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Enerige & Management > Aus Der Aktuellen Ausgabe - Wärmeverbund als wesentlicher Teil Wärmewende
Quelle: E&M
AUS DER AKTUELLEN AUSGABE:
Wärmeverbund als wesentlicher Teil Wärmewende
Freiburg geht bei einer klimaneutralen Wärmeversorgung voran. Die Stadt hat mit Partnern bereits vor einigen Jahren einen Masterplan erstellt. Das Ziel: klimaneutrale Wärme bis 2035.
 
Klimaneutralität von Städten und Gemeinden gelingt nur mit einer klimaneutralen Wärmerversorgung. Freiburg in Südbaden geht hier seit einigen Jahren voran und hat einen Masterplan Wärme erstellen lassen. „Die Stadt Freiburg hat ihn schon 2019 vorgelegt“, sagte Christian Paul von der Badenova Wärmeplus. Er stellte das Konzept am KWK-Jahreskongress in Würzburg vor. Freiburg setzt künftig auf einen Mix aus erneuerbarem Strom, Abwärme, Umweltwärme und mehr Energieeffizienz bei den Gebäuden.

Im städtischen Klimaschutzkonzept wird allgemein vorgeschlagen, dass die Nutzung von Erdgas im Bereich Heizung spätestens nach 2040 ausläuft und dieses im Wesentlichen durch Umwelt- und Fernwärme ersetzt wird. In den dicht besiedelten Gebieten soll die Fernwärme weiter ausgebaut werden. Für die dezentrale Wärmeversorgung sollen Wärmepumpen künftig eine viel größere Rolle spielen − insbesondere in Gebieten mit lockerer Bebauung.

Bei der Wärmeversorgung hat die Stadt einen sehr effektiven Hebel: Der Bereich Wärme macht mit 1,9 Milliarden kWh knapp 35 Prozent des Energieverbrauchs aus. Fossiles Erdgas ist derzeit allerdings mit mehr als 50 Prozent der dominierende Energieträger in der Freiburger Wärmeversorgung, gefolgt von Fernwärme mit über 20 Prozent und Heizöl mit 17 Prozent. Der Anteil erneuerbarer Wärme ist mit knapp 7 Prozent noch sehr niedrig.

Der Masterplan setzt auf drei Schwerpunkte: die Zukunft des Gasnetzes, der Wärmenetze und der dezentralen Wärmeversorgung. Bis spätestens 2038 will die Stadt klimaneutral sein. „Trotz einer wachsenden Stadt muss der Wärmebedarf aber insgesamt zurückgehen“, erklärte Paul. „Und im weiteren Schritt muss die Erzeugung CO2-frei werden.“

Daher setzt Freiburg insbesondere auf den Fernwärmeausbau, um den geringen Anteil erneuerbarer Wärme zügig erhöhen zu können. „Derzeit domi­nieren fossile Energieträger die Wärmeversorgung. Um im Klimaschutz voranzukommen, müssen wir schnell auf erneuerbare Energien umsteigen. Künftig werden wir viel häufiger mit erneuerbarem Strom und Umweltwärme heizen. Das wird auch bei der Wahl von neuen Heizungen wichtig“, sagte dazu Anfang des Jahres Umweltbürgermeisterin Christine Buchheit. Der Masterplan Wärme wurde von der GEF Ingenieur AG aus Leimen mit den Kooperationspartnern Ifeu Institut Heidelberg und Badenova erstellt.

Netze in Freiburg sollen ein Verbund werden

Beim Thema Fernwärme ist insbesondere die Badenova-Tochter Badenova Wärmeplus gefragt. Ihre Wärmenetze sollen in den nächsten Jahren zu einem smarten Wärmeverbund zusammenwachsen. Um das zu erreichen, müssen erneuerbare Quellen vor Ort mit eingebunden und große Teile der Stadt noch mit Fernwärmenetzen erschlossen werden. Außerdem gilt es, das Netz mit den Erzeugungsanlagen, Pumpen und Verbrauchern künftig intelligent zu steuern. Es soll ein Wärmenetz der sogenannten vierten Generation enstehen.
 
Das Heizkraftwerks in Freiburg-Vauban
Quelle: Badenova

Wärmenetze der vierten Generation zeichnen sich dadurch aus, dass deren Vorlauftemperaturen den Bereich 20 bis maximal 95 Grad Celsius nicht überschreiten. Diese niedrigen Systemtemperaturen erlauben die Integration eines hohen Anteils an erneuerbaren Wärmequellen und Abwärme. Mit den niedrigen Netztemperaturen werden auch die Verteilverluste minimiert, das Netz ist insgesamt effizienter.

Um die Wärmenetze künftig klimaneutral zu bekommen, sollen nach Informationen der Stadt verstärkt Großwärmepumpen eingesetzt werden, die Wärme aus dem städtischen Grund- und Abwasser sowie Abwärme aus der Industrie nutzen. Auch Blockheizkraftwerke sind Teil des Erzeugungskonzepts. Ob langfristig Tiefe Geothermie eine Option sein kann, müsse noch geprüft werden.

Ein Modell- und Vorreiterprojekt als Teil des gesamten Umbaukonzepts ist der „WÄRMEverbund Freiburg-Süd“. Damit wird nach Angaben der Badenova Wärmeplus für die Stadtteile Haslach, Stühlinger und Vauban ein wesentlicher Baustein der Freiburger Wärmewende umgesetzt. Die Bauarbeiten dafür laufen seit 2021. Die Badenova-Tochter investiert insgesamt rund 36 Millionen Euro in den Um- und Ausbau des Wärmenetzes. Das Projekt Wärmeverbund Freiburg-Süd wird aus dem Programm Wärmenetze 4.0 der Bafa mit 11,6 Millionen Euro gefördert.

Abwärme der Molkerei ist wesentlicher Erfolgsfaktor

Die industrielle Abwärme der Schwarzwaldmilch GmbH ist dabei ein wesentlicher Faktor, dass das Verbundnetz wirtschaftlich ausgebaut werden kann. Da die aus der Molkerei gewinnbare Abwärme in Menge und Leistung deutlich über dem aktuellen Bedarf des Wärmenetzes liegt, soll es in mehreren Schritten erweitert und mit Nachbarnetzen verknüpft werden. Damit profitieren dann auch weitere Stadtteile.
Bei der Abwärme aus der Molkerei handelt es sich um Niedertemperaturabwärme aus dem Abwasser und der Kältetechnik. Mittels Wärmepumpen wird sie auf ein Temperaturniveau von 85 Grad Celsius angehoben und kann dann ins Netz eingespeist werden. Mit den dadurch zur Verfügung stehenden Mengen können bis zu 60 Prozent des ermittelten Bedarfs gedeckt werden. Die dazugehörige Heizzentrale auf dem Gelände soll bis zu 3,75 MW industrieller Abwärme in das Wärmeverbundnetz einspeisen.

Das schafft auch betriebsintern Vorteile. Die Molkerei baut zugleich eine Prozesskälte- und Prozessdampfversorgung in Verbindung mit der vorhandenen Eiswasseranlage und dem Abwasserkreislauf auf. Dabei sorgen zusätzliche Wärmepumpen dafür, die Rückkühlwärme des Kälteprozesses und die dem Abwasser entzogene Wärme auf bis zu 85 Grad Celsius zu steigern. Somit kann die Bevölkerung die Molkerei-Abwärme nutzen.

BHKW dienen als Back-up für die Erneuerbaren-Erzeugung

Weitere regenerative Erzeugungsleistung kommt über den Zubau eines neuen Holzhackschnitzelkessels im Heizkraftwerk Vauban hinzu. Die bestehenden Erdgas-Blockheizkraftwerke werden zudem um mehrere leistungsstarke BHKW auf Basis von Biomethan erweitert. Die BHKW sollen in diesem Verbund flexibel als „Kurzläufer“ im Sinne der Sektorenkopplung für den Ausgleich von regenerativen Stromschwankungen eingesetzt werden.

Ein innovativer Ansatz besteht auch in der Verknüpfung der Übergabestationen durch Lorawan-Funktechnologie. Dadurch kommuniziert das Netz permanent mit den Kunden und kann deren Bedarfe optimieren und mit der Erzeugung und den Einspeiseleistungen synchronisieren.

Mit der Transformation und der großflächigen Erweiterung des Bestandsnetzes will die Badenova Wärmeplus einen signifikanten Beitrag zum Gelingen der Wärmewende leisten. „Bis 2025 ist über dieses neue Wärmenetz ein Absatz von rund 41 Millionen Kilowattstunden möglich“, erklärte Badenova-Projektleiter Christian Paul. Aktuell seien es 24 Millionen kWh pro Jahr. Verglichen mit dem Status quo der Wärmeversorgung in Freiburg-Süd werde damit eine CO2-Einsparung von 75 Prozent erreicht, was in der Summe zu einer dauerhaften Reduktion des CO2-Ausstoßes von jährlich 5.000 Tonnen führe.
 

Heidi Roider
Redakteurin und Chefin vom Dienst
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Freitag, 02.12.2022, 09:00 Uhr

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