Nur in Gebäuden mit geringem Energieverbrauch können die mengenmäßig begrenzt zur Verfügung stehenden strombasierten, grünen flüssigen oder gasförmigen Brennstoffe den Bedarf decken.
Solarthermie, wie hier als Quelle für ein Wärmenetz, ist zumindest in dicht besiedelten Regionen für die Wärmewende eine Alternative zu Lösungen mit Überschussstrom.
Frank Urbansky
Soll der Gebäudebestand im Jahr 2050 nahezu klimaneutral beheizt werden, geht dies nicht ohne mehr Energieeffizienz. Doch diese ist schwer umzusetzen und zu erreichen. "Entsprechende Sanierungsmaßnahmen wie Dämmplatten, Solarthermie oder Wärmepumpen versprechen Einsparpotenzial, erfordern aber oftmals erhebliche Investitionsleistungen. Trotz der vorhandenen technischen Möglichkeiten zur Steigerung der Wärmeeffizienz ist unklar, wie ihre Umsetzung koordiniert und so ein größtmöglicher bundesweiter Einspareffekt erzielt werden kann", beschreibt dieses Dilemma Springer-Autorin Ulrike Fettke auf Seite 85 ihres Buchkapitels Governance und Innovativität kommunaler Wärmeliefer-Contracting Projekte.
Um dieses Langfristziel zu erreichen, muss schon in den nächsten zwölf Jahren, also bis 2030, der Energiebedarf um 25 Prozent sinken, so die Wissenschaftler des Thinktanks Agora Energiewende. Er wird dann zu 40 Prozent aus Gas, zu 25 Prozent durch Wärmepumpen und zu 20 Prozent aus Wärmenetzen gedeckt – vor allem mittels Kraft-Wärme-Kopplung. Heizöl spielt hingegen keine Rolle mehr.
Überschussstrom reicht nicht für Wärmepumpen
Im Fokus dieser Zukunft stehen Wärmepumpen, die energetisch betrachtet sehr effizient arbeiten. Doch sie haben ein Problem: Im Winterhalbjahr, so Agora, wäre trotz einer extrem überdurchschnittlichen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nur an einem Viertel aller Tage eine vollständige Wärmeversorgung aus Überschussstrom möglich.
Generell seien nur 62 Prozent des Überschussstroms nutzbar – und dies auch nur in ländlichen Gebieten. In dichter besiedelten Regionen sei hingegen die Residuallast gleich Null. Deswegen wäre dort ein Heizen mit Überschussstrom generell nicht möglich. Dieser Zeitraum müsste entweder mit grünem Erdgas oder entsprechenden flüssigen Brennstoffen abgedeckt werden.
Hinzu kommt noch ein Netzproblem, das von jetzt verbauten Wärmepumpen ausgeht. Denn diese Wärmepumpen, die bis 2030 als ineffizienter gelten werden, führten zu einem Anstieg der Höchstlast und zu seinem höheren Stromverbrauch sowie Ausbaubedarf der erneuerbaren Energien.
Nicht genug grünes Gas und Öl
Grünes Erdgas, entweder aus Biogasanlagen oder per Power to Gas mittels Elektrolyse erzeugt, steht nicht ausreichend zur Verfügung. Für flüssige grüne Brennstoffe gilt: Hier gibt es ebenfalls biologisch und elektrisch basierte Herstellungsverfahren. Doch wird deren Nutzung aufgrund der hohen Energiedichte in der Mobilität erwartet, auch wenn die dafür weiterhin verwendbare Brennwerttechnik auf Wirkungsgrade von bis zu 96 Prozent verweisen kann.
Zum Vergleich: Alle weltweit verfügbaren Kapazitäten für hydriertes Pflanzenöl, das etwa Heizöl komplett ersetzen könnte, betragen rund 2,6 Millionen Tonnen. Der Heizölverbrauch in Deutschland liegt jährlich bei 15 Millionen Tonnen und mehr – abhängig vom Wetter. Selbst nach dem geplanten Ausbau der vorhandenen Kapazitäten auf knapp vier Millionen Tonnen kann also eine vollständige Versorgung mittels solcher Treibstoffe nicht gewährleistet werden.
Deswegen ist es unvermeidlich, die Gebäude effizienter zu machen und damit den Wärmeverbrauch deutlich zu drosseln. Wird das nicht erreicht, kann auch der Ausbau der Versorgung mittels Wärmepumpen nicht erfolgen. Denn sie wären bei zu hohen Wärmebedarfen zu ineffizient. Andere Technologien, die in Frage kommen könnten, wie großflächige Solarthermie, Tiefengeothermie oder Großwärmepumpen, sind entweder nur regional anwendbar oder mit großen Risiken behaftet. Lediglich die Fernwärmeversorgung kann weiter zu Effizienz beitragen – aber eben nur in Ballungsgebieten mit hoher Anschlussdichte.
"Auch langfristig reicht das theoretische Potenzial der Erneuerbaren nicht aus, um den Bedarf in heutiger Größenordnung zu decken. Das heißt, dass zunächst die Energieeffizienz erheblich gesteigert werden muss. Um den verbleibenden Rest abzudecken, erfordert es deshalb einen ausgewogenen Mix aller verfügbaren Ressourcen. Das reicht vom effizienten Einsatz fossiler Energie über die Nutzung von Solarenergie, Wind, Erdwärme bis hin zur Energieerzeugung aus Biomasse", beschreibt diese Gemengelage Springer Vieweg-Autor Jörg Schmidt auf Seite 52 seines Buchkapitels Kraft-Wärme-Kopplung – Chancen und Perspektiven.