28.08.2024

Forschungsverbund entwickelt ganzheitliche, innovative Wärmenetzkonzepte

Industrielle Abwärme: Wichtige Wärmequelle für den Aus- oder Neubau von Wärmenetzen

Um die Klimaschutzziele zu erreichen, müssen die Treibhausgasemissionen der Wärmeversorgung des Gebäudebestandes gegen Null gebracht werden. Möglich wird dies zum einen durch eine deutliche Reduktion des absoluten Energieverbrauchs, vor allem durch einen verbesserten baulichen Wärmeschutz. Zum anderen durch die fortlaufende Erschließung erneuerbarer Energien und Abwärme für die Wärmeversorgung. In diesem Kontext haben Wärmenetzsysteme eine wesentliche systemische Funktion, denn sie verbinden treibhausgasarme Wärmequellen und Wärmeabnehmer räumlich miteinander.

Aufbauend auf Erkenntnissen des NENIA-Projektes, das die netzgebundene Nutzung industrieller Abwärme für die Wärmeversorgung von Gebäuden untersucht hat, hat ein vom ifeu koordinierter Forschungsverbund im ENA-Vorhaben („Energieleitplanung zur netzgebundenen Abwärmenutzung“) ganzheitliche, innovative Wärmenetzkonzepte zur Erschließung industrieller Abwärme für zwei Modellquartiere in Krefeld und Osnabrück entwickelt. Der Forschungsverbund setzt sich zusammen aus ifeu, GEF Ingenieur AG, indevo GmbH sowie Praxispartnern aus Industrie, Energieversorgung und Kommunalverwaltung in den Modellquartieren.

Im ENA-Vorhaben wurden u.a. eine umfassende Analyse von Prozessdaten der Industrieunternehmen durchgeführt und mittel- und langfristige Entwicklungsperspektiven der Abwärmequellen eruiert (z.B. geplante Produktionsumstellungen oder Effizienzmaßnahmen). In der energieintensiven Industrie liegen hier nach Einschätzung der Praxispartner und von Energieauditoren vielfach auch zeitlich hochauflösende Daten für Input-Output-Analysen, zumindest für höher temperierte bzw. immissionsschutzrechtlich relevante Wärmeströme, vor. 

In Kooperation mit Kommunen, Energieversorgungsunternehmen und institutionellen Gebäudeeigentümern wurden zahlreiche Datensätze zum Gebäudestand, zu bestehenden Infrastrukturen und zum Wärmeverbrauch in einer GIS-Plattforma aufbereitet, analysiert und detaillierte Wärmenetzkonzepte entwickelt und bewertet. Parallel wurden die Anforderungen von Industrieunternehmen, Energieversorgungsunternehmen und Kommunen an den Prozess der Projektentwicklung netzgebundener Abwärmenutzung untersucht.

Die Ergebnisse zeigen, dass industrielle Abwärme eine wichtige Wärmequelle für den Aus- oder Neubau von Wärmenetzen sein kann. Gleichzeitig zeigten sich aber auch Herausforderungen für die Umsetzbarkeit neuer Wärmenetzprojekte in der Breite. Hierzu zählen zum Beispiel die sehr begrenzten verfügbaren Kapazitäten und die nachrangige Priorisierung von Projekten zu außerbetrieblichen Abwärmenutzung innerhalb der Industrieunternehmen. Hier besteht Bedarf an systematischer, externer Beratung für eine fundierte Bewertung von Abwärmepotenzialen, die durch die Anforderungen der EU-Energieeffizienzrichtlinie bzw. durch das Energiedienstleistungsgesetz und das Energieeffizienzgesetz gestärkt werden aber personell untermauert werden müssen. Wichtig für eine erfolgreiche Projektumsetzung ist hier, dass die langfristige Perspektive von Abwärmequellen fundiert bewertet werden kann.

Energieversorgungsunternehmen, die ihre Rolle darin sehen, Wärmenetzprojekte zu entwickeln und technisch-wirtschaftlich zu bewerten, sehen sich ebenfalls begrenzten personellen und finanziellen Ressourcen im Vergleich zur Aufgabe einer großflächigen Transformation der Wärmeversorgung gegenübergestellt. Es braucht externe Finanzmittel und ggf. Umlageverfahren um die Umsetzbarkeit neuer Wärmenetzprojekte in der Breite bewältigen zu können. Gleichzeitig müssen Effizienzpotenziale im Bereich Datenaufbereitung, Datenhaltung und digitaler Planungshilfsmittel für Wärmesenkenanalysen genutzt werden. 

Der ENA-Forschungsverbund hat dafür ein Software-Tool zur automatischen Erstellung stundenscharfer Lastprofile des Wärmebedarfs entwickelt. Dieses steht in Form eines Plugins für die kostenfreie Open-Source-Software Quantum GIS für fachspezifische Interessent*innen (z.B. Planungsbüros, Energieversorgungsunternehmen oder Kommunen) zur Verfügung. 

Weiterführende Informationen über das Projekt und die Projektergebnisse finden sich auf unserer Projektseite EnEFF-Wärme ENA.