Nutzen, was da ist

Abwärme aus der Industrie sowie der Müllverwertung, Power-to-Heat, Speicher, hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung oder auch Großwärmepumpen: Beim Umbau der Wärmeinfrastruktur setzen zum Beispiel die Hamburger Energiewerke auf vielfältige Quellen. Damit werden die Anforderungen des hamburgischen Klimaschutzgesetzes umgesetzt, den Einsatz von Kohle bis zum endgültigen Ausstieg im Jahr 2030 weitestgehend zu reduzieren.

Um das Ziel zu erreichen, soll in Hamburg vor allem die Fernwärme ausgebaut werden. Dabei setzen die Hamburger Energiewerke verstärkt auf die Quelle Abwärme. Sie „ist eine wertvolle Energie“, sagte Burkhard Warmuth, Leiter Strategie bei den Hamburger Energiewerken, als er das Konzept auf einer Fachtagung mit dem Titel „Klimaschutz durch Abwärmenutzung“ vorstellte, die im Oktober als Hybridveranstaltung im ehemaligen Hamburger Hauptzollamt stattfand. Hamburg baut derzeit am größten Industrieabwärmenutzungsprojekt Deutschlands.

In Hamburg-Hammerbrook haben dazu vor einigen Monaten die Arbeiten für den Bau einer neuen Fernwärmeleitung begonnen. Über sie soll künftig CO2-freie Industrieabwärme des Multimetall-Anbieters Aurubis AG in die Hansestadt transportiert und der Einsatz fossiler Energieträger weiter reduziert werden. Die Inbetriebnahme ist zum Beginn der Heizperiode 2024/25 geplant.

Der Einsatz der Industriewärme im Netz der Hamburger Energiewerke verdrängt Wärme, die heute noch aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird. So können nach Fertigstellung der 2,5 Kilometer langen Verbindung jedes Jahr bis zu 100.000 Tonnen CO2-Emissionen vermieden werden. Die nötigen Umbaumaßnahmen im Aurubis-Werk werden über das Programm „Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Für die Hamburger Energiewerke stehen ebenfalls Zuschüsse für die Errichtung eines Wärmespeichers und die Leitung in Aussicht.

„Man braucht Sicherheit und die ist ohne Gas schwer abzubilden“

Aurubis hat Erfahrung mit der Zusammenarbeit mit Versorgern. Bereits 2018 hatte das Unternehmen mit Enercity ein Industriewärmeprojekt umgesetzt. Ein Teil der Abwärme wird so schon heute für die Versorgung der östlichen Hafen City genutzt.
Wärmelieferungen für Hamburg sollen nach den Plänen des kommunalen Versorgers künftig insbesondere aus Abwärme von Aurubis kommen sowie aus der Müllverwertung Borsigstraße, die durch technologische Innovationen die Wärmelieferung künftig deutlich erhöhen soll. Zur Absicherung der Wärmeversorgung in Spitzenlastzeiten wird außerdem das bestehende Heizkraftwerk Tiefstack auf den wahlweisen Einsatz von Erdgas oder nachhaltiger Biomasse aus Rest- und Schadholz umgestellt. Eine neue Wind-zu-Wärme-Anlage, ein großer Wärmespeicher sowie ein saisonaler Aquiferspeicher sollen die Flexibilität erhöhen und somit das Konzept abrunden.

Bei solch einzelnen Vorzeigeprojekten soll es aber nicht bleiben. Das Bundeswirtschaftsministerium (BMWK) arbeitet unter anderem daran, einen passenden regulatorischen Rahmen auf den Weg zu bringen, damit künftig mehr Abwärme bundesweit genutzt werden kann, sagte Christian Maaß, Leiter der Abteilung Energiepolitik beim BMWK, auf der Fachtagung. Energie werde auf absehbare Zeit ein knappes und teures Gut bleiben, so Maaß weiter. „Auch der Ausbau der erneuerbaren Energien wird uns immer wieder mit Knappheiten begleiten, ob nun bei den verfügbaren Flächen oder bei der Ausbeute.“ Daher ist es laut Maaß notwendig, auch die Abwärmepotenziale „vor der Haustür“ konsequent zu heben. Das BMWK arbeite daran, dass dies künftig schneller und effizienter funktioniere.

Regulatorische Hürden bremsen die Abwärmenutzung

So brauche es für die Abwärmenutzung, insbesondere für große industrielle Quellen, zugleich einen forcierten Ausbau der Wärmenetze, um die Wärme auch dahin transportieren zu können, wo sie gebraucht wird. Ein erster wichtiger Schritt sei mit dem Inkrafttreten der Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) geschehen, so Maaß. Nun solle auch eine novellierte Wärmelieferversorgung zügig kommen sowie eine bundesweite verpflichtende kommunale Wärmeplanung, um ein zentrales Koordinierungsinstrument für die Kommunen zu haben. Zudem arbeite das Ministerium an einer Lösung, um die Investitionsrisiken für die Kommunen sowie für Industrie- und Gewerbefirmen, die ihre Abwärme nutzbar machen, zu reduzieren.
Auch die Kraft-Wärme-Kopplung wird bei einer künftigen Versorgung weiterhin eine wichtige Rolle spielen, sagte Maaß auf Nachfrage auf der Tagung. Sie werde allerdings nicht mehr das Rückgrat der Versorgung bilden, diese aber absichern.

Künftig werde sie vor allem dann gebraucht, wenn Sonne und Wind wetter- und jahreszeitbedingt nicht genug Strom liefern. Das zeigt sich auch in Hamburg.
„Wir setzen in Hamburg auf verschiedene Quellen“, erklärte Warmuth von den Hamburger Energiewerken. Abwärme sei dabei eine sehr wertvolle Energie. Allerdings brauche es für die nötige Versorgungssicherheit auch weiterhin die gasbasierte KWK: „Man braucht Sicherheit und die ist ohne Gas schwer abzubilden“, so der Experte des kommunalen Versorgers. Daher gehört zu den Kohleausstiegsplänen auch eine geplante Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD) an der Dradenau in Hamburg-Waltershof. Die soll bei Inbetriebnahme technisch auf den Einsatz eines Erdgas-/Wasserstoffgemischs im Verhältnis 70/30 ausgelegt werden. Der Wasserstoffanteil könnte zukünftig auf 100 % erhöht werden.

Der Umweltsenator der Hansestadt, Jens Kerstan, sagte, dass Hamburg den Anspruch habe, „Vorreiter bei der Wärmewende“ zu sein. Die Stadt setze dabei auf rekommunalisierte Versorger wie die Hamburger Energiewerke. „Die Unternehmen stehen im Dienst der Stadt“, so Kerstan. Dies sei bei einem ambitionierten Projekt wie der Dekarbonisierung der Wärmeversorgung ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Zudem setze man stark auf die Kooperation mit industriellen Partnern der Stadt.
Die Abwärme aus Aurubis und die zusätzliche Wärmeauskopplung aus der Müllverbrennungsanlage Borsigstraße sollen bis 2025 zur Verfügung stehen. Damit würden die Anforderungen des hamburgischen Klimaschutzgesetzes umgesetzt, den Einsatz von Kohle bis zum endgültigen Ausstieg weitestgehend zu reduzieren, so Kerstan. Der Kohleausstieg soll in Hamburg bis spätestens 2030 vollzogen sein.

Bundesweit viele Abwärmequellen ungenutzt

Theoretisch sei so viel Abwärme bundesweit vorhanden, „dass man damit rund die Hälfte aller deutschen Haushalte beheizen könnte“, sagte Martin Bornholdt, Geschäftsführender Vorstand der Deneff, auf der Tagung. Er monierte jedoch, dass das Potenzial nicht ausgeschöpft werde. „In der Praxis spielt die Abwärmenutzung noch keine zentrale Rolle“, obwohl Beispiele wie Hamburg zeigen würden, dass es technisch geht. Um mehr Schwung in die Thematik zu bekommen, schlägt die Deneff daher unter anderem folgende Lösungsansätze vor:

• Wärmenetze und -quellen müssen über Datenerhebungen transparenter werden und es braucht eine Transportpflicht
• Wärmequellen zur Bereitstellung verpflichten
• Vorfahrt für klimafreundliche Wärme mit einem Einspeisevorrang
• Abnahmepflicht durch Wärmenetzbetreiber
• Eine faire Einspeisevergütung für klimaschonende Wärme und damit auch für Abwärme
• Bundesweite, einheitliche Regelungen

Nach Zahlen des Energieeffizienzverbands AGFW könnten geschätzt bis zu 70 Mrd. kWh technisch nutzbare Abwärme bundesweit vorhanden sein. Abwärme entsteht nicht nur in der Industrie, sondern beispielsweise auch in Rechenzentren, Krankenhäusern, Wäschereien oder bei der Abfallentsorgung. Mitunter muss sie sogar mit viel Aufwand beseitigt werden, um eine Überhitzung technischer Anlagen zu verhindern. Auch der AGFW wirbt seit Jahren dafür, das Nebenprodukt Wärme besser zu nutzen. Dafür hat er im vergangenen Jahr unter anderem einen Leitfaden zur Abwärmenutzung herausgebracht.