Wärmewende / Kommunale Wärmewende / Planung und Organisation


Planung und Organisation



Der Wärmeplan

 

Ein Wärmeplan ist ein informelles Planungsinstrument der Kommune zur langfristigen Gestaltung der Wärmeversorgung. Wärmepläne zeigen auf, wie sich bestehende Wärmenetze von fossilen Brennstoffen auf Erneuerbare Energien umstellen lassen oder wo neue Wärmenetze für eine klimafreundliche Wärmeversorgung errichtet werden können. Mit der Wärmeplanung verfügen die Kommunen über einen sehr wirksamen Hebel, um die Energiewende im Heizungskeller schneller und effizienter voranzubringen. Ein intelligenter und integrierter Ansatz mit effizienten Wärmenetzen ist oft effizienter und kostengünstiger als kleinteilige Lösungen. Die Entwicklung im Wärmesektor wird bisher größtenteils durch unkoordinierte Investitionsentscheidungen der einzelnen Gebäudeeigentümer bestimmt. Dabei wäre, im Vergleich zur Summe der individuellen Einzellösungen, der Anschluss an ein Wärmenetz – für ein Dorf oder Quartier betrachtet – oft die wirtschaftlich attraktivere Variante.

Jeder Heizungswechsel ist eine Investitionsentscheidung für die nächsten 20-30 Jahre. Deshalb sollten Entscheidungen wohl überlegt sein und einem strategischen Plan folgen, der nicht nur die für die Gegenwart die günstigste Lösung, sondern auch die langfristigen Klimaschutzziele im Blick hat. Wärmepläne sollen zu Investitionsentscheidungen aus einer umfassenden Perspektive führen und für ganze Siedlungen oder Ortsteile sinnvolle Klimaschutzmaßnahmen sowie den passenden Mix aus Effizienzmaßnahmen und Wärmelösungen identifizieren.

Der Ausbau von Wärmenetzen kommt nur langsam voran. Zwischen 2009 und 2019 sind in 275.000 Gebäuden alte Öl- durch neue Gasheizungen ersetzt worden. In nur in 17.000 wurde auf Fernwärme umgestellt. Nur 6,6 Prozent der Wohngebäude werden mit Fernwärme beheizt (BDEW 2019).

Fernwärme Anteil

Heizungssysteme in Wohngebäuden in Deutschland. Quelle: AEE

 

Und das obwohl Fernwärme in einer Umfrage des BDEW aus dem Jahr 2019 am besten abschneidet. 68 Prozent der Kunden sind mit ihrem Fernwärmeanschluss zufrieden oder sogar äußerst zufrieden. Die Hauptattraktivität liegt in der einfachen Handhabung, den hohen Sicherheitsstandards und der langfristigen Versorgungssicherheit des Heizungssystems.



Ablauf der Wärmeplanung

Grob lässt sich die Verwirklichung eines kommunalen Wärmeplans in drei Hauptphasen untergliedern:

 

  • Die Bestands- und Potenzialanalyse,
  • die Konzeptentwicklung und die Umsetzung.

 

Im ersten Schritt geht es um die Beschaffung und Strukturierung von Daten. Dazu dienen Flurkarten, Luftbilder, Flächennutzungspläne, Bebauungspläne, Geoinformationssystem (GIS) sowie eine Aufstellung aller öffentlichen Liegenschaften, Betriebe und Energieerzeugungsanlagen.

Zunächst wird der Wärmebedarf ermittelt. Relativ homogene Gebiete werden in Siedlungstypen eingeteilt. Einzelne Gebäude werden nach Wohngebäudetypen (Einfamilienhaus, Doppelhaushälfte, Reihen- und Mehrfamilienhaus bzw. Nicht-Wohngebäude) kategorisiert. Aus dem Wärmebedarf wird schließlich die Wärmedichte errechnet. Diese bildet einen wesentlichen Parameter für die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Wärmenetzen.

Neben dem Wärmebedarf werden auch die benötigten Temperaturniveaus erhoben. Die benötigte Temperatur auf der Verbraucherseite fällt zum Teil extrem unterschiedlich aus: Sie reicht von nur 35 Grad Celsius für Flächenheizungen bis über 1.000 Grad Celsius bei industrieller Prozesswärme. Auch aufseiten der Wärmeerzeugung unterscheidet sich das Temperaturniveau. Solar- und Geothermie liefern in der Regel nur Niedertemperaturwärme bis zu 100 Grad Celsius. Temperaturen über 1.000 Grad Celsius werden dagegen nur von Feuerungsanlagen (z.B. Biomasse) bereitgestellt.

Nachdem der Wärmebedarf ermittelt wurde, erfolgt auch eine Inventur der vorhandenen Infrastruktur und der Wärmeerzeugung. Die bestehenden Netze (Gas- und Wärmenetze) sowie zentrale und dezentrale Erzeugungsanlagen werden erfasst.

Anschließend werden die im Gemeindegebiet vorhandenen Energiepotenziale analysiert, z.B. Energieholz, Stroh und andere Reststoffe, Abwärme aus Biogasanlagen bzw. Industriebetrieben, Solarwärme und Geothermie. Aus diesem Datenmaterial werden detaillierte Karten erstellt, die die Basis für die Konzeptentwicklung bilden.

Aufbauend auf der Datenlage werden Szenarien für die Zukunft erstellt, in denen demographische Entwicklungen, Sanierungsmaßnahmen und Bebauungsentwicklungen abgeschätzt werden.

Es folgt eine Entscheidung zugunsten einer der folgenden Handlungsoptionen:

Die Entscheidungsfindung wird von folgenden Faktoren beeinflusst: Wirtschaftlichkeit, Treibhausgaseinsparungen, Umweltschutz, Naturschutz, regionale Wertschöpfung und Akzeptanz.

Der Wärmeplan wird in die bestehenden Planungsinstrumente integriert: Bauleitplanung, Flächennutzungsplan, Bebauungsplan, Anschluss- und Benutzungszwang, städtebauliche und privatrechtliche Verträge. Nun muss sich die Kommune für ein Betreibermodell entscheiden. Die Kommune kann die Anlagen und Wärmenetze in Eigenverantwortung betreiben. Das Betriebsgeschäft kann z.B. ein Stadtwerk übernehmen. Eine andere Option ist die Gründung einer Energiegenossenschaft. Bei diesem Modell schließen sich Bürger*innen zusammen, organisieren und finanzieren gemeinsam die Umsetzung der Maßnahmen. Eine dritte Möglichkeit ist die Errichtung und der Betrieb durch einen privaten Vertragspartner (Contracting).

 

Kommunale Wärmeplanung

Der Wärmeplan. Quelle: AEE

Akteursbeteiligung

Wie komplex die Wärmeversorgungsplanung ist, spiegelt sich auch an der Vielfalt der beteiligten Akteursgruppen wider. Neben der Einbindung der Bürger*innen müssen auch Industrie, Handel und Gewerbe, die Energieversorger, Kaminkehrer, Installateure, Ingenieure, Architekten, Umwelt- und Naturschutzverbände, Energieberater usw. eingebunden werden. Die vielfältigen Interessen auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, ist keine einfache Aufgabe. Aber mithilfe der Wärmeplanung können diese konstruktiv aufeinander abgestimmt werden und alle Akteursgruppen können ihre Ideen einbringen.

Die Akteursbeteiligung bildet keinen gesonderten Schritt innerhalb der oben genannten Maßnahmen, sondern sollte den Prozess der Wärmeplanung möglichst von Beginn an begleiten. Dies kann über die Bildung von Arbeitsgruppen, Befragungen, Bürgerforen, Workshops, Informationsveranstaltungen und Konferenzen erfolgen und durch kontinuierliche Öffentlichkeitsarbeit begleitet werden.



Vorteile des kommunalen Wärmeplans
  • Der Umbau der Wärmeversorgung hin zu Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz ist mit erheblichen Investitionen verbunden. Doch die Vorteile rechtfertigen den finanziellen und organisatorischen Aufwand. Diese reichen von Klimaschutz über regionale und lokale Wertschöpfung bis hin zu Gewinnen an Lebensqualität.
  • Lokale Wertschöpfung: Die Nutzung heimischer Energieträger sorgt dafür, dass die Energieausgaben nicht aus der Kommune ab-, sondern in den lokalen Wirtschaftskreislauf zurückfließen. Die Investitionen in neue Anlagen und Netze stärkt die lokale Wirtschaft mit neuen Arbeitsplätzen.
  • Stabile Wärmepreise: Erneuerbare Energien halten die Wärmepreise stabil und machen sie langfristig kalkulierbar, im Gegensatz zu den unberechenbaren fossilen Energiepreisen.
  • Lebensqualität: Aufwand und Kosten für die Beschaffung von Brennstoffen, die Brennstofflagerung sowie der regelmäßige Besuch des Schornsteinfegers fallen weg. Da kein Heizkessel und kein Brennstofflager mehr nötig sind, spart der Anschluss viel Platz im Haus. Eine nachhaltige, umweltverträgliche Energieversorgung wird zu einem entscheidenden Standort- und Wohlfühlfaktor für die gesamte Kommune.
  • Gesundheit: Das Verbrennen fossiler Brennstoffe setzt nicht nur Treibhausgase frei, sondern auch andere Schadstoffe wie Quecksilber, Feinstaub oder Stickstoffoxide.
  • Technologieoffenheit: Nur in Wärmenetzen können alle Erneuerbare-Wärme-Technologien optimal aufeinander abgestimmt werden. Biomasse-Heiz(kraft)werke lassen sich mit Solarthermie, Wärmepumpen, Geothermie und anderen Technologien wie Power-to-Heat kombinieren. Mit vereinten Kräften können Erneuerbare Energien eine hundertprozentige Versorgungssicherheit gewährleisten. Wärmenetze ermöglichen durch die Einbindung von Wärmespeichern auch eine zeitliche Entkopplung von Wärmeangebot und –nachfrage.
  • Kopplung von Strom und Wärme: Stromüberschüsse können in großvolumige Wärmespeicher eingespeist werden, die mit einem Wärmenetz verbunden sind. Wärmenetze tragen so auch zur Systemstabilität im Stromsektor bei. Bioenergie-KWK-Anlagen können als Flexibilitätsreserve für die Stromversorgung dienen, indem sie dann Strom ins Netz einspeisen, wenn die Stromerzeugung aus Photovoltaik und Windenergie gering ist.
  • Wärmewende in Städten: Wärmenetze ermöglichen hohe Anteile Erneuerbarer Energien auch in hochverdichteten Siedlungsgebieten. Vom Stadtrand bzw. aus Gewerbegebieten wird die Wärme z.B. aus Holzheizwerken und Holzheizkraftwerken über Fernwärmeleitungen zu den städtischen Wärmeabnehmern geführt.  Über den Anschluss ganzer Siedlungen an ein Wärmenetz lässt sich viel schneller eine große Zahl an veralteten Heizungsanlagen austauschen als über unkoordinierte Einzellösungen.
  • Effizienter Brennstoffeinsatz: Die kombinierte Erzeugung von Wärme und Strom aus Biomasse ist nur mit großen Heizkraftwerken möglich. Im individuellen Gebrauch lässt sich feste Biomasse ausschließlich zur Wärmegewinnung nutzen.
  • Integrierte Wärmewende: Nicht nur die Kommunen vor Ort profitieren von der Wärmeplanung, sondern auch die Energiewende insgesamt. Die einzelnen kommunalen Wärmepläne können zu regionalen, landes- und bundesweiten Wärmestrategien aufaddiert werden. Umgekehrt können übergeordnete Ziele der Landesregierungen und des Bundes auf kommunale Ebene heruntergebrochen werden.


Vorbild Dänemark: Kommunale Wärmepläne sind Pflicht

Der Vorreiter in Sachen kommunale Wärmeplanung ist das Land Dänemark. Eine Wärmeplanung ist hier seit 1979 für jede Kommune gesetzlich verpflichtend. Geschlossene Ortschaften sind schon fast alle an ein Fernwärmenetz angeschlossen. Bereits 2013 wurden Öl- und Gasheizungen im Neubau verboten. Seit 2016 gilt ein Verbot des Austauschs alter fossiler Heizkessel gegen neue fossile Heizungen. Fossile Energieträger werden außerdem deutlich höher besteuert als in Deutschland. Die Wärmenetze sind überwiegend in der Hand von Genossenschaften. Somit sorgen die Wärmekunden selbst für den dynamischen Ausbau der Nah- und Fernwärmenetze.



Energiekonzept (Steckbrief)

 

Ein Beitrag von Fraunhofer IEE.

Als grundlegende planerische Instrumente für die Umsetzung der kommunalen Wärmewende können übergeordnete Maßnahmen und konkrete Konzepte hilfreich sein. Im Folgenden sind beispielhaft Ebenen einer Energiekonzepterstellung aufgeführt. Diese Ebenen können zur Orientierung für die energetische Gesamtbetrachtung von Kommunen und insbesondere für konkrete Projekte dienen.

Bestandsaufnahme
  • Gegenstand: Analyse des „Ist-Zustands“
  • Betrachtung u.a.:
    1. Siedlungs- und Versorgungsstruktur
    2. Energiebedarf nach Verbrauchsgruppen
    3. Wärmebedarfsdichte, Wärmelast, Energieverbrauch
    4. Wertschöpfungskette
    5. Technische, wirtschaftliche, regulatorische Rahmenbedingungen

 

Potenzialanalyse
  • Gegenstand: Ermittlung der örtlichen Energiepotenziale
  • Betrachtung u.a.:
    1. Einsparpotentiale im Gebäudebereich, Festlegung des Effizienzhaus-Standards
    2. Ab- und Umgebungswärme, regenerative Energieträger, Biomasse
    3. Geschäftsmodellideen
    4. Energiekataster und -atlanten

 

Bedarfsprognose
  • Gegenstand: räumlich differenzierte Energiebedarfsprognosen
  • Betrachtung u.a.:
    1. Optimierung gebäudetechnischer Parameter zur Reduzierung des Energiebedarfs (solare Optimierung, Heizung ggfs. Kälte)
    2. Ermittlung des Energiebedarfs und der max. Leistungen auf Grundlage technischer Normen
    3. Geschäftsmodellbedarf bzw. Risikoanalyse der bestehenden Geschäftsmodelle
    4. Sektorkopplung, Flexibilität, Netzdienlichkeit

 

Konzeptentwicklung
  • Gegenstand: Entwicklung von Konzeptvarianten
  • Betrachtung u.a.:
    1. Vorranggebiete für leitungsgebundene Versorgung
    2. dezentrale Wärmeversorgungskonzepte auf Basis von e.E. und KWK
    3. dezentrale Einzellösungen (Erdgas-BW+ST), Lösungen mit e.E.
    4. Fördermittel
    5. Beschreibung der Technik, Jahresdauerlinie, Investitions- und Jahresvollkostenrechnung, Emissionen an klassischen Luftschadstoffen und Treibhausgasen, tabellarische und grafische Darstellung der Versorgungsvarianten, ggfs. Sensitivitätsanalyse
    6. Geschäftsmodellentwicklung für verschiedene Rahmenbedingungen
    7. Zentrale und dezentrale Energiemanagement Lösung (operativ)
Bewertung und Konzeptauswahl
  • Gegenstand: Bewertung der Konzeptvarianten anhand der Ergebnisse vorgelagerter Ebenen und Auswahl eines Konzepts
  • Betrachtung u.a.:
    1. Entscheidungskriterien für zentrale bzw. dezentrale Varianten
    2. Diskussion/ Bewertung der Ergebnisse nach Umwelt- und Wirtschaftlichkeitsaspekten (Bewertung der Geschäftsmodelle und CO2-Einsparungen)
    3. Empfehlung der optimalen Variante
Umsetzungsstrategien
  • Gegenstand:  Aufsetzung einer Strategie zur Umsetzung der ausgewählten Konzeptvariante
  • Betrachtung u.a.:
    1. Aufsiedlungszeit
    2. Umsetzung Geschäftsmodelle
    3. Entwicklung Umsetzungsstrategie für weiteres Vorgehen


Energieatlanten/ Energiekataster, Studien und Werkzeuge (Steckbrief)

 

Ein Beitrag vom Fraunhofer IEE.

Für einzelne Ebenen der Energiekonzepterstellung können Atlanten bzw. Kataster eingesetzt und bestehende e.E. Anlagen und Potenziale abgebildet werden. Zudem sind Studien wichtige Instrumente zur Ermittlung von Potenzialen und der Machbarkeit von Projekten. Für die Berechnung von Bedarfen zur Entwicklung von Konzeptvarianten können Werkzeuge wie Software-Tools genutzt werden.

 

Wärmekataster

 

  • Gegenstand: Daten über den Bestand und die Potenziale der Wärmeversorgung bspw. zu:
    1. Wärmequellenstandorte
    2. Wärmebedarf
    3. Warmes Grubenwasser
    4. Geo- und Solarthermie
    5. Gruben-, Deponie- und Klärgas
    6. Biomasse
    7. Müllverbrennung
    8. (Industrielle) Abwärme
    9. Planungskarten bspw. zu Globalstrahlung und Sonnenscheindauer

 

Stromkataster

 

  • Gegenstand: Daten über den Bestand und die Potenziale der Stromversorgung bspw. zu:
    1. Windenergie
    2. Photovoltaik
    3. Biomasse
    4. Gruben-, Deponie- und Klärgas
    5. Wasserkraft
    6. Elektro-Tankstellen
    7. Planungskarten bspw. Wind, Solar, Biomasse

 

Studien

 

  • Gegenstand: Analyse von Potenzialen und der Machbarkeit von Projekten
  • Potenzialstudie: Ergebnis ist ein konkreter Fahrplan für Umsetzungsempfehlungen von investiven und strategischen Maßnahmen
  • Machbarkeitsstudie: bilden die Grundlage dafür, ob und wie Projekte durchgeführt werden

 

Werkzeuge

 

  • Gegenstand: Berechnung und Abschätzung von Bedarfen zur Entwicklung von Konzepten
  • Planungsrechner: liefert eine Entscheidungsgrundlage für die strategische Ausrichtung zukünftiger Energieversorgung
  • Szenarienrechner: vergleicht verschiedene Szenarien zum Ausbau von Erneuerbaren Energien
  • Energiemixplanung: analysiert Bedarfe und Möglichkeiten zur Entscheidung über die geeignete Form der Energieversorgung bspw. für kleinere Gemeinden, auch hinsichtlich der Fördermittel
  • Quartiertools können den Bedarf, teilweise auch anhand oberflächlicher Daten berechnen bzw. abschätzen


Personalplanung und -organisation (Steckbrief)

 

Ein Beitrag von Fraunhofer IEE.

Ein entscheidendes Instrument für die Umsetzung der kommunalen Wärmewende ist die Planung und Organisation von Personal. Das gilt sowohl für den internen, als auch für den externen Einsatz von Fachpersonal. Teilweise wird der Einsatz dieser Ressourcen in Förderprogrammen als Fördergegenstand berücksichtigt oder es wurde ein eigenes Förderprogramm für zu diesem Zweck geschaffen, sodass eine Finanzierung gewährleistet werden kann.

 

Aufbau interner Kompetenzen für die Wärmewende

 

  • Gegenstand: Kompetenzaufbau für die Wärmewende innerhalb der Kommune
  • Aufbau: Schulungen, Workshops, Stellenausschreibung für Fachpersonal

 

Einsatz von Fachpersonal für Planung und Umsetzung der Wärmewende

 

  • Gegenstand: Umsetzung der kommunalen Wärmewende durch den Einsatz von Fachpersonal
  • Einsatz: Koordinierung und Einsatz von internem und externem Fachpersonal
  • Zeitplanung: Einbindung von internem und externem Fachpersonal in die und umgehende Information über relevante Verzögerungen in der Zeitplanung
  • Zuständigkeit: Definition der Zuständigkeit für Arbeitsbereiche und Projekte der kommunalen Wärmewende
  • Vertretung: Einrichtung von Vertretungsregelungen für relevante Arbeitsbereiche

 

Schnittstelle zwischen allen Akteuren

 

  • Gegenstand: Schnittstelle als Grundlage für den Austausch und die Koordination zwischen allen Akteuren
  • Schnittstelle: einzelne Abstimmung zwischen den Akteuren, gemeinsames Konsortium, neutrale Moderation


Strategie (Steckbrief)

 

Ein Beitrag von Fraunhofer IEE.

Für die Umsetzung der kommunalen Wärmewende ist eine klare strategische Ausrichtung erforderlich. Dafür bedarf es einer Zielsetzung, die sich mindestens an denen der Bundesregierung orientiert. Kommunen sind frei in der Gestaltung optimistischer Ziele. Hemmnisse sollten dabei beachtet sowie Lösungen und Alternativszenarien entwickelt werden.

Zielsetzung

 

  • Gegenstand: Orientierung für die strategische Ausrichtung der kommunalen Wärmewende und für Projekte
  • Zielsetzung: Vorgaben für die Erreichung eines Ziels, bspw. die Sanierung von Bestandsgebäuden nach gesetzlichen Vorschriften und die Stromerzeugung durch erneuerbarer Energien über dem Verbrauch der Kommune, ggfs. im Zusammenhang mit Umweltschutzmaßnahmen

 

Hemmnisse

 

  • Gegenstand: Identifikation von Hemmnissen
  • Hemmnisse: bei der Umsetzung der Ziele können verschiedene Hemmnisse auftreten, bspw. durch mangelnde Finanzierungsmöglichkeiten oder Bürgerproteste

 

Lösungen oder alternative Optionen

 

  • Gegenstand: Entwicklung von Lösungen oder Alternativszenarien
  • Lösungen: Entwicklung von Lösungen für überwindbare Hemmnisse
  • Alternativszenarien: Entwicklung von Alternativszenarien für unüberwindbare Hemmnisse