadt wie Hamburg können diese für die gesamte Bundesrepublik ermittelten Werte abweichen, jedoch liegen bislang keine entsprechenden Modellrechnungen für Hamburg vor. Es kann jedoch festgehalten werden, dass es Anhaltspunkte dafür gibt, dass das vom Senat angestrebte Niveau eines Heiz- und Warmwasserbedarfs von 40-45 kWh/m2 für Mehrfamilienhäuser und 45-55 kWh/m2 bis zum Jahr 2050  weder bei Fortschreibung der bisherigen Entwicklung, noch bei einer deutlichen Ausweitung der Sanierungstätigkeit realistisch erscheint, und  diese Sanierungsziele im Vergleich zu einer Strategie zur Dekarbonisierung und Ausweitung der Fernwärme möglicherweise nicht kosteneffizient sind. Dieser Befund darf jedoch nicht in einer Weise missverstanden werden, dass damit eine Steigerung der Energieeffizienz der Gebäude obsolet würde. Selbst ein vermindertes Reduzierungsziel für den Heizungs- und Warmwasserbedarf von „nur“ 40% oder 50% wäre lediglich mit einer Steigerung der Sanierungsrate und –tiefe gegenüber dem heutigen Stand erreichbar. 3.3 Versorgungssicherheit Unsere Gesellschaft ist auf ein jederzeit verlässliches Energiesystem angewiesen, die Wärmeversorgung der Gebäude und Betriebe muss jederzeit sichergestellt sein. Für die Versorgungssicherheit ist die derzeit hohe Abhängigkeit vom Import fossiler Energieträger nachteilig. Mit einer langfristigen Umstellung auf heimische erneuerbare Energieträger steigt auch die Versorgungssicherheit. Mit der Umstellung auf Erneuerbare Energieträger ergeben sich jedoch auch Herausforderungen für die Versorgungssicherheit: Die Wärmeversorgung muss auch dann gewährleistet werden, wenn fluktuierende Erneuerbare Energien wetterbedingt nicht erzeugt werden können. Durch den Wegfall von fossilen Energien als leicht und kostengünstig zu bevorratende Energieträge ergeben sich daher erhebliche Herausforderungen für die Speicherung der Energie. 35 Zutreffend Rabenstein 2014, S. 16ff. 36 Für Mehrfamilienhäuser vgl. GdW (2013) in dessen Szenario die Klimaziele stark durch eine Dekarbonisierung der Fernwärme erreicht werden. 37 Vgl. Fraunhofer Institut für solare Energieysteme (ISE) (2012). 15 3.4 Sozialverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit und Kostensicherheit Energie muss für Verbraucher und Gesellschaft auch langfristig bezahlbar bleiben. Durch den Ausbau erneuerbarer Energien wird die Wärmeversorgung von den volatilen Märkten fossiler Brennstoffe zunehmend entkoppelt. Die Wärmekosten werden dann vor allen durch die – gut kalkulierbaren – Investitionen in die Erzeugungs- und Verteilanlagen bestimmt. Für Investoren ist diese Planungssicherheit ein erheblicher Vorteil. Die sich dadurch ergebenden Kosten werden voraussichtlich jedoch – abhängig vom jeweiligen Preis- und Abgabenniveau fossiler Brennstoffe – höher liegen als die Kosten für die aktuelle, fossile Wärmeversorgung. Der Übergang zu erneuerbaren Energieträgern muss daher auf sozialverträgliche Weise ausgestaltet werden. Die Erreichung der Klimaschutzziele für den Gebäudesektor ist in jedem Fall mit Kosten verbunden. Im Interesse der Gebäudenutzer, welche letztlich für diese Kosten aufkommen müssen, müssen diese Kosten so niedrig wie möglich gehalten werden. Wie bereits oben dargestellt, sind Wärmenetze hierfür potenziell besonders geeignet: Mit Wärmenetzen können große, kostengünstige und klimafreundliche Wärmequellen erschlossen werden, was aufgrund der Skaleneffekte strukturell günstiger ist als die kleinteilige Wärmeerzeugung auf Gebäudeebene. Je höher der Anteil der Erneuerbaren Energien im Wärmenetz ist, desto geringer ist zudem der Druck, den Gebäudebestand sehr schnell und sehr anspruchsvoll energetisch zu sanieren, um die Klimaschutzziele im Gebäudesektor zu erreichen. Auch hierdurch können Kostenvorteile entstehen. Daher gilt es, spezifisch für alle Standorte im Stadtgebiet die jeweils kostengünstigsten Möglichkeiten zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestandes zu identifizieren und umzusetzen. Speziell für das Hamburger Wärmenetz sollten daher die lokal verfügbaren Ressourcen für kostengünstige Erneuerbarer Wärmeproduktion systematisch erfasst und entwickelt werden. 3.5 Investitionssicherheit Ohne einen möglichst breit akzeptierte städtische Strategie zu den entscheidenden Weichenstellungen, wie zukünftig die Wärmeversorgung Hamburgs umgesetzt wird, kann keine langfristig angelegte Strategie zur Transformation der Fernwärme formuliert werden. Jede Fernwärme-Transformationsstrategie müsste „auf Sicht“ fahren, d.h. es könnten keine langfristig ausgerichteten Investitionen getätigt werden. Das Fernwärmegeschäft ist besonders investitionsintensiv und langfristig angelegt, fehlende Sicherheit in Bezug auf die langfristige Wirtschaftlichkeit der Investitionen in neue Netz- und Erzeugungsinfrastruktur führt zwangsläufig zur Unterlassung solcher Investitionen. Je höher hingegen die Sicherheit für das Fernwärmeunternehmen ist, dass sich Zukunfts-Investitionen in die Fernwärme in den kommenden Jahrzehnten langfristig auszahlen, desto größer ist die Bereitschaft, diese Investitionen zu tätigen. 3.6 Effiziente und flexible Infrastrukturen Vor dem Hintergrund des rasanten Wandels im Energiemarkt ist es wichtig, bei anstehenden Investitionen auf eine hohe Flexibilität für sich verändernde Märkte und neue Technologien zu achten. Die Integration erneuerbarer Energien in das Energiesystem erfordert eine stärkere Verzahnung von Strom- und Wärmemarkt. Wärmenetze bieten hier große Potenziale und weisen zudem eine hohe Flexibilität zur Einbindung künftiger Wärmeerzeugungstechnologien auf. Vor 16 diesem Hintergrund muss die kommunale Wärmepolitik zunehmend auch als planerische Aufgabe interpretiert werden, die Infrastrukturpolitik und Stadtplanung verzahnt und die systematisch (z.B. mit digitalen Wärmebedarfskarten wie in Bielefeld) nach wirtschaftlichen Ausbaumöglichkeiten für Wärmenetze sucht. 3.7 Regionale Wertschöpfung Für die Wärmeversorgung der Stadt werden jedes Jahr hohe Summen für den Import fossiler Energien ausgegeben. Mit dem Transfer dieses Geldes in die Erdöl, Gas und Kohle exportierenden Regionen geht es dem lokalen Wirtschaftskreislauf verloren. Die Nutzung der erneuerbaren Energien im Wärmesektor kann Energieimporte durch handwerkliche Arbeit und Ingenieurverstand vor Ort ersetzen.38 Sie generiert für die Kommunen sowie deren Bürger und Wirtschaft einen nachhaltigen ökonomischen Nutzwert. 3.8 Berücksichtigung von Verbraucherinteressen Ausbau und Weiterentwicklung der leitungsgebundenen Wärmeversorgung benötigt eine hohe gesellschaftliche Akzeptanz. Denn anders als im Strom- und Gasmarkt können Verbraucher den Lieferanten der Wärme bei der Fernwärme nicht im Wettbewerb frei auswählen. Die marktbeherrschende Stellung der Fernwärmeversorger erfordert einen besonderen Schutz der Verbraucherinteressen. Für Verbraucher sind zudem weder die Preisbildung noch die ökologische Qualität der Fernwärme transparent.39 Eine stark auf den Ausbau des Fernwärmenetzes zielende Wärmestrategie kann daher an Akzeptanzgrenzen stoßen. Dies gilt umso mehr, solange das Fernwärmenetz mehrheitlich nicht in kommunaler Hand ist und die staatlichen Einflussmöglichkeiten zugunsten des Verbraucherschutzes daher begrenzt sind. 3.9 Bürgerbeteiligung Eine gut funktionierende Bürgerbeteiligung ist notwendig, um den um den Umstrukturierungsprozess auf eine gesellschaftlich breite Basis zu stellen. Dabei geht es nicht nur darum, Akzeptanz in der Bevölkerung für neue Infrastrukturprojekte zu erreichen. Immer mehr Bürgerinnen und Bürger beteiligen sich auch finanziell mit konkreten Projekten an der Energiewende. Dabei sollte in Zukunft auch der Wärmesektor für die finanzielle Bürgerbeteiligung – etwa auf der Basis genossenschaftlicher Strukturen - weiter erschlossen werden. 38 S. näher AGFW, Wertschöpfung aus Fernwärme mit KWK, 2016. 39 Vgl. hierzu näher Hamburg Institut, Fernwärme und Verbraucherschutz, 2015. 17 4 Der Weg zur Transformationsstrategie Im Folgenden wird ein Vorschlag für die mögliche Ausgestaltung eines Verfahrens zur Entwicklung einer Fernwärme-Transformationsstrategie entwickelt. Es existiert bislang noch keine übergeordnete Planung, aus der sich die mittel- und langfristige Strategie der FHH für die Entwicklung der Fernwärme ergibt. Der Senat hat im Mai 2014 einen Zwischenbericht40 für ein „Wärmekonzept für Hamburg“ vorgelegt, der im Februar 2015 ergänzt wurde.41 Hierauf gilt es aufzubauen und die erforderliche Definition der zukünftigen Rolle der Fernwärme im Verbund mit anderen Arten der Wärmeversorgung festzulegen, um eine klimafreundliche, möglichst kostengünstige und zukunftssichere Wärmeversorgung der Stadt dauerhaft zu gewährleisten. Bereits in der Einleitung wurde dargelegt, dass eine solche Strategie nicht im Rahmen dieses Kurzgutachtens erarbeitet werden kann, sondern eines strukturierten und wissenschaftlich unterfütterten partizipativen Prozesses bedarf. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Prozesses besteht darin, einen möglichst breit in der Stadt verankerten Konsens zur zukünftigen Rolle der Fernwärme herzustellen und auf dieser Basis eine Strategie für den hieraus abzuleitenden Umbau der Fernwärme zu entwickeln. Hierzu bedarf es als erstes einer Verständigung über die zukünftige Rolle des Fernwärmesystems in der Stadt bei der Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050:  Wo wird die Fernwärme zukünftig gebraucht und sollte ausgebaut werden?  Wo wird Fernwärme zukünftig keine Rolle spielen, weil ein nahezu klimaneutraler Gebäudebestand über anspruchsvolle energetische Sanierung und dezentrale Gebäudeheizung erreicht wird?  Wo wird Fernwärme in Zukunft mangels erforderlicher Wärmeabnahme nicht zu wirtschaftlich attraktiven Preisen angeboten werden können? Der Prozess zur Beantwortung dieser Fragen sollte auf einen gesellschaftlich möglichst breit getragenen Konsens zielen, da die entsprechenden politischen Maßnahmen nur langfristig wirken und stabile Rahmenbedingungen bedürfen. Vorbild für eine solche konsensuale Ziel- und Strategiefindung zur Energiepolitik ist das Nachbarland Dänemark. Dort ist es üblich, sowohl auf nationaler, wie auch auf kommunaler Ebene einen möglichst breiten Konsens über die Grundlagen der Energiepolitik herzustellen.42 Auch das Berliner Abgeordnetenhaus hat in der vergangenen Legislaturperiode mit einer Enquete-Kommission einen bemerkenswerten Versuch zur Herstellung eines weitgehenden Konsenses über Ziele und langfristige Strategien zur Ausrichtung der Landes-Energiepolitik unternommen.43 Um einen möglichst kostengünstigen Weg zur Einsparung von Treibhausgasen im Wohnungssektor zu finden ist der Blick über das einzelne Gebäude hinaus zu richten. Sofern Lösungen zur netzgebundenen Wärmeversorgung kostengünstiger sind als die Summe aus einzelnen gebäudebezogenen Maßnahmen, sind diese vorzuziehen. 40 Zwischenbericht „Wärmekonzept für Hamburg“ (2014), Bügerschaftsdrucksache 20/11772. 41 Zwischenbericht „Wärmekonzept für Hamburg“ (2015), Bügerschaftsdrucksache 20/14648. 42 Vgl. Danish Ministry of Climate, Energy and Building (2012). 43 Vgl. Abgeordnetenhaus Berlin (2015): Drs. 17/2100. 18 Solche Entscheidungen setzen Planung voraus. Im bisherigen stadtplanerischen Instrumentarium ist eine solche umfassende Fachplanung nicht vorgesehen – mit Ausnahme von Energie-Konzepten bei der Erschließung von neu zu entwickelnden größeren Bau-Gebieten. Die Herausforderung liegt jedoch darin, im gesamten Hamburger Gebäudebestand flächendeckend die jeweils kostenoptimale Lösung zur Erreichung eines langfristig „nahezu klimaneutralen“ Gebäudebestands zu identifizieren. Eine solche Strategie erfordert mehrere Schritte:  Der erste Schritt besteht in einer Erfassung des spezifischen Wärmebedarfs der Gebäude sowie die Prognose der erwarteten Entwicklung in den verschiedenen Stadtvierteln. Mit dem Hamburger Wärmekataster44 und dem GEWISS-Projekt hat Hamburg bereits wichtige Schritte eingeleitet.45  Des Weiteren muss auf gesamtstädtischer Ebene erfasst werden, welche Potenziale zur Nutzung von erneuerbaren Energien sowie zur Nutzung von industrieller Abwärme zur Verfügung stehen und welche spezifischen CO2-Vermeidungkosten mit ihrer Erschließung und Integration in das Versorgungssystem verbunden sind.  Schließlich muss bewertet werden, mit welchen spezifischen CO2-Vermeidungkosten Energieeffizienzmaßnahmen in den typischen Gebietstypologien verbunden sind. Die jeweiligen Werte sind zueinander ins Verhältnis zu setzen, um die kostenoptimale Strategie zu ermitteln. Hierbei kann es zu relevanten Unterschieden in verschiedenen Stadtvierteln kommen. In den bereits von Wärmenetzen erschlossenen Gebieten kann es beispielsweise am kostengünstigsten sein, auf eine Vollversorgung aus erneuerbarer Fernwärme zu setzen und lediglich moderate Effizienzverbesserungen anzustreben. In locker bebauten Gebieten könnte hingegen eine vornehmlich auf Effizienz zielende Strategie am effizientesten sein. In Dänemark ist die Wärmeplanung seit langem eine gesetzlich verankerte Pflichtaufgabe der Kommunen. Für die vom Wärmenetzen erschlossenen bzw. erschließbaren Stadteile sollte in Hamburg eine solche Planung auf gesamtstädtischer Ebene erfolgen, da die Netzgebiete Bezirksgrenzen überschreiten. Hierauf aufbauend kann dann entschieden werden, welches Sanierungsniveau für die erschlossenen Gebäude angestrebt werden sollte. Für Gebiete, die weder jetzt noch in Zukunft von Wärmenetzen erschlossen werden, kann eine Planung auf bezirklicher Ebene ausreichend und sinnvoll sein. Der oben beschriebene Prozess bedarf einer fachlich fundierten Vorbereitung. Hierfür erscheint es sinnvoll, für Hamburg eine konkrete Modellrechnung vorzunehmen, in der unter Berücksichtigung der hiesigen Bedingungen die jeweiligen Kosten für verschiedene Lösungsansätze zur Schaffung eines langfristig klimaneutralen Gebäudebestandes ermittelt werden. Unter Verwendung realer Daten des Hamburger Gebäudebestands, des Wärmenetzes sowie der Erneuerbare-Energien-Potenziale wird dann analysiert, in welchen Gebieten die Verdichtung bzw. der Ausbau des Wärmenetzes am kosteneffizientesten für die Erreichung der Klimaschutzziele ist. Auf der Grundlage dieser Untersuchungen kann eine integrierte Wärmestrategie im Sinne eines zentralen Gesamtkonzepts für Hamburg diskutiert und entwickelt werden. 44 http://www.hamburg.de/energiewende/waermekataster/ 45 GEWISS-Projekt, https://projektinfos.energiewendebauen.de/projekt/geografisches-waermeinformations-und-simulationssystem/; auf Europäischer Ebene besteht zudem der digitale Wärmeatlas des Projekt Heat Roadmap for Europe, http://www.heatroadmap.eu/peta.php . 19 Zu diesem Diskussionsprozess sollte als Teil eines kulturellen Wandels eingeladen werden, bei dem die Stadt gemeinsam mit der Wohnungswirtschaft, Versorgern und Verbrauchern eine möglichst breit getragene und somit langfristig verlässliche Strategie für die zukünftige Wärmeversorgung entwickelt. 20 5 Arbeitsthesen für die Transformationsstrategie Im Folgenden werden einige Arbeitsthesen für die Ausgestaltung der Transformationsstrategie zur Diskussion gestellt. Es handelt sich dabei ausdrücklich nicht um den Versuch einer Vorwegnahme der Inhalte der Transformationsstrategie, sondern um vorläufige fachliche Einschätzungen auf der Grundlage von Erfahrungswerten, die näher untersucht und diskutiert werden sollen. Erst auf der Basis weitergehender fachlicher Untersuchungen, insbesondere einer Modellierung des Hamburger Wärmesystems (unter Einbeziehung der regionalen, nationalen und europäischen Energiesystems)46 können belastbare Aussagen getroffen werden, welche sodann die Grundlage für die partizipative Erarbeitung einer Wärmestrategie bilden. Die Arbeitsthesen beziehen sich auf verschiedene Ebenen:  Systemebene: Ausbau der Fernwärme?  Erzeugung  Speicherung  Verteil-Infrastruktur  Vertrieb  Kundenseitige Maßnahmen Neben der grundsätzlichen Fragestellung eines Ausbaus der städtischen Fernwärmeversorgung zulasten dezentraler Versorgungssysteme ist ein technisch-ökologischer Strukturwandel des bestehenden Systems notwendig. Dies betrifft alle Wertschöpfungsstufen von der Erzeugung bis hin zur Optimierung der Abnahmeanlagen bei den Endverbrauchern. Abbildung 5: Technisch-ökologischer Strukturwandel im Fernwärmesystem 46 Vgl. etwa ZSW u.a. (2017): Energie- und Klimaschutzziele 2030 für Baden-Württemberg; s. auch die bereits oben zitierte Modellierung des Fraunhofer ISE für Frankfurt sowie die Modellierungen für dänische Großstädte durch die Universität Aalborg. 21 5.1 Wärmesystem: Ausbau der Fernwärme? Auf der Systemebene ist die allen operativen Überlegungen zur Systemtransformation vorgelagerte Frage zu klären, in wie vielen Bereichen der Stadt in Zukunft die Fernwärmeversorgung die kostenoptimale Option zur Erreichung eines klimaneutralen Gebäudebestandes ist und entsprechend ausgebaut werden sollte. Hierzu werden folgende Thesen formuliert:  Auch langfristig wird – zumindest im verdichteten Stadtbereich, in dem bereits Fernwärme liegt - ein hinreichend relevanter Wärmebedarf vorhanden sein. Dieser könnte deutlich über den bisher vom formulierten Zielen des Hamburger Klimaschutzplans für den Gebäudebestand im Jahr 2050 liegen.  Dezentral an Gebäuden betriebene (Luft-/Wasser- oder Wasser-/Wasser-)Wärmepumpen auf Basis von Grünstrom in Kombination mit Solarthermie stellen voraussichtlich die wichtigste Alternative zu einer netzgebundenen Wärmeversorgung dar, um einen hohen Anteil Erneuerbarer Energien in der Wärmeversorgung zu erreichen. Demgegenüber werden andere Technologien zur dezentralen Nutzung von Erneuerbaren Energien voraussichtlich nicht in der Breite zum Einsatz kommen. Dies gilt insbesondere für Stromdirektheizungen, 47 die Verbrennung von synthetischem Erdgas48 oder Biogas sowie feste Biomasse in Heizungsanlagen.  Problematisch an einer weitgehenden Elektrifizierung der dezentralen Wärmeerzeugung ist die drastisch steigende Stromnachfrage. Es steht in Frage, ob es eine ausreichende Akzeptanz für die erforderliche Vervielfachung der Erzeugungsleistung von Strom aus Windkraftanlagen besteht und ob in absehbarer Zeit hinreichend günstige Strom-Langzeitspeicher verfügbar sind. Demgegenüber steht Wärme lokal in erheblichem Umfang zur Verfügung und kann auch saisonal kostengünstig gespeichert werden. Es muss im Einzelnen näher untersucht werden, in welchem Umfang das notwendige erneuerbare Strompotenzial zur Verfügung steht und der Einsatz dezentraler Wärmepumpen im (nord-)deutschen Energiesystem kosteneffizient ist.  Die Kosten für eine dezentrale Nutzung der Erneuerbaren Energien sind strukturell spezifisch höher als bei einer großtechnischen Erzeugung im Multi-Megawatt-Bereich (Abwärme, Tiefe Geothermie, Großwärmepumpen, große Solarthermie). Dem stehen jedoch bei netzgebundener Wärmeversorgung Kosten durch Wärmeverluste bei der Übertragung sowie ggf. Investitionskosten in das Wärmenetz gegenüber. 47 Stromdirektheizungen (Nachtspeicherheizungen) weisen zwar den Vorteil auf, dass sie mit einer vorhandenen Infrastruktur betrieben werden können; sie stellen aufgrund ihrer Ineffizienz im Vergleich zu Wärmepumpen sowie wegen der hohen Kosten für das Energiesystem und für Mieterinnen und Mieter jedoch auch mittelfristig keine geeignete Alternative für eine dezentrale erneuerbare Wärmeversorgung dar, vgl. näher: https://www.oeko.de/oekodoc/1498/2012-067-de.pdf. 48 Diese Variante hätte den Vorteil der Nutzung einer vorhandenen Verteil-, Speicher- und Nutzungsinfrastruktur, allerdings sind wegen Verluste auf der Übertragungskette die spezifischen Kosten hoch. Die Nutzung von synthetischem Erdgas dürfte daher entsprechend vieler Szenarien vor allem in anderen Bereichen des Energiesystems erfolgen, für die bislang kaum erneuerbare Erzeugungsoptionen zur Verfügung stehen (Schwerlastverkehr, Luftfahrt, Schifffahrt, ggf. Erzeugung von Strom in der Spitzenlast). 22  In den bereits heute vom Wärmenetz erschlossenen Gebieten dürften die Skaleneffekte bei zentraler Nutzung der Erneuerbaren Energien die ökonomischen Nachteile der Wärmenetze meist übersteigen.  Aus ökonomischer Sicht dürfte eine hohe Verdichtung des bestehenden Fernwärmenetzes sinnvoll sein, sofern das Fernwärmenetz zukünftig mit kohlenstoffarmen Brennstoffen und Erneuerbaren Energien betrieben wird. Insbesondere hoch verdichtete Stadtteile mit einem lockeren Fernwärmenetz wie z.B. Ottensen sind hierfür gut geeignet.  In den noch nicht vom Wärmenetz erschlossenen Gebieten muss stadtteilspezifisch analysiert werden, ob eine Ausdehnung des Wärmenetzes aus kommunaler Perspektive sinnvoll und wirtschaftlich ist. Eine Netzerweiterung ist aufgrund der hohen Investitionen in neue Wärmenetze ökonomisch dabei noch anspruchsvoller als die Verdichtung eines vorhandenen Wärmenetzes, wurde jedoch in der Vergangenheit auch in Hamburg und vielen anderen Städten erfolgreich praktiziert. Insbesondere in Skandinavien und Osteuropa werden in den meisten Großstädten anteilig deutlich mehr Gebäude von Fernwärmenetzen versorgt, darunter auch Gebiete mit lockerer Bebauung wie sie in Hamburg z.B. in den Elbvororten anzutreffen ist.  Auch die Hamburger Stadtviertel entlang der bestehenden Fernwärmetrasse von Wedel in die Innenstadt sowie die Stadt Wedel und Schenefeld sollten daher als potenzielles Fernwärme-Erweiterungsgebiet überprüft werden.  Die Erweiterung und Verdichtung des Fernwärmenetzes ist notwendigerweise ein Prozess, den die jeweilige Kommune steuern muss. Ohne eine aktive Steuerung und Unterstützung durch die Stadt entsteht nicht die erforderliche Investitionssicherheit für langfristige Investitionen in die Netz-Infrastruktur.  Die Erarbeitung einer Hamburger Wärmestrategie hat unmittelbare Auswirkungen auf den Ertragswert des Fernwärmenetzes und damit die Umsetzung des Volksentscheides. Entschließt sich die Stadt zu einer konsequenten Ausbaustrategie für die Fernwärme und hinterlegt dies durch entsprechende politische Unterstützungsmaßnahmen, steigt der Wert des Fernwärmeversorgungssystems signifikant.  Im Zuge der Erstellung einer Wärme-Transformationsstrategie sollten vom Senat bislang formulierten Ziele für den Bedarf an Energie für Heizung und Warmwasser evaluiert werden. Die bisherigen Ziele erscheinen für solche Siedlungsbereiche angemessen, die auch zukünftig nicht von Wärmenetzen auf Basis erneuerbarer Energien erschlossen werden. Für zukünftig von solchen Wärmenetzen erschlossene Gebiete dürfte es hingegen sinnvoll sein, ein weniger strenges Effizienzziel zu formulieren.49  Eine deutliche Verdichtung und Ausweitung des vorhandenen Wärmenetzes und dessen Umstellung auf erneuerbare Energien bietet voraussichtlich das Potenzial, die Kosten für die Wohnungswirtschaft, die Mieterinnen und Mieter sowie die für die an die Fernwärme 49 Nochmals sei darauf hingewiesen, dass ein Nachlassen der Sanierungsanstrengungen gegenüber dem Status quo nicht sinnvoll wäre; es bleibt vielmehr auch in den zukünftig von einem weitgehend mit erneuerbaren Energien aus einem Wärmenetz versorgten Gebieten eine Steigerung der Anstrengungen im Bereich der Gebäude-Energieeffizienz nötig. 23 angeschlossenen Unternehmen bei der Erreichung der Klimaschutzziele des Senats zu minimieren. 5.2 Erzeugung  Ein Fernwärmenetz verfügt als Infrastruktur über die Möglichkeiten, verschiedenartige Wärmeströme aus unterschiedlichen Quellen in das System zu integrieren und zum Verbraucher zu leiten. Neben den heute noch vorherrschenden Wärmeströmen aus fossilen Brennstoffen können auf diese Art kostengünstig und flexibel auch Wärmeströme aus Erneuerbaren Energien integriert werden. Das Wärmenetz ermöglicht auch die Nutzung von Anwendungen mit hohen thermischen Leistungen wie etwa Tiefen-Geothermie oder Industrieabwärme. Abbildung 6: Wärmenetz zur Integration verschiedener Wärmeströme  Einige Möglichkeiten zur Integration Erneuerbarer Energien und Industrieabwärme in das Hamburger Fernwärmenetz werden in einem Gutachten50 des Hamburg Instituts dargelegt.  Mit der von der BUE befürworteten Realisierung der Elemente Klärwerks- Großwärmepumpe, Aquifer-Saisonalwärmespeicher, Müllverbrennungsanlage Rugenberger Damm, Zentrum für Ressourcen und Energie Stellingen, Industrie-Abwärme Trimet/Arcelor/Aurubis würde ein erster, großer Schritt zur Dekarbonisierung des Fernwärmenetzes vollzogen werden, der auch im internationalen Maßstab neue Impulse für den Fernwärmesektor setzt.  Vattenfall hat im Rahmen der Realisierung der „Süd-Lösung“ eine Anbindung des Kohlekraftwerks Moorburg an die geplante Rohrtrasse unter der Elbe ins Spiel gebracht. Bei 50 Hamburg Institut, Erneuerbare Energien im Fernwärmenetz Hamburg, 2016. 24 der Entscheidung hierüber sollte eine umfassende Bewertung der Vor- und Nachteile einer solchen Lösung aus ökologischer, energiewirtschaftlicher und ökonomischer Sicht für die langfristige Wärmestrategie der Stadt erfolgen. Dabei sind – neben dem Vergleich der aktuell kalkulierten Wärmegestehungskosten aus den verschiedenen Erzeugungsanlagen - auch folgende Aspekte zu berücksichtigen:  Die Klimafreundlichkeit der Fernwärme hängt in erster Linie von den eingesetzten Brennstoff ab. Fernwärme, die auf Kohle basiert, ist trotz des Einsatzes von Kraft-Wärme-Kopplung nach der amtlichen, vom Bund und den Ländern verwendeten Bilanzierungsmethode klimaschädlicher als eine dezentrale Gasheizung. Bei Verwendung von anderen Bilanzierungsmethoden – die insbesondere von Seiten der Fernwärmeversorger verwendet werden - werden jedoch hiervon abweichende Ergebnisse erzielt.  Die aktuell wichtigste Maßnahme zur Dekarbonisierung der Hamburger Fernwärmeerzeugung ist der Ersatz des Brennstoffs Kohle durch Erdgas und Erneuerbare Energien. Im Ergebnis kann die Klimabelastung je kWh Wärme mit der Substitution von Kohle durch Erdgas etwa halbiert werden, mit Erneuerbaren Energien ist eine noch stärkere Reduzierung möglich. Auch hier hängt die genaue Beurteilung jedoch von der Wahl der Bilanzierungsmethode ab. Bei der Kalkulation der notwendigen Erzeugungskapazitäten im Fernwärmesystem sollte geprüft werden, inwieweit zukünftig unter Nutzung moderner IT und Steuerungstechnik auf (spezifisch besonders teure) Spitzenlast-Kapazitäten durch kundenseitige Maßnahmen verzichtet werden kann. Hierbei rückt die Fähigkeit der Gebäude zur Speicherung von Wärme in den Fokus: Durch eine zentrale Steuerung der gebäudeseitigen Einstellungen zur Wärmeabnahme in der Nacht und am Morgen können morgendliche Lastspitzen vermieden werden.  Eine weitgehende Abhängigkeit der Fernwärmeproduktion von Kohlekraftwerken ist für die Versorgungs- und Kostensicherheit nicht unproblematisch: Die Wirtschaftlichkeit von Kohlekraftwerken hängt maßgeblich von den Rahmenbedingungen auf den Märkten für Strom und Treibhausgasemissionen ab. Einnahmen aus der Fernwärmeproduktion sind demgegen-über untergeordnet. Die Preisentwicklung auf beiden Märkten ist maßgeblich politisch bestimmt und nur schwer prognostizierbar. Sofern etwa aufgrund steigender CO2-Preise und dauerhaft niedriger Strompreise der Betrieb von Kohlekraftwerken unwirtschaftlich wird, steht auch die Produktion von Fernwärme in diesen Kraftwerken in Frage.  Besondere Relevanz hat dabei die im Februar 2018 von der EU beschlossene Reform des Emissionshandels.51 Auf Seiten der an der Reform beteiligten EU-Parlamentarier wird von einem Anstieg des Zertifikatepreises auf 35 Euro/t in den 2020ern ausgegangen.52 Tritt dies so ein, ist Fernwärme aus Kohlekraftwerken mit sehr hohen Kosten verbunden. Bei einem derartigen CO2-Preisniveau kommen (unter der Annahme stabiler Brennstoffpreise) selbst 51 https://www.euractiv.de/section/energie-und-umwelt/news/reform-des-eu-emissionssystems-nimmt-letzte-huerde/ 52 https://www.wiwo.de/technologie/green/analysten-erwarten-preisanstieg-eu-parlament-stimmt-fuer-reform-des-co2-emissionshandels/20932952.html Andere Einschätzungen sind etwas zurückhaltender, gehen aber ebenfalls von einem deutlichen Anstieg der Zertifikatepreise aus http://www.fr.de/wirtschaft/emissionshandel-preis-fuer-co2-ausstoss-wird-steigen-a-1384084. 25 moderne Kohlekraftwerke aufgrund zu hoher variabler Kosten in der Merit Order nur noch selten auf dem Strommarkt zum Einsatz.53 Um überhaupt noch Fernwärme liefern zu können, müssten die Fernwärmekunden an den Kraftwerksbetreiber die Differenz zu den nicht auskömmlichen Einnahmen aus dem Stromverkauf bezahlen. (Da dies zu exzessiv hohen Wärmepreisen führen würde, ist in der Praxis eher damit zu rechnen, dass die Fernwärme über einen neu zu installierenden Gaskessel am Kraftwerksstandort produziert würde.)  Auch die von der Großen Koalition geplante Verdoppelung des Anteils Erneuerbarer Energien am deutschen Strommix auf 65% bis zum Jahr 2030 wird notwendigerweise zu deutlich geringeren Einsatzzeiten des Kraftwerks Moorburg führen. Die hierfür erforderlichen Kapazitäten an Wind- und Photovoltaikanlagen werden aufgrund ihres Einspeisevorrangs in wind- oder sonnenreichen Jahreszeiten fossile Kraftwerke fast vollständig vom Strommarkt verdrängen. Fossile Kraftwerke kommen dann nur noch zu den Zeiten zum Einsatz, wenn die Wind- und Solaranlagen keinen oder wenig Strom liefern.  Beide politisch beschlossenen Entwicklungen zusammen (1. weniger Einsatzstunden fossiler Kraftwerke durch höheren EE-Anteil, 2. Verschiebung der Merit Order innerhalb der fossilen Kraftwerke zulasten von Steinkohlekraftwerken) führen zu einem hohen Liefer- und Kostenrisiko bei einer Einspeisung von Fernwärme aus dem Kraftwerk Moorburg.  Über diese Risiken hinaus, wirkt sich ein Ansteigen des CO2-Preises aufgrund der von VWH verwendeten Preisgleitklausel unmittelbar preissteigernd auch auf den Endkunden-Fernwärmepreis aus.54 Hierbei gelangen zwingend die oben genannten amtlichen Bilanzierungsmethoden zum Einsatz, d.h. die CO2-Fracht wird zu einem Großteil der Wärmeproduktion angelastet. Die hieraus resultierenden Kostenrisiken für die privaten und gewerblichen Fernwärmenutzer sollten quantifiziert werden, jedoch dürften die unmittelbaren Auswirkungen überschaubar bleiben und sind gegenüber den zuvor beschriebenen generellen Liefer- und Kostenrisiken nachrangig.  Noch deutlichere ökonomische Nachteile für Mieterinnen und Mieter sowie gewerbliche Fernwärmekunden könnten sich aufgrund absehbarer Entwicklungen beim Primärenergiefaktor ergeben. Der in der EnEV regulierte Primärenergiefaktor determiniert maßgeblich, wie hoch die Wärmeschutzanforderungen beim Neubau und bei der grundlegenden Sanierung von Gebäuden sind. Ein niedriger Primärenergiefaktor entlastet die Fernwärmenutzer, ein hoher Primärenergiefaktor führt zu höheren Wärmeschutz-anforderungen. Sofern im relevanten Umfang Kohle für die Fernwärme zum Einsatz kommt, kann dies mittelbar Folgekosten auf Seiten der Wohnungswirtschaft und damit für die Mieterinnen und Mieter induzieren. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die aktuelle Gleichstellung der Brennstoffe Erdgas, Kohle und Erdöl trotz der gravierenden Unterschiede im Hinblick auf die CO2-Emissionen bereits lange umstritten ist und voraussichtlich nicht auf Dauer Bestand haben wird. Die höheren Treibhausgasemissionen von Fernwärme aus Kohle-KWK werden sich daher voraussichtlich in einem höheren Primärenergiefaktor niederschlagen. Diese Kostenrisiken für die Wohnungswirtschaft und die Fernwärmenutzer sollten in verschiedenen Szenarien untersucht und quantifiziert werden. 53 Vgl. hierzu näher Hecking/Cam/Schönfisch/Schulte, Aktuelle Entwicklungen auf den Kohle- und Gasmärkten und ihre Rückwirkungen auf die Merit Order, energiewirtschaftliche tagesfragen 6/2017, S. 34ff. 54 Vgl. hierzu näher Hamburg Institut, Fernwärme und Verbraucher