Bau-Blog Lemgo: Bau eines iKWK-Systems
Foto: Guido Bröer Bau eines iKWK-Systems in Lemgo Wie entsteht eigentlich eine solarthermische Großanlage? Hier geht’s zum Bau-Blog Lemgo
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Was haben Kommunen von Sonne im Wärmenetz? Wie können Kommunen passende Flächen für ein Solarthermie-Kollektorfeld finden? Und wie kann das Projekt SolnetPlus dabei helfen? Felix Landsberg vom Hamburg Institut und Jan Walter vom Deutschen Institut für Urbanistik (Difu) sprechen hier im Podcast-Style über ihren Draht zu den solaren Wärmenetzen.
POLICY PAPER/GRUNDSATZPAPIER ZUR FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE IN DER RAUMPLANUNG erstellt von HIR Hamburg Institut Research und Solites im Rahmen des Projekts SolnetPlus Juli 2023 Solarthermie-Freiflächenanlagen müssen auf allen Planungsebenen ausdrücklich und zusätzlich zu Photovoltaik-Anlagen adressiert werden. Solarthermische Freiflächenanlagen können die Dekarbonisierung von Wärmenetzen sehr effektiv unterstützen, weil die Sonnenenergie durch die direkte Umwandlung zu Wärme sehr effizient genutzt wird. Durch den geringen Bedarf zusätzlicher Energieträger wie u.a. Strom können die Wärme-erzeugungskosten langfristig gering und die Wärmepreise weitgehend unabhängig von globalen Energiemärkten gestaltet werden. Dass sich die Freiflächen-Solarthermie in den vergangenen Jahren noch nicht stärker verbreitet hat, lag neben den sehr geringen Bezugskosten für fossile Brennstoffe auch an dem geringen Bekanntheitsgrad der Technik und den Hemmnissen in der Planung der Anlagen. Das Hamburg Institut hat sich in den Jahren 2022- 2023 im Rahmen des Forschungsprojekts SolnetPlus mit den Planungs- und Genehmigungshemmnissen auseinandergesetzt und die folgenden Politikempfehlungen entwickelt: 1. Solarthermie sollte in der Raumplanung auf Bundesebene Vorrang vor Photovoltaik eingeräumt bekommen. Alle Maßnahmen, die die räumliche Steuerung von Photovoltaikanlagen adressieren, sollten agen" betitelt werden, um die Solarthermie im Begriff einzuschließen. Im Rahmen der räumlichen und planungsrechtlichen Steuerung wie z.B. über das BauGB sollte bei Maßnahmen, die den Ausbau von solaren Anlagen beschleunigen, die Solarthermie gegenüber der Photovoltaik gesondert behandelt werden. Die Privilegierung von solaren Anlagen im 200 m-Korridor entlang von Autobahnen und Schienen ist klar auf die Belange der Photovoltaik ausgerichtet. Die solarthermische Erzeugung sollte als Anlage privilegiert werden, ohne räumliche Vorgaben. Solarthermische Freiflächenanlagen sollten aus wirtschaftlich-technischen Gründen möglichst nah an den Wärmeverbrauchern liegen. Im Gegensatz dazu haben Photovoltaik-Freiflächenanlagen kein derartiges Erfordernis und können weiter entfernt von den Verbrauchern liegen. 2. Bezüglich steuerlicher und erbschaftsrechtlicher Belange ist die Solarthermie mindestens im gleichen Maße wie die Photovoltaik zu adressieren. Alle Maßnahmen, die die finanzrechtlichen Aspekte von Photovoltaikanlagen adressieren, scheint. 3. Solarthermie ist in der Raumplanung auf Landesebene gesondert zur Photovoltaik zu betrachten. Landesraumordnungsprogramme oder Landesentwicklungsprogramme sollten klar benennen, dass solarthermische Anlagen auch in Bereichen mit hohen räumlichen Widerständen nicht generell auszuschließen sind. Stattdessen sind die (scheinbaren) räumlichen Widerstände unter erhöhtem Abwägungsbedarf zu prüfen oder als besonders geeignet für Solarthermie darzustellen, wenn ein Wärmenetz in der Nähe liegt oder geplant ist. Hintergrund ist, dass sich der Suchbereich für solarthermische Freiflächen stark auf die Gebiete in der Nähe zu Wärmenetzen / Siedlungsbereichen beschränkt, da die Anbindung nur unter begrenzten Leitungslängen sinnvoll umsetzbar ist. Gunstflächen bzw. besonders geeignete Flächen für die solare Nutzung sollten sich nicht nur an den Fördervorgaben des EEG (Ausrichtung an der Photovoltaik) orientieren. Stattdessen sollten sie u.a. die räumliche Vorprägung stärker in Betracht ziehen und besonders geeignete Flächen dort vorsehen, wo auch solarthermische Anlagen besonderes Umsetzungspotenzial aufweisen wie z.B. in räumlicher Nähe zu bebauten Bereichen wie Siedlungs- und Gewerbegebieten. 4. Länder und Landkreise / Regionen sollten die Kommunen bei der Flächenanalyse unterstützen und den Kommunen Potenzialatlanten zur Verfügung stellen, die die Ausschluss- und Abwägungsbereiche auf den vorgelagerten Ebenen zur kommunalen Planung abbilden. Da auf absehbare Zeit eine Vielzahl von Kommunen eine Wärme- oder Energieplanung erstellen wird, sollten die Daten der vorgelagerten Planungsebenen aggregiert bereitgestellt und laufend aktualisiert werden, um die Datenbeschaffung effizient zu gestalten und mehr Ressourcen für die Abstimmung der Konzepte und Flächen auf kommunaler Ebene zu schaffen. In Gesetzgebungsverfahren sollte darauf geachtet werden, Länder und Landkreise in dieser Aufgabe zu stützen. 5. Kommunen sollten sich aktiv in die Flächenbereitstellung und -konzeption inklusive der Kompensationsflächen einbringen. Zusätzlich zu den Projektflächen und Nutzungskonzepten, die im Rahmen einer strukturierten Flächenanalyse und begleitet durch eine Solarstrategie ermittelt werden, sollten Kompensations- bzw. Ökokontoflächen für ausgewählte (solarthermische) Projekte vorgehalten werden. Durch dieses Vorgehen kann der zeitliche Gesamtplan des Projekts gestrafft werden, wenn die Flächensuche für solarthermische Anlagen von Beginn an systematisch erfolgt. Eine weitere zeitlich nachgelagerte Suche nach Kompensationsflächen muss in diesen Fällen nicht mehr erfolgen, was die Umsetzung beschleunigt. In Gesetzgebungsverfahren sollte darauf geachtet werden, dass Kommunen in der nicht vorhabenbezogenen (Bauleit-)Planung von solaren Freiflächen gestützt und Hürden abgebaut werden. Weitere Infos zum Projekt unter: www.solare-waermenetze.de Weitere Inhalte zu Freiflächen-Solarthermie und Raumplanung auch unter: https://www.solare-waermenetze.de/solare-waermenetze/solarthermie-freiflaechen-raumplanung/ Dieses Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 67kf0119c gefördert.
WÄRMENETZE FÜR DIE WÄRMEWENDE Wärme macht mehr als 50 Prozent des gesamten Endener gieverbrauchs in Deutschland aus. Die Anteile erneuerba rer Energien im Wärmesektor stiegen in den letzten Jahren zwar an, mit 17,4 Prozent im Jahr 2022 ist mit Blick auf die erklärte Wärmewende aber noch viel zu tun. Vor allem die Fernwärmeerzeugung ist immer noch fossil geprägt. Erneu erbare Energien machten 2021 einen Anteil von lediglich 22 Prozent aus (dena, 2023). Die Dekarbonisierung der Fern wärme stellt also einen zentralen Baustein für eine erfolgrei che Wärme- bzw. Energiewende dar. Mit dem Bundesgesetz zur kommunalen Wärmeplanung und der GEG-Novelle (Ge bäudeenergiegesetz) zur Förderung des klimafreundlichen Heizens ab 2024 stehen zwei wichtige politische Instrumen te zum Gelingen der Wärmewende in den Startlöchern. Bei der Umsetzung dieser Aufgabe nehmen Kommunen eine zentrale Rolle ein. Je nach lokalen Rahmenbedingungen steht ihnen eine Vielzahl an erprobten und technisch aus gereiften Optionen zur Verfügung. Für Fernwärmenetze, die vor allem in dicht besiedelten Gebieten ihr Vorteile ausspie len, kommen verschiedene erneuerbare Energiequellen in Frage, z.B. Großwärmepumpen, Geothermie oder Solarther mie. Solare Wärmenetze, die mittels Freiflächen-Solarther mieanlagen Wärme aus der Sonnenstrahlung gewinnen, fin den in den letzten Jahren immer mehr Anwendung. Durch diese Art der erneuerbaren Energieerzeugung leisten sie einen großen Beitrag zur Wärmewende und damit auch zur Klimaneutralität bis 2045. / - 2 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE Deutschland weit - gibt es in 14 von 16 Bundesländern Solarthermieanlagen für Wärmenetze Solare Wärmenetze sind eine erprobte und marktverfügbare Technologie über 50 Fernwärme-Solarthermieanlagen sind mittlerweile im Betrieb – Tendenz steigend - - - - - 100 % emissionsfrei und erneuerbar über 50 % solare Deckungsanteile sind realisierbar in Kombination mit saisonalen Speichern SOLARES WÄRMENETZ - WAS IST DAS EIGENTLICH? Klick auf den Link für mehr Infos https://t1p.de/1ypq0 WEITERFÜHRENDE LINKS News, Veranstaltungen, Erfahrungsberichte u.v.m. zu solaren Wärmenetze: https://www.solare-waermenetze.de/ Wie gelingt die Dekarbonisierung der Fernwärme? – Impulspapier der Deutsche Energie-Agentur (dena), Stand Juni 2023: https://t1p.de/j6u3h Wie funktioniert ein solares Wärmenetz? (AGFW, 2022): https://y2u.be/My4zBuhYHn0 Was ist ein Wärmenetz? (Agentur für Erneuer bare Energien (AEE), 2022): https://y2u.be/DNfWynbxwiA SOLARTHERMIE – THINK BIG 3 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE In Deutschland versorgen bereits über 50 Solarthermiean lagen städtische Fernwärmenetze, Solarenergiedörfer oder Quartiere mit erneuerbarer Wärme – teilweise bereits seit vielen Jahren. 2022 war in diesem Zusammenhang ein Re kordjahr, da hierzulande mehr Solarthermieanlagen in Be trieb gingen als je zuvor. Vor allem ein Trend zeichnet sich in diesem Zusammenhang ab: Die Anlagen werden größer. Die Vorteile für Kommunen liegen auf der Hand, da neben dem wichtigen Beitrag zum Klimaschutz auch wirtschaftli che Aspekte eine Rolle spielen. Weil die Sonne verlässlich scheint und dafür keine Rechnung schickt, wird auch etwas für die Versorgungssicherheit getan und für stabile Ener giepreise. - - - - - Im Jahr 2022 sind gleich zwei Großanlagen in Betrieb ge gangen: Mit 13 Megawatt (MW) Leistung steht in Greifswald die derzeit größte deutsche Freiflächen-Solarthermieanla ge und in der alten Hansestadt Lemgo hat die mit 6 MW drittgrößte Anlage ihren Betrieb aufgenommen. Weitere - - Großanlagen befinden sich derzeit in der Planungs- und Genehmigungsphase, wie etwa die Anlage in Leipzig, die ab 2025 41 MW Leistung erbringen und damit ganzjährig etwa zwei Prozent des Gesamtwärmeverbrauchs von Leip zig erzeugen soll. In den Sommermonaten soll der Anteil dann rund 20 Prozent des Leipziger Fernwärmebedarfs ab decken. - - Auch beim solaren Deckungsanteil rücken die Kommunen in neue Sphären vor. Initiiert durch eine Bürgerenergiege nossenschaft soll in der nordhessischen Ortschaft Bracht eine Anlage mit einem 13.000 Quadratmeter großen Kol lektorfeld und einem knapp 27.000 Kubikmeter großen Erd becken-Wärmespeicher entstehen. Durch die Kombination von Solarthermieanlage und Wärmespeicher soll ein sola rer Deckungsanteil von fast 70 Prozent erreicht werden. Zwei Drittel der gesamten Wärme, die das Dorf benötigt, sollen also zukünftig von der Sonne lokal und emissionsfrei bereitgestellt werden. / - - - - SOLARE WÄRMENETZE IN DEUTSCHLAND – EINE ÜBERSICHT Klick auf den Link für die Detailansicht: https://t1p.de/3ypxr SOLARTHERMIE IN WÄRMENETZEN … 1. trägt als lokale und erneuerbare Energiequelle zur Versorgungssicherheit bei 2. stärkt langfristig die lokale Wertschöpfung und fördert die Identifikation von Wärmekund*innen 3. garantiert stabile Wärmekosten zwischen 40-70 €/MWh, vor Förderung 4. sorgt für Sicherheit bei den Verbraucher*innen, da Wärmekosten Jahrzehnte im Voraus berechenbar sind 5. kommt für verschiedene Betriebsmodelle in Frage: Genossenschaft, Stadtwerke etc. > https://t1p.de/ad58y 6. ist mit einer ökologischen Aufwertung der Flächen kombinierbar > https://t1p.de/q7583 - - - - - - - - - - - - - DARUM GEHT ES: 4 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE In manchen Bundesländern (u.a. Baden-Württemberg und Schleswig-Holstein) gibt es sie bereits, für alle Bundeslän der soll sie zeitnah kommen – die kommunale Wärmepla nung. Im Ergebnis erhalten Kommunen einen Fahrplan mit dem Ziel, nachhaltige Wärmeversorgungssysteme zu ent wickeln, die auf erneuerbaren Energien und ggf. Abwärme basieren. Solarthermie-Großanlagen können dabei eine wichtige Rolle spielen – sofern entsprechende siedlungsna he Freiflächen zur Energie- bzw. Wärmegewinnung ausge wiesen sind, die in ein Wärmenetz integriert werden können. Weil große Solarthermieanlagen auf eine direkte räumliche Anbindung an ein Wärmenetz angewiesen sind, stellt der Flächenbedarf die wohl größte Herausforderung dar. Die se Anlagen müssen in der Nähe von Wärmesenken, also Verbrauchern, installiert werden. Im Gegensatz zu Strom kann Wärme nicht über große Entfernungen transportiert werden, da dies zu hohen Energieverlusten und Kosten führen würde. Dachflächen sind nur begrenzt als Alternati ve geeignet, da die Kosten für die Installation auf Dächern höher sind als für große Freiflächenanlagen. Dadurch sind auch die Kosten für die produzierte Wärme höher. Die Suche nach geeigneten Flächen für solche Anlagen erfordert eine frühzeitige und sorgfältige Planung und Berücksichtigung verschiedener Faktoren. Insbesondere an siedlungsnahen Standorten steht die fehlende Verfügbarkeit von Flächen jedoch oft dem schnellen Ausbau von Freiflächen-Solarther mie entgegen. Entscheidend ist, dass Kommunen proaktiv geeignete Energiegewinnflächen suchen, identifizieren und anschließend für die Nutzung von Solarthermie reser vieren. In diesem Zusammenhang kann die kommunale Wärmeplanung als Instrument für die Planung und Auswei sung von Flächen für die Energiegewinnung genutzt wer den. Mit dieser Klimahack-Ausgabe sollen Kommunen und kommunale Akteure daher einen Überblick erhalten, was eine Kommune in Bezug auf die Flächenproblematik vorbe reitend unternehmen kann. Darüber hinaus vermittelt diese Ausgabe eine Vorstellung von den wichtigsten Schritten bei einer Projektentwicklung, zum Beispiel welche Genehmi gungen und Gutachten einzuholen und welche Akteure vor Ort einzubinden sind. / - - - FLÄCHENEFFIZIENZ VON ERNEUERBAREN ENERGIEN Photovoltaik 100 – 150 kWh/a je m2 Modul 50 – 75 kWh/a je m2 Boden Biomasse 4 – 5 kWh/a je m2 Boden Solarthermie* * bei ca. 15 % solarem Deckungsanteil am jähr lichen Gesamtwärmebedarf 400 – 500 kWh/a je m2 Modul 200 – 250 kWh/a je m2 Boden - bis zu 3,5 x effizienter je Fläche als Photovoltaik bis zu 50 x effizienter je Fläche als Biomasse FLÄCHENEFFIZIENZ VON ERNEUERBAREN ENERGIEN Erneuerbare Energiegewinnung, egal ob Strom oder Wärme, braucht entsprechende Flächen. Aber wie flächeneffizient arbeiten erneuerbare Energien? Bei einem Blick auf die Flächeneffizienz fällt auf, dass die Solarthermie im Vergleich zur Photovoltaik oder Biomasse effizienter arbeitet. Das liegt vor allem am hohen Wirkungsgrad solarthermischer Anlagen, die etwa die Hälfte der einstrahlenden Energie in nutzbare Wärme umwandeln können. Auf die Fläche bezogen arbeitet eine Solarthermieanlage etwa 3,5-mal effizienter als Photovoltaik. Im Vergleich mit Biomasse ist der Flächeneffizienzvorteil noch größer: Entsprechend der Herkunft der Biomasse ist er zwischen 20-mal (z.B. bei Kurzumtriebsgehölzen und -gräsern) bis 50-mal (z.B. bei Biogas) so groß. Im Ergebnis lässt sich festhalten, dass die Wärme gewinnung über Solarthermie eine sehr effiziente Flächennutzung darstellt. Für die Entscheidungs findung spielen aber noch weitere Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Umweltauswirkungen und spezi fische Anwendungsanforderungen eine wichtige Rolle. Eine integrierte Betrachtung verschiedener Faktoren ermöglicht eine umfassendere Bewertung der Energieerzeugungstechnologien. ES - - - - - - - - - - - - - - - - - FOKUS KOMMUNALE WÄRMEPLANUNG 5 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE Das Wichtigste vorneweg: Ein kommunaler Wärmeplan ist als Fahrplan bzw. strategische Grundlage zu verstehen, der die Kommunen auf dem Weg zu einer erfolgreichen Wär mewende kontinuierlich begleitet und bei der Entschei dungsfindung unterstützt. Der kommunale Wärmeplan er möglicht es, den zukünftigen Wärmebedarf einer Kommune mit einer auf erneuerbaren Energiequellen basierenden Wärmeversorgungsinfrastruktur abzustimmen. Dadurch wird für alle Beteiligten eine sichere Planung und Investi tion gewährleistet. Darüber hinaus erhält die kommunale Bauleitplanung wichtige Erkenntnisse über den zu sichern den Flächenbedarf für die künftige Wärmeversorgung. Das verdeutlicht noch einmal, wie wichtig eine frühzeitige Flä chensuche sowie -sicherung ist. Die Umstellung auf klimafreundliche Wärme erfordert eine drastische Reduzierung des Wärmebedarfs in den Gebäu den. Es ist jedoch offensichtlich, dass auch in Zukunft noch erhebliche Mengen an Energie für Raumwärme, Warmwas ser und Prozesswärme benötigt werden. Um den Gebäude bestand klimaneutral zu machen, muss also nach und nach der Großteil dieser Energie aus verschiedenen erneuer baren Energie- und Abwärmequellen gewonnen werden. Aufgrund der begrenzten Transportmöglichkeiten von Wär me im Vergleich zu Strom ist es wichtig, diesen Transfor mationsprozess unter Berücksichtigung der lokalen Gege benheiten zu gestalten. Dabei spielen die Kommunen eine zentrale Rolle. Jede Kommune entwickelt in ihrem kom munalen Wärmeplan einen individuellen Weg hin zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung, der die örtlichen Gege benheiten bestmöglich berücksichtigt. Ein solcher Plan ist immer in einen fortlaufenden Prozess eingebettet: Er dient als strategische Grundlage, um konkrete Entwicklungspfa de zu identifizieren und die Kommune zukunftsfähig in Be zug auf die Wärmeversorgung zu machen. / - - ABLAUF DER KOMMUNALEN WÄREMPLANUNG Klicke hier für mehr Infos: https://t1p.de/yiomr KOMMUNALE WÄRMEPLANUNG Kurzgutachten Kommunale Wärmeplanung (UBA, 2022): https://t1p.de/dmmsj Handlungsleitfaden: Kommunale Wärmeplanung der KEA Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg GmbH (KEA-BW) (Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirt schaft, 2020): https://t1p.de/dqf8s Leitfaden Kommunale Wärmeplanung (Klima schutz- und Energieagentur Niedersachsen (KEAN), 2022): https://t1p.de/x8njb Kompetenzzentrum Kommunale Wärmeplanung (KWW): https://www.kww-halle.de/ ROADMAP 6 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE WO SIND DIE FLÄCHEN? • Identifiziere geeignete Energiegewinnflächen noch vor der eigentlichen Projekt entwicklung - • Flächenanalyse durchführen durch Betrachtung des Flächennutzungsplans sowie der planerischen Vorgaben auf Landes- und Regionalebene, mit dem Ziel auf Basis dieser Bestandsaufnahme eine Priorisierung potentieller Flächen für erneuerbare Energiegewinnung vorzunehmen • Die Durchführung einer kommunalen Wärmeplanung liefert wertvolle Erkennt nisse zur Planung und Ausweisung von Flächen für die Energiegewinnung sowie zu den Potenzialen einzubindender erneuerbarer Energiequellen wie beispiels weise Solarthermie unter Berücksichtigung von Ausschlusskriterien - - • Tipp: starte mit der Flächenanalyse bereits in Vorbereitung auf die Kommunale Wärmeplanung, um nachfolgende Entscheidungsprozesse mit Blick auf die Flächenausweisung im Sinne der Solarthermie zu unterstützen • Literaturtipp: Flaschenhals Fläche – Flächenhemmnissen durch Flächenanalyse strukturiert begegnen (Solites, 2022): https://t1p.de/5b4zs WAS GIBT’S DENN SCHON? • Prüfe bereits erstellte Karten und Darstellungen auf für die Wärmepla nung und insb. für die solare Fernwärme relevante Aspekte, die im Zuge anderer Maßnahmen, z.B. für die Stadtplanung oder im Zuge eines Klima schutzkonzepts, bereits erstellt wurden - - • Ein Klimaschutzkonzept enthält beispielsweise Angaben zu den Klima schutzzielen. Es zeigt die technisch und wirtschaftlich umsetzbaren Einsparpotenziale auf und benennt konkrete Handlungsfelder, wie etwa Wärme- und Kältenutzung - - - BEI DEN NACHBARN FRAGEN Abhängig von der Kommunengröße bietet es sich an Kontakt zu benachbarten Kommunen aufzunehmen, um eine inter kommunale Flächenanalyse zu initiieren. Folgende Synergien können sich daraus ergeben: - • Erfassung von Randbereichen, da Flächen unabhängig von Gemeindegrenzen betrachtet werden • Reduzierung des Aufwands und damit auch der Kosten für die einzelnen Kommunen • Mehr Flächen zur Abwägung stehen zur Verfügung WANN BEI WEM MELDEN? Binde bestimmte Akteure sowohl intern als auch extern frühzeitig in die Planung mit ein, um Unterstützung und poten tielle Interessenskonflikte berücksichtigen zu können, vor allem mit Blick auf die Ausarbeitung von Lösungsansätzen: Phase – Projektidee • Unterstützer*innen innerhalb der Kommunalverwaltung und -politik finden: z.B. Umwelt-, Klimaschutz-, Stadtplanungs- und Bauamt, Beschaffungs- und Wirtschaftsdezernat, (Ober-)-Bürgermeister*in, Kämmerer/Kämmerin, Gemeinderatsmitglieder und -fraktionen etc.) • Regionale oder Landes-Energieagenturen kontaktieren, um Erfahrungen aus dem Land oder dem Landkreis oder der Region einzubinden • Bürgerschaft und insbesondere lokale Klima-Initiativen und Umweltvereine informieren, um Akzeptanz und Unterstützung über die Notwendigkeit von Energiegewinnflächen in der Kommune zu schaffen Phase – Flächenanalyse • Kontaktiere die verschiedenen (lokalen) Naturschutz- und Umweltverbände – weil sie zum Teil auch be- und verhindern können! Phase – Flächenakquise • Nimm frühzeitig den Kontakt zu Landwirtschaftsverbänden auf, um über geeignete Flächen in den Dialog zu treten Phase – Projektplanung • Trete auf der Suche nach dem passenden Betriebskonzept mit potentiellen Betreibern in Kontakt, z.B. Stadtwerke, kommu nale Eigenbetriebe oder lokale/regionale Bürgerenergiegenossenschaften als Errichter und/oder Betreiber der Anlage Phase – Projektumsetzung • Weitere lokale Akteure wie z. B. Handwerksbetriebe, Banken, Hochschulen, wissenschaftliche Institute etc. können bei der Projektumsetzung unterstützen 7 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE WORAUF NOCH WARTEN? • Im Rahmen der Kommunalrichtlinie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) wird die Erstellung eines kommunalen Wärmeplans für Kommunen und kommunale Zusammenschlüsse gefördert: https://t1p.de/rnd5q Bezuschusst werden: - Ausgaben für fachkundige externe Dienstleister*innen zur Planerstellung, und/oder Organisation und Durch führung der Beteiligung von Akteur*innen sowie begleitende Öffentlichkeitsarbeit - - Wichtig: Gesetzliche verpflichtend durchzuführende Maßnahmen sind von der Förderung ausgeschlossen. Sofern jedoch Kommunen - zum Beispiel aufgrund ihrer Größe - rechtlich (noch) nicht zu einer Wärmeplanung verpflichtet sind, ist eine Förderung über die Kommunalrichtlinie möglich • Bundesförderprogramm effiziente Wärmenetze (BEW): https://t1p.de/68o10 - Direkte Förderung von 40 Prozent der Planungs- und Investitionskosten für eine Solarthermieanlage für Wärmenetze - Förderung von 50 Prozent der Kosten für die Erstellung einer Machbarkeitsstudie • Ausschreibungen der „innovativen Kraft-Wärme-Kopplung“ für Investoren/Betreiber: https://t1p.de/y889y WO GIBT’S BEREITS ERFAHRUNGEN? • Die Gemeinde Hallerndorf in Oberfranken betreibt seit über fünf Jahren ein Wärmenetz mit Sonne und Holz – ein Erfahrungsbericht: https://t1p.de/twl1x • Die Stadtwerke Bernburg an der Saale teilen ihre Erfahrungen mit dem Betrieb einer Fernwärme-Solaranlage: https://t1p.de/fj16p • Für die Stadtwerke Lemgo betreibt der Fernwärmeverband AGFW einen Blog mit Videos und Einträgen zum Bau der im Oktober 2022 fertiggestellten Solarthermie anlage: https://t1p.de/orkq4 - SONST NOCH WAS? • Diese Wissensdatenbank enthält vertiefende Informationen zu solaren Wärmenetzen, z.B. Infoblätter zu aktuellen Themen, Erfahrungsberichte und Videos von Solarthermie-Anlagen und mehr: https://t1p.de/lqy1a • Mit dem Berechnungstool „ScenoCalc Fernwärme (SCFW)“ kann der solare Nutzwärmeertrag von in Wärmenetze eingebundenen Solarthermie anlagen grob dimensioniert werden: https://www.scfw.de/ - #KLIMAHACKS MACH DEIN PROJEKT: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR DIE WÄRMEWENDE IMPRESSUM Diese Klimahack-Ausgabe ist eine Initiative im Rah men des Projekts SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz. - Mehr unter: www.solare-wärmenetze.de Herausgeber: Deutsches Institut für Urbanistik gGmbH (Difu), Gereonstr. 18-32, 50670 Köln Autor: Paul Ratz Redaktion: Guido Bröer (Solarthemen), Anna Ulrichs (Solites) Gestaltung: brandtwerk Bildnachweise: Titel: Bild Landschaft mit Solaranlage: ©Guido Bröer Seite 2: Grafik: ©Solites Seite 6: Bild Lupe: ©Foto von Markus Winkler auf Unsplash Bild Telefonanruf: ©Foto von David Hahn auf Unsplash Seite 7: Bild Daumen hoch: ©Foto Sincerely Media auf Unsplash Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages Alle Rechte vorbehalten. Köln 2023 Diese Veröffentlichung wird kostenlos abgegeben und ist nicht für den Verkauf bestimmt. Herausgeber Autor Redaktion Gestaltung Bildnachweise durch
Solare Wärmenetze: Solarwärme für Greifswald. Ein Meilenstein im Schritt der Dekarbonisierung von Fernwärmenetzen! Mit fast 19.000 m² Kollektorfläche ist im September 2022 Deutschlands größte Solarthermie-Anlage in Greifswald in Betrieb gegangen. Sonnenenergie ersetzt Erdgas in der Fernwärme. Mit diesem Konzept setzen die Stadtwerke Greifswald und der Hersteller der Anlage, Ritter XL solar, ein Zeichen, das auch Festrednerin Manuela Schwesig vorbildlich findet. Weitere Informationen rund ums Thema Solarthermie und Wärmenetze: https://www.solare-waermenetze.de/ Folgt uns in den sozialen Netzwerken: LinkedIn: https://www.linkedin.com/showcase/sol... Twitter: https://twitter.com/solnetz
Erfahrungen mit einer Fernwärme-Solaranlage: Die Stadtwerke Bernburg haben zwei Jahre Betriebserfahrungen mit ihrer großen Solarthermie-Anlage. Heiko Zimmermann, Hauptabteilungsleiter Energieerzeugung und Fernwärme der Stadtwerke Bernburg hat das Solarthermie-Projekt von Anfang an begleitet. Im Interview zieht er ein Fazit nach zwei Betriebsjahren. Den dazugehörige Beitrag "Bernburg zapft Sonne" finden Sie in unserer Wissensdatenbank: https://www.solare-waermenetze.de/med... Weitere Informationen rund ums Thema Solarthermie und Wärmenetze: https://www.solare-waermenetze.de/ Folgt uns in den sozialen Netzwerken: LinkedIn: https://www.linkedin.com/showcase/sol... Twitter: https://twitter.com/solnetz
Energiekommune 10/2022 ls Mecklenburg-Vorpom merns Ministerpräsidentin Manuela Schwesig die 18.700 Quadratmeter Bruttokollektorfläche messende Solarwärmeanlage symbolisch startete, hatten die Kollektoren bereits im sechswöchigen Probebetrieb zuverlässig Fern wär me für die Hansestadt geliefert. An sonnigen Augusttagen konnte die bislang größte Solarthermieanlage Deutsch lands zeitweilig schon die gesamte Leistung liefern, die das gut ausgebaute Netz der Hansestadt im Som - mer benötigt – mitunter sogar et was mehr. Überschüsse gehen in sol chen Fällen in die vorhandenen Wärmespeicher am benachbarten Heizkraftwerk. Der Bereichsleiter Erzeugung der Stadtwerke Greifswald, Robert Kauert, erklärte den Einweihungsgästen am Beispiel eines sonnigen Augusttages, des 2. Augusts 2022, die typische Ertragskurve der Solaranlage. An diesem Tag mit solarem Bilderbuchwetter ha - ben die Kollektoren 65 Megawattstun - den geerntet. Übers Jahr erwarten die Stadtwerke einen Energieertrag der Solarthermieanlage von etwa acht Gigawattstunden, was gemessen an der gesamten Fernwärmeeinspeisung der Stadt werke einen Anteil von 3 bis 4 Prozent ausmachen wird. Günstig für den Einsatz der Solarthermie in Greifswald ist, dass es hier verfügbare Flächen unmittelbar neben dem Heizkraftwerk gibt. Zum Teil gehören sie einer Stiftung, die der Nachhaltigkeit verpflichtet ist. Sie freut sich nun über die Pachteinnahmen von den Stadtwerken. Die Stadt hat die Flächen über einen vorhabenbezogenen Bebauungsplan für die Solarnutzung zugäng - lich gemacht. langwierige genehmigung Dabei zog sich das gesamte Genehmigungsverfahren über 30 Monate. Zeitraubend waren die natur- und artenschutzrechtlichen Prüfungen. Darüber wurde die Zeit immer knapper. Denn als Fördermodell für die Anlage hatten sich die Stadtwerke für die seinerzeit neu vom Bund im KWK-Gesetz eingeführten iKWK-Ausschreibungen entschieden. Das Kürzel iKWK steht für „innovative Kraft-Wärme-Kopplung“. Die Solarthermieanlage wird dabei mit einem Elektrodenkessel und einem klassischen Gas-Blockheizkraftwerk zusammengefasst. Das Greifswalder Projekt erhielt gleich in der ersten iKWK-Ausschreibungsrunde Ende 2017 einen Zuschlag. Seitdem tickte die Uhr. Denn für iKWKProjekte sieht der Gesetzgeber ab dem Zeit punkt des Zuschlags eine Realisierungszeit von vier Jahren vor. Anson s - ten drohte die Förderberechtigung zu verfallen. Stadtwerke-Geschäftsführer Thomas Prauße kritisiert: „Bei 48 Monaten Umsetzungsfrist sind 30 Monate für das Genehmigungsverfahren kri tisch.“ Seine Botschaft: Genehmigungen müssen gerade auch mit Blick auf die klima- und energiepolitischen Notwendigkeiten schneller gehen. Zumal das Greifswalder Projekt dann von der Genehmigungs- in die Corona- Phase schlitterte. Unter anderem habe die Corona-Pandemie zu Lieferverzögerungen bei der Steuerungstechnik geführt, erinnert sich Kauert. Am Ende hat aber alles geklappt. Und die Stadtwerke freuen sich jetzt auf die nächste Bauphase, in der sie einen 6000 Kubikmeter fassen den Speicher - tank realisieren wollen. Er würde nicht nur die Fexibilität des gesamten Erzeugungsparks auf der Stromseite erhöhen, sondern könnte perspektivisch neben Solarwärme auch Windwärme spei - chern, falls Überschussstrom aus Wind - kraftwerken in der Region mit dem vorhandenen 5-MW-Elektrodenkessel zu Wärme gemacht würde. Guido Bröer Am 15. September haben die Stadtwerke Greifswald die bislang größte Solarthermieanlage in Deutschlands feierlich in Betrieb genommen.Ein Ausbau großer Solarthermieanlagen für die Fernwärme ist auf siedlungsnahe Freiflächen angewiesen. Expert:innen ermuntern Kommunen zu proaktivem Flächenscreening. Auch Gesetzgeber auf Bundes- und Landesebene sind gefragt. Denn bislang genießen regenerative Wärmetechnologien keine so eindeu tige Privilegierung in der Flächenfrage wie beispielsweise im Strombereich die Windkraft. Die politische Diskussion darüber steht noch am Anfang. Im Juli 2022 haben Bundestag und Bundesrat in § 2 des Erneuerbare-Energien- Gesetzes (EEG) einen Passus hi - nein geschrieben, der aufhorchen lässt und dessen Bedeutung für die Genehmigungsbehörden kaum zu überschätzen ist: Die Errichtung und der Betrieb von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien liegen demnach „im überragenden öffentlichen Interesse und dienen der öffentlichen Sicherheit. Bis die Stromerzeugung in Deutschland nahe - zu treibhausgasneutral ist, sollen die erneuerbaren Energien als vorrangiger Belang in die jeweils durchzuführenden Schutzgüterabwägungen eingebracht werden.“ Doch die Neuregelung im EEG gilt bislang nur für stromerzeugende Regenerativtechnologien wie Photovoltaik und Wind kraft. Der Wärmesektor, der vor allem für Solarthermie und künftig auch für Saisonalspeicher ebenfalls einen Bedarf an Freiflächen hat, bleibt bislang außen vor. Ähnliches gilt für die Privilegierungstatbestände für das Bauen im Außenbe reich nach § 35 des Baugesetzbuches (BauGB), wo zumin - dest die Windenergie namentlich erwähnt ist, die Solartechnologien allerdings nur an oder auf Gebäuden. Beim Bundesverband Erneuerbare Energien hat man das Problem erkannt. Dessen Präsidentin Simone Peter sagte gegenüber Energiekommune: „Um die Wärmewände auf Kurs zu bringen, sind erneuerbare Wärmeprojekte rechtlich mit Projekten zur Stromerzeugung gleich zusetzen. Dafür ist die Privilegierung der erneuerbaren Wärmeerzeu - gung in § 35 Baugesetzbuch zu verankern, wie es für Windkraft und Stromerzeugung bereits gilt. Weiterhin ist der Genehmigungstatbestand mit umfassender Konzentrationswirkung einzuführen. Dieser sollte alle erforderlichen Einzelgenehmigungen und Planverfahren beinhalten. Und drittens sollte der in § 2 EEG festgelegte Vorrang in der Schutzgüterabwägung die Dekarbonisierung der Wärme mithilfe erneuerba - rer Energien mit einbeziehen.“ Diese Forderungen unterstützt auch Felix Landsberg, der beim Ham - burg Institut zahlreiche Genehmigungsverfahren für große Solarthermiean la - gen untersucht hat. Die Genehmigungsbehörden seien aufgrund der unklaren Vorgaben oftmals verunsi - chert, wie sie mit dieser in Deutschland noch seltenen Technologie der Freiflächen- Solarthermie umgehen sol len, berichtet Landsberg. Aufgrund der fehlenden eindeutigen Privilegierungsregeln sei es längst nicht überall so effizient gelau fen, wie bei der zwei Hektar gro - ßen Solarthermieanlage der Stadtwerke Lem go. Die wurde auf Basis von § 35 BauGB genehmigt. Aufgrund der Verbindung mit der Großwärmepumpe habe es für das Kollektorfeld keine Stand ortalternative gegeben. Nicht über all sind Genehmigungsbehörden so kooperativ. Das Hamburg Institut sieht aller - dings nicht nur den Bundesgesetzgeber in der Pflicht, klare Privilegierungstat - bestän de zu schaffen, mit denen die große Solarthermie eine Chance auf genügend große Flächen in Siedlungs nä - he er hält. Ebenso wichtig seien die Länder. Im Zuge der Landesentwicklungspläne, so Landsberg, hätten sie das rich tige Werkzeug, um den Flächenbedarf der Solarthermie zu berücksich - tigen und die Notwendigkeit zur Beachtung ihrer besonderen Standorterfordernisse festzuschreiben. Vor allem aber hofft Landsberg auf die Kommunen: „Gemeinden sollten Flächen auf ihrem Gebiet proaktiv auf die Eignung für die Solarenergie untersuchen. Das Verfahren bietet viele Gestaltungsmöglichkeiten. Es ist in jedem Fall sinnvoll, denn eine Bestandsaufnahme der Energieflächen erlaubt die Steu - e rung neu er Projekte.“ gb flächen für Solarthermie Wärmenetze Seit 15. September gilt BeW-förderung Seit dem Start der Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) am 15. September können Wärmenetzbetreiber wie Stadtwerke, Kommunen oder Bürgerenergiegesellschaften Bundeszuschüsse für die Transformation und den Neubau von Wärmenetzen auf Basis erneuerbarer Energien beantragen. Vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gibt es seitdem Förderungen in drei verschiedenen Ausprägungen. Im ersten Schritt fördert das Amt sogenannte Transformationspläne und Machbarkeitsstudien, die mit bis zu 50 Prozent gefördert werden. Sie müssen nach vorgegebenen Kriterien verbindlich skizzieren, wie in bestehenden Wärme netzen bis spätestens 2045 der Übergang zur Treibhausgasneutralität bewerkstelligt werden soll. Die Mach - barkeits studien für neue Wärmenetze haben sich von vornherein am Ziel eines mindestens 75-prozentigen Anteils von erneuerba ren Energien und/oder Abwärme zu orientieren. Gefördert werden können die Netze, die mindestens 16 Gebäude oder 100 Wohneinheiten versorgen. Im zweiten Fördermodul bezuschusst das BAFA Maßnahmen, die sich aus einem in Modul 1 geförderten Transformationsplan oder einer Machbarkeitsstudie ergeben, mit bis zu 40 Prozent. Allerdings kann die Förderung nur bis zum Niveau der Wirtschaftlichkeitslücke erfolgen, die von einem Wirtschaftsprüfer zu attestieren ist. Gleiches gilt für Betriebskostenzuschüsse, die es in der BEW zusätzlich zu den Investitionskostenhilfen gibt. Das Förderprogramm sieht solche laufenden Zuschüsse allerdings nur für bis zu zehn Jahre und nur für zwei Technolgien vor, nämlich Solarthermie und elektrische Wärmepumpen (vgl. Energiekommune 9/22). Wollen Wärmenetzbetreiber kurzfristig Einzelmaßnah - men, beispielsweise eine Solarthermieanlage, realisieren, ohne zuvor erst einen zeitaufwendigen Transformationsplan zu machen, so kann der Betreiber ebenfalls 40 Prozent Investitionsförderung beantragen. Allerdings gibt es dann keine Betriebskostenbeihilfe. gb Bessere erdbecken-Wärmespeicher Um große Mengen an beispielsweise Solar- oder Abwärme über Monate zu speichern, haben sich in der Praxis Erdbecken- Wärmespeicher bewährt. Die bislang realisierten Systeme zeigen aber einige Kinderkrankheiten, die jetzt ein Forschungskonsortium beheben will. Während im schleswig-holsteinischen Meldorf derzeit Deutschlands größter Erdbecken-Wärmespeicher gebaut wird, tüfteln beim Steinbeis-Forschungsinstitut Solites in Stuttgart Wissenschaftler:innen an der Weiterentwicklung der Technologie und an praktischen Tools für die Anwendung der Multifunktionsspeicher in Wärmenetzen. Bewährt hat sich dieser Speichertyp unter anderem, um Sommersonne für den Win ter als Fernwärme verfügbar zu machen. Gefördert wer - den die Forschungsarbeiten vom Bundeswirtschaftministe - rium im Projekt „Efficient Pit“. Konsortialführer ist die Solmax Geosynthetics GmbH, die mit ihren Dichtungsbahnen welt - weit schon etwa ein Dutzend Erdbecken-Wärmespeicher ausgestattet hat. Dem Unternehmen geht es unter anderem um die Entwicklung noch hitzebeständigerer Dichtungsbahnen. Außerdem arbeitet es an einem neuartigen System für die isolierende Speicherabdeckung. Es soll das Management von Oberflächenwasser und Dampfdiffusion verbessern.
www.solare-wärmenetze.de Infoblatt Nr. 13 ¬ Andreas Höhne sieht alles. Eine impo- sante Wand aus einem Dutzend Bild- schirmen verschafft dem Dispatcher in der Leitwarte der Stadtwerke Bern- burg den Überblick über alle relevanten Betriebsdaten und Vorkommnisse im Wärmenetz der industriell geprägten 33.000-Einwohner-Stadt in Sachsen- Anhalt. Neben technischen Daten zu Verbrauch und Erzeugung laufen bei Höhne und seinen Kollegen auch die Bilder diverser Überwachungskame- ras auf, die auf dem Betriebsgelände verteilt sind. Unter anderem verschaf- fen ihnen die Monitore einen perfekten Überblick über das große Solarkollek- torfeld mit 8603 Quadratmeter Brutto- kollektorfläche. Die Stadtwerke Bern- burg betreiben es seit 2020 direkt neben ihrem traditionsreichen Heizkraftwerk. Doch die Monitore der Kameraüber- wachung sind nur ein Randaspekt von Höhnes Job in der Leitwarte. Wesent- licher sind für ihn die Daten, die er über andere Bildschirme eingespielt bekommt. Messwerte liefern einer- seits unzählige Sensoren, die über die Erzeugungsanlagen und das Fern- wärmenetz verteilt sind. Anderseits laufen in der Leitwarte auch externe Datenströme auf, beispielsweise Wet- terdaten und aktuelle Kurse von der Strombörse. Die Börsenstrompreise spielen für den Job in der Leitwarte mittlerweile sogar eine recht große Rolle. Schließlich geht es darum, die Laufzeiten der Blockheizkraftwerke Die Stadtwerke Bernburg haben zwei Jahre Betriebserfahrungen mit ihrer großen Solarthermieanlage. Sie besteht aus Flachkollektoren mit 8603 m2 Bruttokollektorfläche und einer Nennleistung von 5,55 Mega- watt. In dem Fernwärmenetz mit 30 Kilometer Länge und 315 Anschlüssen stellt die Solaranlage im Sommer tagsüber oft die Gesamtleistung des Netzes. Die Leitwarte Die Bernburger Stadtwerke setzen bei der Steuerung der einzelnen Erzeu- gungseinheiten und Speicher weitge- hend auf menschlichen Sachverstand, nicht auf Algorithmen. Für die Dispatcher in der Leitwarte wie Andreas Höhne ist mit der Solarthermie eine Erzeugungs- einheit hinzugekommen, deren Leistung mit dem Wetter schwankt. Je besser Leistung und Tagesertrag antizipiert werden, desto größer der Nutzen für das Fernwärmenetz. BernBurg zapft Sonne ErfahrungEn mit EinEr fErnwärmE-SolaranlagE Alle Fotos: Guido Bröer Infoblatt Nr. 13 ¬ optimal zu planen und zu steuern. Eine andere wesentliche Datenquelle ist der Wetterdienst. Wieviel Wärme in Bern- burg benötigt wird, das war zwar schon immer eine Frage der Außentempera- turen. Seit aber die Solarthermiean- lage Teil des Netzes ist, hat das Thema Wetter für Höhne und seine Kollegen in der Leitwarte eine ganz neue Bedeu- tung bekommen. Jetzt geht es auch um solche Werte wie Sonnenscheindauer und Strahlungsintensität. Denn „Solar first“ ist jetzt das Leit- motiv für die Fernwärme. Indem sie der Solarthermieanlage Vorrang vor den anderen Erzeugungseinheiten geben, sorgen die Dispatcher dafür, dass mög- lichst viele der Kilowattstunden, die die Sonne kostenlos vom Himmel strahlen lässt, tatsächlich im Netz genutzt wer- den können. Und dabei verlässt sich Andreas Höhne nicht allein auf seine Monitore, sondern er setzt auch auf den gesun- den Menschenverstand: „Klar: Neben der Strombörse gehört der Wetterbe- richt für morgen zu unserem Pflicht- programm. Aber meine Devise heißt: Immer auch aus dem Fenster schauen.“ UmDenken in Der Leitwarte Seit die Solarthermieanlage im Dienst ist, mussten die Techniker in der Leit- warte grundsätzlich umdenken: Früher konnten sie alle Erzeugungseinheiten, die einzelnen BHKW und Heizkessel sowie die Wärmespeicher im zentralen Heizkraftwerk, nach Bedarf per Knopf- druck hoch- oder herunterfahren. Seit zwei Jahren aber haben sie es in Form der Solarwärme mit einem fluktuie- renden Energieträger zu tun. Denn nur was je nach Wetter, Tages- und Jah- reszeit vorn auf die Solarkollektoren Das Schaubild zeigt den Tagesverlauf des Solarthermiesystems im Netz der Stadtwerke Bernburg an einem sonni- gen Sommertag (23. Juni 2022). Es ist gut zu sehen, wie die Solaranlage wäh- rend des gesamten Tages mit fast 100 Grad Celsius in den Vorlauf des Fernwär- menetzes einspeist und wie der Puffer- speicher die Solareinspeisung bis in die späten Abendstunden verlängert. Energieverläufe an einem beispielhaften Sommertag In Bernburg befinden sich die beiden Solarthermiefelder in idealer Nähe zum Heizkraftwerk. Früher wurde auf der Fläche Kohle für die damaligen Kohlekessel gelagert. Seit Umstellung des Kraftwerks auf Gas lag das Gelände brach. www.solare-wärmenetze.deeinstrahlt, kann hinten aus dem Wär- metauscher herauskommen. Um die neue, von schwankender Solarstrahlung abhängige Erzeugungs- einheit optimal in das Netz einzubin- den, haben die Stadtwerke zusammen mit dem Ingenierbüro EEB Enerko einen Katalog von Betriebsfahrweisen erar- beitet (siehe Seite 5). Teils geschieht der Wechsel zwischen den Betriebszu- ständen automatisiert, teils steuern ihn die Mitarbeiter der Leitwarte manuell. GoLDrichtiGe entscheiDUnG „Mittlerweile ist das unseren Leuten aber in Fleisch und Blut übergegan- gen“, sagt Heiko Zimmermann, Haupt- abteilungsleiter Energieerzeugung und Fernwärme bei den Stadtwerken Bern- burg. Er hat Planung, Bau und Betrieb der Solaranlage von Anfang an mitge- staltet und ist absolut überzeugt von dieser Investition (siehe Interview Seite 7): „Die Entscheidung war gold- richtig. Wir würden das jederzeit wie- der genauso machen. Wir sehen hier eine Anlage, die seit zwei Jahren funk- tioniert, und deshalb ist auch die Stim- mung gut.“ Zimmermann sieht in der Solarther- mieanlage auch ein Vorbild für andere Stadtwerke. Aber, so betont er, die Auslegung und die Betriebsweisen der Bernburger Anlage ließen sich nicht ohne weiteres auf beliebige andere Wärmeversorger übertragen: „Es sind immer die individuellen Bedingungen des jeweiligen Netzes gefragt.“ In Bernburg war es seinerzeit die verfügbare Fläche, an der sich die Planung orientierte. Eine ehemalige Lagerfläche für Kohle stand direkt neben dem zentralen Heizkraftwerk zur Verfügung. Sie lag seit langem unge- nutzt, bevor jemand auf die Idee kam, hier eine Solarthermieanlage zu errich- ten. Die Fläche gehörte bereits den Stadtwerken, eine Genehmigung für die Solarthermieanlage zu bekommen, war aufgrund der vorherigen Nutzung kein Problem. soLarLeistUnG: 5,55 mw Der frühere dänische Solarhersteller Arcon-Sunmark, damals Weltmarkt- führer bei großen Solarthermieanla- gen, brachte auf der vorgegebenen Aufstellfläche 632 Kollektoren mit 8603 Quadratmetern Bruttokollektorflä- che unter. Die beiden Kollektorfel- der haben eine solare Nennleistung von 5,55 Megawatt. Der mehr als drei Meter hohe Plattenwärmetauscher kann eine Leistung von 5 MW ans Netz übergeben. Das geht deutlich über die Grundlast von 2 bis 3 MW hinaus, die das Fern- wärmenetz in Bernburg bei niedrigem Bedarf im Sommer braucht. Schon Wärmetauscher extrahoch Größenvergleich: Heiko Zimmermann, selbst 1,85 Meter groß, prä sentiert den mehr als 3 Meter hohen aluminium- verkleideten 5-MW-Plattenwärmetau- scher. Über diesen ist die Solarthermie- anlage mit der Fernwärme gekoppelt. Die große Bauhöhe sorgt für eine gute Temperaturspreizung und somit eine hohe Effizienz der Wärmeübergabe sowie der ganzen Solarthermieanlage. solarkollektoren: 632 Großflächen-Flachkollektoren Arcon Sunmark HT-SolarBoost 35/10 Bruttokollektorfläche: 8603 m 2 Aperturfläche: 7935 m2 Aufstellflächefläche: 16.000 m 2 installierte Leistung: 5550 kWp montage: zumeist Bodenrammung, teils auf Betonfundamenten Ausrichtung und Neigung: Süd, 35 Grad geneigt Wärmeträger: Wasser-Glycol-Gemisch Plattenwärmetauscher: Danfoss Sondex 5 MW netzeinspeisung: Je nach Betriebsbe- dingungen über Vor- oder Rücklauf Prognose Jahresertrag: 2,28 GWh Gemessene Jahreserträge: 2,35 GWh (1. Betriebsjahr) 3,44 GWh (2. Betriebsjahr Jan.-Okt.) spezifische Jahreserträge: 410 kWh/kWp (Prognose) 423 kWh/kWp 1. Betriebsjahr 620 kWh/kWp 2. Betriebsjahr (bis Okt) techniSche Daten Infoblatt Nr. 13 ¬ deshalb wurde ein Pufferspeicher mit 150 Kubikmetern Fassungsvermögen gebaut. „Größer ging es nicht“, sagt Zimmermann. Will heißen: Bei einem Volumen von 150 Kubikmetern setzen die Transportmöglichkeiten die Grenze für einen vormontierten Tank. Hät- ten die Planer und Planerinnen mehr Speichervolumen gewollt, so hätte man zwei Speicher benötigt. Oder man hätte den Behälter vor Ort zusammen- schweißen müssen, wie es bei größe- ren Fernwärmespeichern durchaus üblich ist. Mit Hilfe des Solarspeichers kön- nen die Dispatcher in der Leitwarte die solare Energieernte des Tages zum Verbrauch am Abend verschie- ben (Grafik Seite 2). Zum anderen puf- fert der Speicher die Schwankungen des Solarangebots ab und sorgt dafür, dass der Wechsel von Sonnenschein und Wolken mit den daraus folgenden Lastschwankungen das Netz und die Flexibilität der anderen Erzeuger nicht überfordert. Insbesondere am Morgen, wenn die Solarthermieanlage bei noch schwacher Einstrahlung anfährt, hilft der Speicher, einen unerwünschten Taktbetrieb der BHKW zu vermeiden. soLarthermie erste GeiGe Im Konzert der verschiedenen Erzeu- gungseinheiten spielt die Solarther- mieanlage nun gewissermaßen die erste Geige. Obwohl sie nur etwa 5 Prozent des Jahresenergiebedarfs des Netzes beiträgt, haben sich die ande- ren Elemente des „Orchesters“ an ihr zu orientieren. Neben der Solarthermie konzertieren fünf Blockheizkraftwerke mit jeweils 2 MW thermischer Leistung; eines davon ist ein Biomethan-BHKW. 632 Großflächen-Flachkollektoren bilden die Wärmequelle der Solarthermieanlage. Die Montagesysteme sind größtenteils in den Boden gerammt. Eine Flächenversiegelung findet somit quasi nicht statt Kollektoren in Reih und Glied Weil die Solarthermieanlage zeitweise mehr Leistung bringt, als das Fernwär- menetz insgesamt benötigt, aber auch um Leistungsschwankungen der sola- ren Erzeugung auszugleichen, ist auf der Sekundärseite des Solarwärmetau- schers ein 150 m3 großer Pufferspeicher zwischengeschaltet. Er dient auch dazu, die Energie der Sonne vom Tag in den Abend hinein zu verschieben. Die Leit- warte achtet darauf, dass dieser Spei- cher stets zum kommenden Morgen wie- der leer ist. In den meisten Betriebsmodi spielt er ein Rolle. Der Solar-Pufferspeicher spielt eine zentrale Rolle www.solare-wärmenetze.deFür die Solarthermieanlage haben die Stadtwerke Bern- burg zusammen mit dem pla- nenden Ingenieurbüro und dem Anlagenhersteller einen Kata- log verschiedener Betriebs- modi entwickelt. Eine Auswahl: Vorwärmen des Solarsystems Die erste Zeit, nachdem die Startbe- dingungen erreicht sind, verstreicht mit dem Vorwärmen des Systems. Das Medium wird auf der Primärseite umge- wälzt. Nach einer bestimmten Zeit, je nach Sonneneinstrahlung, ist der Primärkreislauf auf eine Temperatur erwärmt, die am Eingang zur Primärseite des Tauschers z.B. 79 °C beträgt (Soll- wert veränderbar). Die Betriebsbedin- gungen für die Sekundärseite sind jetzt erfüllt und die Anlage startet dann im Modus Rücklauftemperaturanhebung. Rücklauftemperaturanhebung Die Solarstation heizt die Rücklauftem- peratur des Netzes auf. Wenn die Son- neneinstrahlung gering ist, die Tempe- ratur jedoch beispielsweise über 79 °C liegt, wird die Rücklauftemperatur vor den BHKWs mit der Sonnenwärme auf maximal 70 °C erhöht. Dieser Betriebs- modus ist nur verfügbar, wenn der Wär- meverbrauch der Stadt höher ist als die aus der Sonneneinstrahlung berechnete Sonnenenergie. Das System schaltet automatisch auf die Funktion „Vorwär- men für Hochtemperatur-Betrieb (HT)“ um, wenn die Rücklauftemperatur über 70 ° C steigt oder wenn die Solarleis- tung höher ist als die Leistung des Fern- wärme-Rücklaufs. Dabei sind die Soll- Temperaturwerte veränderbar. Vorwärmen zum HT-Betrieb Um dem Speicher die geforderte Soll- vorlauftemperatur des Fernwärme- werks zuzuführen, wird die Solarstation vor dem Laden des Speichers im Hoch- temperatur-Betrieb vorgewärmt. Wenn die Sonneneinstrahlung hoch genug ist, zirkuliert die Primärpumpe das Medium nur durch die Sonnenkollektoren bis die aktuelle Sollvorlauftemperatur, bei- spielsweise 88 ° C, erreicht ist. Hochtemperatur (HT) – solo Nachdem die Primärseite auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt wur- de, kann die Solarstation mit dem Laden des Speichers mit der Sollvorlauftempe- ratur des Fernwärmewerks beginnen. Die Entladungseinheit vom Speicher zum Netz ist dann nicht in Betrieb. Hochtemperatur – Parallel Ähnlich wie im vorherigen Modus liefert die Solarstation auf Sollvorlauftempera- tur des Heizwerks Energie an den Spei- cher. Gleichzeitig liefert die Speicher- Entladestation Wasser mit der gleichen Temperatur des Heizwerks ans Netz. Speicherentladung Wenn die Solarstation keine Wärme erzeugt, kann die Entladestation dem Netz Medium mit Sollvorlauftemperatur des Fernwärmewerks zuführen. Frostschutz Kollektorfeld Auf der Primärseite der Solarwärme- anlage zirkuliert eine Propylenglykol- Mischung. Die Mischung sorgt für eine Frostsicherung bis -14 °C. Dies ist ein Kompromiss zwischen Frosteigenschaf- ten und thermischen Eigenschaften. Ein zusätzliches Frostsicherungsprogramm startet bei noch tieferen Temperaturen. Die Frostsicherungsfunktion ist in zwei Betriebsarten möglich: a) Frostsicherung ohne Wärmezufuhr von der Sekundärseite: Dabei wird das Medium über ein Bypassventil am Wär- metauscher vorbei durch das Kollektor- feld gepumpt. Aufgrund der unterirdisch verlegten Rohre lässt sich so die Wärme des Erdreichs nutzen b) Frostsicherung mit Wärmezufuhr von der Sekundärseite: In der zweiten Stufe können bei Extremfrost geringe Energie- mengen aus der Sekundärseite über den Wärmetauscher ins Kollektorfeld und den Speicher geleitet werden. Nachtkühlung Falls in extremen Schönwetterperioden mehr Solarenergie geerntet wird als das Netz insgesamt benötigt, kann die Leit- warte nachts die Restwärme aus dem Solarspeicher über das Kollektorfeld an die Umgebung abgeben, um eine Über- hitzung am Folgetag zu vermeiden. Automatischer Siedeschutz Um zu hohe Temperaturen in den Solar- kollektoren und auf der Sekundärseite des Tauschers zu verhindern, gibt es auf Primär- und Sekundärseite eine Siede- sicherungsfunktion. Die Drehzahl der Pumpen wird bei drohender Überhit- zung zunächst bis zum Maximum hoch- gefahren. Kann die Solarwärmeanlage die Wärme immer noch nicht komplett abführen, unterbrechen ein Failsafe- Ventil und ein Siedethermostat bei 120° C die Zufuhr zur Solarwärme- und der Hy- draulikeinheit und das Kollektorfeld ent- leert sich in einen Glycol-Speichertank. BetrieBSmoDi Der Solarthermieanlage Hydraulikschema am Beispiel HT-Betrieb: So sieht es aus, wenn die Solarther- mieanlage im Hochtemperaturbetrieb Wärme an den Vorlauf des Fernwärmenet- zes liefert. (Grafik: Arcon-Sunmark) Infoblatt Nr. 13 ¬ Ferner sind drei Spitzenlast-Kessel mit jeweils 7,5 MW Teil des Heizkraft- werks. Die Kessel könnten neben Gas zur Not auch mit Heizöl gefeuert wer- den. Der Öltank fasst allerdings nur 180 Kubikmeter, was im Winter gerade ein- mal für 2 Tage reichen würde, schätzt Zimmermann. Die Dirigenten, alias Dispatcher, haben zwar ihre Notenblätter in Form der definierten Betriebsfahrweisen, aber sie interpretieren diese doch individuell anhand ihrer langjährigen Erfahrung. Zimmermann legt als Chef der Erzeugungssparte Wert darauf, dass das Fernwärmenetz in Bern- burg – gerade was Wetter und Strom- preis betrifft – nicht von Algorithmen gesteuert wird, sondern von mitden- kenden Menschen. JahrespLan übererfüLLt 2,28 Gigawattstunden (GWh) sollte die Solarthermieanlage laut Ertragsprog- nose des Herstellers pro Jahr bringen. Im ersten vollständigen Betriebsjahr 2021 hat die Anlage ihr Soll bereits leicht übertroffen und erreichte 2,35 GWh. Für das noch nicht abgeschlossene Jahr 2022 zeigt der Zähler aber bereits im Oktober 3,44 GWh. Der Rekordwert sei einerseits dem sehr sonnigen Som- mer zuzuschreiben, erläutert Zimmer- mann. Zum anderen sei dies allerdings auch der Erfolg einer neuen Regelstra- tegie: Habe man die Anlage früher das ganze Jahr auf einem Temperatursoll- wert von 95 Grad arbeiten lassen, so lasse man sie inzwischen während der kühleren neun Monate, in denen auch die fossilen Erzeuger in Betrieb sind, nur noch maximal 90 Grad produzieren. Die Solarenergie wird dem Vorlauf der Fernwärme im zentralen Heizhaus bei- gemischt. Durch die Absenkung um 5 Grad arbeite die Solarthermie sehr viel effizienter. 95 Grad muss die Anlage nun nur noch in den Sommermonaten liefern, wenn sie über weite Strecken der einzige Erzeuger im Netz ist. ZentraLe einspeisUnG Durch die Lage des Kollektorfeldes unmittelbar neben dem zentralen Heiz- werk kann die Leitzentrale die Solar- Während das Kollektor- feld intern unterirdisch ver rohrt ist, sind Vor- und Rücklauf zwischen dem Wärmetauscher dem Speicher oberirdisch ver- legt. Die Rohre sind nach dem Stand der Technik mit Mineralwolle gedämmt und außen mit Aluminium kaschiert. Die flexiblen, edelstahl- ummantelten, gebogenen Ver bindungs schläuche zwischen den Kollektoren sind seit Jahrzehnten ein leicht erkennbares Mar- kenzeichen des einstigen dänischen Marktführers Arcon-Sunmark. Falls sich in der Solar- thermieanlage im Stag- nationsfall Dampf bildet, wird die Wasser-Glykol- Mischung verdrängt. Die- ser Behälter würde die Flüssigkeit dann aufneh- men. Der Stagnationsfall ist aber in der Bernbur- ger Anlage bislang in zwei Betriebsjahren nie eingetreten. Die Pumpengruppe hinter dem Wärmetauscher bil- det eine kompakte Einheit. Alle Elemente der Wärme- übergabestation finden Platz in einem Gebäude, in dem früher die Verdichter- einheit für einen Gasspei- cher untergebracht war. Im Gegensatz zu den Fern- wärmepumpen ist die Solarkreispumpe nicht redundant vorhanden. Sollte sie mal ausfallen, wäre die Solaranlage bis zur Reparatur oder Beschaffung einer Ersatz- pumpe lahm gelegt. Aber es entstünde dadurch kein Versorgungsausfall im Bernburger Netz. www.solare-wärmenetze.deHeiko Zimmermann, Haupt- abteilungsleiter Energieer- zeugung und Fernwärme der Stadtwerke Bernburg hat das Solarthermieprojekt von Anfang an begleitet. Im Inter- view zieht er ein Fazit nach zwei Betriebsjahren. Wie beurteilen Sie die Entscheidung für diese Solarthermieanlagen nach zwei Jahren Betriebserfahrung? Wir beurteilen die damalige Entschei- dung im Nachhinein durchweg als sehr positiv - auch ohne dass wir große Vor- erfahrungen hatten. Die Zusammenar- beit mit der errichtenden Firma Arcon- Sunmark und dem Planungsbüro Enerko waren sehr hilfestellend. Wir hatten umfassende optimale technische Erläu- terungen, die dazu geführt haben, dass wir die Anlage so betreiben können, wie es von Anfang an gedacht war. Hatten Sie in den zwei Jahren Ausfall- zeiten? Die Anlage hat zu 100 Prozent funktio- niert; sie ist nie ausgefallen. Denn die Abstimmung der technischen Eigen- schaften ist optimal gelaufen. Mit dem nachgeschalteten Fernwärmenetz haben wir stets eine Abnahme für die Wärme, Auch dank der Speicher können wir die Anlage stets so betreiben, dass wir keine Ausfallzeiten haben. Die Son- nenbedingungen in Bernburg sind gut. Sie sorgen dafür, dass wir gute Erträge haben und damit fossile Energien erset- zen können. Was leistet die Anlage an einem sonni- gen Tag wie heute? An einem so schönen Sommertag kön- nen wir mit einem Gesamtertrag von 30.000 Kilowattstunden rechnen. Das ist etwa 75 Prozent der sommerlichen Fern- wärmeabnahme des nachgelagerten Netzes. Wir haben auch in Sommer noch eine relativ hohe Abnahme durch einige Altenheime und ein Krankenhaus. In den Sonnenstunden deckt die Solaranlage den Bedarf dann komplett. Die Lücke, um das Netz 24 Stunden in Betrieb zu halten, übernehmen unsere BHKW. Welchen Deckungsanteil bringt die Solarthermie anteilig übers Jahr? Wir haben drei Fernwärmenetze in Bernburg. Im großen Netz, in das die Solarthermieanlage einspeist, erreicht sie einen solaren Deckungsanteil von etwa 5 Prozent – etwa 2,4 Millionen Kilowattstunden. Wie gehen Ihre Kollegen mit einer Anlage um, die je nach Wetterlage mal Energie liefert und mal nicht? Zunächst haben wir einige Aufklärungs - arbeit leisten müssen mit den Kollegen in der Leitstelle, um in den Alltag der Bedienung zu kommen. Es hat natürlich eine Weile gebraucht, bis die Kollegen im Tagesgeschäft eine 100-prozentige Sicherheit mit der Anlage entwickelt haben. Aber das ging doch ziemlich schnell. Die Kollegen haben ja mit Fern- wärme über 20 Jahre Erfahrung und sie haben sich der Herausforderung gestellt. Deshalb konnten sie schnell mit den neuen Gegebenheiten umgehen. Wie ist der Energiemix übers Jahr? Wir haben etwa 75 Prozent BHKW- Anteil. In den Wintermonaten, wenn wir eine höhere Vorlauftemperatur und mehr Leistung brauchen, kommen 20 Prozent über Spitzenlastkessel hinzu. Und 5 Prozent übernimmt die Solarther- mieanlage - vor allem im Sommer. Was ist das Interesse der Stadtwerke? Unser Anspruch war schon immer Fern- wärmenetze so effizient und ökologisch wie möglich zu betreiben. Damit war die Solarthermieanlage für uns ein wich- tiger Meilenstein, den wir frühzeitig erreichen wollten, ohne damals viele Erfahrungen mit anderen Stadtwerken teilen zu können. Wir sind mehr oder weniger durch die Aufklärungsarbeit der dänischen Herstellerfirma zu dem Thema gekommen. Wir wussten durch eine Tochterfirma unserer Stadtwerke, die Photovoltaikanlagen betreibt, dass Bernburg einen sehr guten Standort für die Sonnenenergienutzung hat. Des- halb war die Grundsatzentscheidung für diese Solarthermieanlage sehr schnell getroffen. 2018 haben wir uns erstmalig damit befasst, 2019 konnten wir mit dem Bau beginnen und Mitte 2020 haben wir die Anlage in Betrieb genommen. Sie lie- fert genau das, was uns im Vorfeld ver- sprochen wurde. Was hören Sie von Ihren Kunden zu dem Thema? Die Kunden haben es sehr positiv auf- genommen. Gerade im Neukundenbe- reich ist es wichtig, dass die Fernwärme einen Beitrag dazu leistet, die Auflagen des Gebäudeenergiegesetzes zu erfül- len. Darum ist es für uns wichtig, in die Erneuerbaren Energien zu gehen, was wir hier mit einer großen Freiflächen- solarthermieanlage im ersten Schritt gemacht haben. Damit ist für uns der Weg offen, die Fernwärme noch ökolo- gischer und wirtschaftlicher zu machen und damit die Kunden in der Fernwärme zu halten. • Das Interview mit Heiko Zimmermann können Sie hier auch als Video schauen. interview: heiko zimmermann Infoblatt Nr. 13 ¬ impressUm Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen vom Projekt SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz. Mehr unter: www.solare-wärmenetze.de Herausgeber: Solites Steinbeis Innovation gGmbh Text und Fotos: Guido Bröer, Solarthemen Veröffentlichung: Oktober 2022 | ISSN (Print) 2750-753X | ISSN (Online) 2750-7548 Die Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt beim Autor und der Herausgeberin. Der Inhalt gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Weder die Fördermittelgeber noch Autor und Herausgeberin übernehmen Verantwor- tung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. ¬ unterstützt durch die Industrieinitiative Solare Wärmenetze der Solarthermieanbieter (IniSW) partner energie über den Solarspeicher direkt in den zentralen Verteiler einspeisen, an den auch die weiteren vier jeweils 100 m3 großen Pufferspeicher für die KWK-Anlagen angeschlossen sind. Das eröffnet der Leitzentrale viele Möglichkeiten. Im Winter, wenn die Sonneneinstrahlung geringer ist, kann die Solarwärme auch in den Rück- lauf der BHKW fließen. Damit können die Kollektoren auch in der dunkleren Jahreszeit noch effizient arbeiten und einen signifikanten Beitrag zur Wärme- versorgung leisten. Rücklaufeinspei- sung ist eine der Betriebsweisen, wel- che die Anlage aber auch im Sommer jeden Morgen durchläuft, bevor ihre Energieerzeugung für den Hochtempe- raturbetrieb ausreicht. Unsicherheit war Gestern Bevor sie sich Gedanken über solche Feinjustierungen im System machen konnten, mussten die Expert:innen der Stadtwerke Bernburg zunächst für sich selbst einige grundlegende Fragen zur neuen Technologie klären, das gibt Heiko Zimmermann offen zu: „Es waren vor allem die technischen Aspekte, bei denen wir eine gewisse Unsicherheit spürten. Vor allem die Frage, ob die Anlage die erforderlichen Temperatur- niveaus wirklich konstant liefern kann, hat uns beschäftigt.“ Nach zwei Jahren Betriebserfah- rung hat er längst einen grünen Haken an das Thema gemacht. Jetzt geht es für den Hauptabteilungsleiter der Bernburger Fernwärme schon um die nächsten Investitionsvorhaben. primärenerGiefaktor Aktuell können die Stadtwerke Bern- burg dank ihres hohen KWK-Anteils, eines Biomethan-BHKWs und der Solarthermieanlage Fernwärme mit einem Primärenergiefaktor von 0,27 an ihre Kunden liefern. Der Regene- rativanteil beträgt dabei 26 Prozent. Für Heiko Zimmermann ist das Ende der Fahnenstange damit noch nicht erreicht. Im Gegenteil nennt er die Solarthermieanlage einen „ersten Schritt“. Den jedenfalls würde er jeder- zeit wieder so gehen. Wo früher Kohle lagerte, haben die Stadtwerke Bernburg jetzt eine Blüh- wiese zwischen den Kollektoren einge- sät. Das Gras wird nur zweimal im Jahr gemäht, um der Natur eine möglichst ungestörte Entfaltung zu ermöglichen. Natur zwischen den Kollektoren
Große Solarthermieanlagen beschleunigen die kommunale Wärmewende ersetzen fossile Brennstoffe in städtischen Wärmenetzen versorgen ländliche Nahwärmenetze sind wirtschaftlich und kostenstabil sind mit anderen Wärmeerzeugern (z.B. BHKW) kombinierbar www.solare-wärmenetze.de Solare Wärmenetze für den kommunalen Klimaschutz Wärme macht über 50 % der in Deutschland jährlich benötigten Endenergie aus Emissionsfreie Wärme im großen Stil Bereits rund 45 solarthermische Großanlagen in Deutschland speisen Son- nenenergie in Wärmenetze ein und versorgen damit Haushalte, öffentliche Gebäude und Betriebe mit Wärme für Heizung und Warmwasser. Die Wärme aus Solarthermieanlagen ist emissionsfrei, Solarwärme ist über- all verfügbar. Durch Anschluss an ein solares Wärmenetz kann die Wende von fossilen Brennstoffen zu erneuerbarer Wärme für ganze Stadtviertel gelingen. Technisch und betriebswirtschaftlich verlässlich Die Technik solarthermischer Großanlagen und Wärmenetze ist ausgereift und marktverfügbar. Die Wärmepreise sind auf Jahrzehnte im Voraus berechenbar und unabhängig von Preisen anderer Energieträger. Solarthermieanlagen können in bestehende Wärmenetze eingefügt werden, dort vorhandene Wärmeerzeuger ergänzen und fossile Energie- träger ersetzen. Förderung für Planung und Investition Fördermittel zur Erstellung von Wärmeversorgungskonzepten, z.B. einer kommunalen Wärmeplanung, sowie zur Errichtung von Wärmenetzen und Solarthermieanlagen stehen bereit. Ein solares Wärmenetz für Ihre Kommune Mit dem Ausbau von solaren Wärmenetzen können Kommunen einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Sie tragen damit zur kommunalen Daseinsvorsorge bei und fördern zugleich die regionale Wertschöpfung. Um Kommunen bei der Planung solarer Wärmenetze zu unterstützen, bietet SolnetPlus: • Infotouren • Planungsworkshops • Methodik für strukturierte Flächenanalyse • Publikationen Solarthermie in Ihrem Portfolio – Ihr innovatives Wärmenetz Große Solarthermieanlagen werden von Wärmeversorgern und Stadtwerken aus betriebswirtschaftlichen Gründen und als Maßnahme des lokalen Klimaschutzes realisiert. Die langfristige wirtschaftliche Lösung mit sta- bilen Wärmekosten und technischer Flexibilität ist bewährt. SolnetPlus bietet für Wärmeversorger, Stadtwerke und weitere Marktakteure: • Teilnahme an Projektkreisen • Informations- und Schulungsangebote KOMMUNENPOLITIK & BEHÖRDEN WÄRMEVERSO RG ER Solare Wärmenetze – planen und genehmigen Für die Realisierung von Solarthermie-Freiflächenanlagen sind einfache und in den einzelnen Bundesländern einheitliche Genehmigungsverfahren eine zentrale Voraussetzung. Um die Genehmigungsverfahren zu beschleunigen, bietet SolnetPlus: • Analyse bisheriger Genehmigungsverfahren • Leitlinien und Mustergenehmigungsverfahren • Erprobung an konkreten Projekten • Handlungsempfehlungen und Workshops
14 eit Wochen schon stapeln sich auf einer Wiese am Ortsrand von Breiten holz Fernwärmerohre. Jetzt haben die Bagger damit begon - nen, die Straßen des 750-Einwohner- Dorfes aufzureißen, das malerisch am Rande des Naturparks Schönbuch liegt. Holz ist hier reichlich vorhanden, mit dem künftig die drei Kessel in der neuen Heizzentrale des Ortes gefüttert werden sollen. Sie ersetzen weit über 100 Einzelhei zungen in den Gebäuden. Zu drei Vierteln sind das alte Ölkessel, denn ein Gasnetz gibt es in Breitenholz nicht. Vom „Öldorf“ zum „Bioenergiedorf“ – das wäre an sich schon eine spannende Geschichte. In der Fachwelt wird Breitenholz aber wohl eher als „Solar dorf“ von sich reden machen. Denn das mehr als 2000 Quadratmeter große Solarkollektorfeld soll den Wärmebedarf des Ortes übers Jahr zu 37 Prozent decken. Das ist ein rund doppelt so hoher Solaranteil wie in dem guten Dutzend anderen Solar-Bioenergiedörfern, die deutschlandweit schon in Betrieb sind. Für Günther Gamerdinger, Genossenschaftsvorstand der Tübinger Energiegenossenschaft, die das Wärmenetz in Breitenholz initiiert hat und die als Komplementärin an der örtlichen Bürgerenergie- Gesellschaft beteiligt ist, ist der hohe Solaranteil ein logischer Schritt: „Auch mit dem Holz verbrennt man wertvolle Ressourcen. Deshalb ha - ben wir gesagt, wir möchten die Kraft der Sonne nutzen, um die Ressource Holz ein Stück weit zu entlasten.“ Speicher macht den Unterschied Die technische Möglichkeit für den hohen Solaranteil schafft ein zehn Meter hoher Speicher. Dank ihm steht die geerntete Solarenergie auch an weniger sonnigen Tagen zur Verfügung. In bisherigen Solar-Bioenergiedörfern mit vergleichsweise kleineren Kollektorfeldern und Speichern trump fen die Solaranlagen vor allem im Sommer auf, wenn sie den niedrigeren Wärmebedarf im Netz komplett decken. Hingegen soll das Zusammenspiel von Kollekto ren und Speicher in Breitenholz auch in den kühleren Übergangsjahreszeiten und sogar an sonnigen Wintertagen nennenswerte Beiträ ge leisten. Ihr Netz werden die Breitenholzer Bürger:innen selbst betrei ben. Mit Kommanditanteilen von jeweils mindestens 1000 Euro haben sie sich an der eigens gegründeten örtlichen Betreibergesellschaft beteiligt. Das finan zielle und techni sche Know-how organisiert dabei die Genossenschaft Bürger-Ener - gie Tübingen, die als Komplementärin der Bioenergie Breitenholz eG & Co. KG im Boot ist. Die Tübinger Genossen haben seit vielen Jahren Erfahrung mit Photovoltaikanlagen. In Breitenholz wagen sie sich erstmals an ein Wärmeprojekt. Und wenn man sich umschaut im Ländle, dann gibt es immer mehr solcher gemeinschaftlichen und kommunalen Initiativen im Wärmebereich. In der Region Neckar-Alb ist Breitenholz eines von mehreren Vorzeigeprojekten, mit denen der Regionalverband Neckar- Alb und die drei jeweils kreisweit organisierten Klimaschutzagenturen für die Idee ländlicher Wärmenetze werben. Unterstützt durch EU-Geld versuchen sie im Projekt ENTRAIN mit solchen guten Beispielen auch andere Kommunen von den Vorzüge gemeinschaftli - Energiekommune 10/2021 Beim Thema „Kommunale Wärmeplanung“ ist Baden-Württemberg Vorreiter. Für Städte mit mehr als 20.000 Einwohnern ist die Erstellung eines Wärmeplans dort Pflicht. Für kleine Kommunen wird Wärmeplanung seit dem 1. Oktober gefördert. Einige Kommu nen in der Region Neckar-Alb wollten darauf nicht warten. Sie realisieren bereits Wärmenetze mit erneuerbaren Energien in unterschiedlichen Modellen. Foto: Guido Bröer Wärmenetze in kleinen Kommunen S cher Wärmeversorgung mit erneuerbaren Energien zu überzeugen. Das wichtigste Argument ist dabei neben dem Klimaschutz eine hohe regionale Wertschöpfung anstelle der bisherigen Energieimporte. Obendrein werden die Energiepreise durch heimische Erneuerbare absehbar stabiler bleiben, was Sicherheit gibt und somit auch eine soziale Komponente hat. Und noch einen anderen sozialen Aspekt sieht Franziska Kenntner, die Bürgermeisterin von Mehrstetten, wenn sie an das kurz vor dem Baube - ginn stehende Wärmenetz der Kommune denkt: „Ich glaube, dass es den Zusammenhalt fördert. Mein Nachbar hat die gleiche Wärme, und der, der eine Straße weiter wohnt, hat sie auch. Das hilft, den Zusamenhalt zu stärken.“ Zumal auch in Mehrstetten, mit 1450 Einwohnern hoch auf der schwäbischen Alb gelegen, die Antreiberin der örtlichen Wärmewende eine Genossenschaft ist – die Energie für Bürger Mehrstetten eG. Die hat sich eigens für Planung, Bau und Betrieb des Netzes im Ort gebildet. Genossenschaftsvorstand Rolf Schiller ist begeistert von der Idee des gemeinsamen Wirtschaftens: „Das hat ja auch was urdemokratisches, wie man es in modernen Gesellschaften, die so komplex sind wie unsere, kaum noch findet.“ Seit drei Jahren engagieren sich die Mehrstetter:innen für ihr Wärmenetz. Ausgehend zunächst von einem Quartierskonzept zur Versorgung von städtischen Gebäuden wie Schule, Rathaus und Kindergarten ist die Idee gewach - sen. Nach drei Jahren intensiver Diskussionen, des Planens und der Überzeugungsarbeit werden viele Hausbesit - zer:innen in Mehrstetten vielleicht schon im kommenden Jahr die Möglichkeit zum Anschluss an eine CO2- neutrale Wärmeversorgung mit Holz haben, um die sich die meisten viel weniger kümmern müssen als um ihre heutige Solo-Heizung, obwohl ihnen alles gemeinsam gehört. Lokale Wertschöpfung Im 20 Kilometer entfernten Pfron - stetten verfolgt Bürgermeister Reinhold Teufel einen etwas anderen Ansatz, Dort liegen sogar schon bislang ungenutzte Wärmelei tungen zwischen drei kommunalen Gebäuden, dem Kindergarten, der Schule und einer Veranstaltungshalle. Die Rohre hat der Gemeinderat bei passender Gelegenheit vor einigen Jahren vorsorglich mit verlegen lassen, um diese Liegenschaften eines Tages zentral zu versorgen, wenn die bereits betagten Einzelheizungen zum Austausch anstünden. Inzwischen allerdings ist die Idee weiter gewachsen. Die Gemeinde selbst will auch ihren Bürger:innen eine Fernwärmeversor - gung anbieten. Darin unterscheidet sich das Pfronstetter Modell von Breitenholz und Mehrstetten. Während dort Bürgerenergiegesellschaften die Projekte organisieren, will die Gemein - de Pfronstetten selbst investieren. Für Teufel liegt das nicht nur deshalb auf der Hand, weil seine Gemeinde über ausreichend Eigenkapital verfügt, das aktuell keine Zinsen bringt. Er möchte auch die Entscheidungs ho heit in kommunaler Hand halten: „Wir wollen Eigentümer des Netzes sein, um so auch bei der Preisgestaltung später im Interesse der Kunden ein Wort mitsprechen zu können.“ Die CO2-neutrale Energie sollen in Pfronstetten die heimischen Wälder und die Solarthermie liefern. Die Gemeinde besitzt selbst Wald und möchte ihr Holz vor Ort nutzen. „Viel wichtiger sind aber hier in der Region die privaten Waldbesitzer“, sagt Teufel. „Sie bekommen die Möglichkeit ihr Holz an den Betreiber des Heizwerkes zu verkaufen und so die regionale Wertschöpfung daraus zu generieren.“ Private Initiative Wie gut dies funktioniert, lässt sich be - reits in Rosenfeld im Zollernalbkreis zwischen Schwarzwald und schwäbischer Alb erkunden. Dort betreibt der Forstunternehmer und Holzhändler Günter Rauch seit 10 Jahren ein Heiz - werk samt Wärmenetz. Ausgehend auch hier von ersten kommunalen Gebäuden hat er sein Netz inzwischen in mehreren Stufen ausgebaut. Heute versorgt Günter Rauch mit seiner Naturenergie Kleiner Heuberg GmbH & Co. KG 27 Gebäude verschiedener Größe. W Ä R M E N E T Z E Heute schon an morgen denken: Mit einem Nahwärmenetz die kommunale Energiewende gestalten! EN ENE ENER ENERP ENERPI ENERPIP ENERPIPE u un unt unte unter unters unterst unterstü unterstüt unterstütz unterstützt S Si Sie a al als S Sy Sys Syst Syste System Systema Systeman Systemanb Systemanbi Systemanbie Systemanbiet Systemanbiete Systemanbieter b be bei d de der K Ko Kon Konz Konze Konzep Konzept Konzepti Konzeptio Konzeption ei ein eine eines N Na Nah Nah- o od ode oder F Fe Fer Fern Fernw Fernwä Fernwär Fernwärm Fernwärme Fernwärmen Fernwärmene Fernwärmenet Fernwärmenetz Fernwärmenetze Fernwärmenetzes Fernwärmenetzes. A Au Auß Auße Außer Außerd Außerde Außerdem s st ste stel stell stelle stellen w wi wir a al all alle Ko Kom Komp Kompo Kompon Kompone Komponen Komponent Komponente Komponenten f fü für d di die W Wä Wär Wärm Wärme Wärmev Wärmeve Wärmever Wärmevers Wärmeverso Wärmeversor Wärmeversorg Wärmeversorgu Wärmeversorgun Wärmeversorgung b be ber bere berei bereit bereit: Ro Roh Rohr Rohr- u un und V Ve Ver Verb Verbi Verbin Verbind Verbindu Verbindun Verbindung Verbindungs Verbindungst Verbindungste Verbindungstec Verbindungstech Verbindungstechn Verbindungstechni Verbindungstechnik Verbindungstechnik, Ü Üb Übe Über Überg Überga Übergab Übergabe Übergabet Übergabete Übergabetec Übergabetech Übergabetechn Übergabetechni Übergabetechnik u us usw usw. 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Zudem sind die Möglichkeiten zur Wärmedäm - mung in den vielen Fachwerkhäusern des historischen Stadtkerns schon aus Denkmalschutzgründen eher begrenzt. „Wir haben durch das Quartierskonzept viele interessante Erkenntnisse gewonnen, die wir jetzt sukzessive umsetzen wollen“, sagt Rosenfelds Bürgermeister Thomas Miller. Er setzt nun mit dem Gemeinderat auf den weiteren Ausbau der erneuerbaren Fernwärme. „Die Leute sind damit sehr zufrie den“, sagt er und verweist unter anderem auf das kürzlich angeschlos sene Freibad, das nun auch an kühlen Tagen mit angenehmen Temperaturen lockt. Wärmeplanung als Pflicht Wie Rosenfeld so werden demnächst viele Kommunen in Baden-Württem - berg systematisch ihre Wärmeplanung in die Hand nehmen. Was für die 103 Kommunen ab 20.000 Einwohnern ab diesem Jahr Pflichtaufgabe ist, das sollen kleinere Kommunen freiwillig angehen, so das erklärte Ziel der grünschwarzen Landesregierung. Im Gesetzgebungsverfahren zum Klimaschutzgesetz hatte sie zunächst davon abgese - hen, die kommunale Wärmeplanung für alle rund 1000 Kommunen des Bundeslandes auf einen Schlag obligato - risch zu machen. Dafür hätte es viel zu wenige kompetente Planerinnen und Planer gegeben, lautete die offizielle Begründung. Allerdings bekommen Kommunen seit dem 1. Oktober einen Zuschuss von bis zu 80 Prozent der förderfähigen Kosten, wenn sie einen kommunalen Wärmeplan erstellen lassen. Die Höchstbeträge sind nach Gemeindegröße gestaffelt. Und sie steigen noch um einen Bonus, wenn mehrere Kommunen ihre Wärmeplanung gemeinsam in einem sogenannten Konvoi angehen. Vom Konvoiverfahren verspricht sich das Land nicht nur mehr Effizienz für den Planungsprozess, son - dern auch bessere Ergebnisse. Denn eine interkommunale Wärmeplanung er mög licht es oft, Erneuerbare-Energien- Potenziale und Wärmebedarf über Kommunalgrenzen hinweg zusammenzubringen. Ein Paradebeispiel – wenn auch nicht aus Baden-Württemberg – sind die Gemeinden Neuerkirch und Külz im Hunsrück, die ein gemeinsames Wärmenetz mit Holz- und Solarthermieanlage aufgebaut haben. Guido Bröer Zuschuss für kommunale Wärmeplanung startet Das Land Baden-Württemberg bezuschusst kleinere Kommunen für die Erstellung eines kommunalen Wärmeplans. Die entsprechende Verwaltungs - vor schrift vom 15. September 2021 greift seit dem 1. Oktober. Weil alle 103 Kommunen des Landes mit mehr als 20.000 Einwohnern per Klimaschutz ge - setz innerhalb von zwei Jahren zur Erstellung einer kommunalen Wärmeplanung verpflichtet sind, erhalten sie für die neue Aufgabe Ausgleichs - zahlungen. Kleinere Kommunen möchte die Landesregierung motivieren, freiwillig in einen solchen Planungsprozess einzusteigen. Sie erhalten dafür jetzt bis zu 80 Prozent Förderung. Je nach Einwohnerzahl gibt es einen maximalen Sockelbetrag plus Kopfprämien. Kommunen mit weniger als 5000 Einwohnern können die Förderung nur gemeinsam mit mindestens zwei Nachbar - gemeinden in einem sogenannten Konvoi beantragen. Konvois werden mit weiteren Boni gefördert. Informationen zur neuen Förderung gibt es bei der Klimaschutzagentur des Landes, KEA-BW. Diese gibt auch einen kostenlosen Handlungsleitfaden zur kommunalen Wärmeplanung heraus. Kontakt: waermewende@kea-bw.de NEUE FÖRDERUNG IM SÜD-WESTEN W Ä R M E N E T Z E