Empfehlungen für die kommunale Wärmeplanung
Der richtige Werkzeugkasten für Kommunen & Energieversorger
Praxisorientierte Handlungsempfehlungen für eine maßgeschneiderte Kommunale Wärmeplanung
Die kommunale Wärmeplanung ist
Digitaler Zwilling – ein entscheidender Faktor für eine qualitative KWP
Die Leitfäden von Stellen wie dem Kompetenzzentrum Kommunale Wärmewende (KWW) geben vor, wie die KWP umgesetzt werden soll. Entscheidend für die Qualität der kommunalen Wärmeplanung ist die methodische Herangehensweise der Planer. Die Digitalisierung spielt dabei eine zentrale Rolle, insbesondere der Einsatz "Digitaler Zwillinge". Diese digitalen Abbilder der Kommune bieten erheblichen Mehrwert in Planung und Umsetzung von Projekten. Der Begriff "Digitaler Zwilling" ist jedoch nicht klar definiert. Oft werden einfache GIS-basierte Darstellungen als solche bezeichnet. Der wahre Nutzen der digitalisierten Wärmeplanung zeigt sich erst, wenn softwaregestützte Erkenntnisse aus den Daten gewonnen werden.
Ein leistungsfähiger Digitaler Zwilling kann automatisiert Berechnungen und Simulationen unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen durchführen. So wird das Wissen aus Praxiserfahrung in die Planung integriert. Die Automatisierung ermöglicht eine individuelle Betrachtung jeder Kommune und die Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen. In der Praxis zeigt sich, dass Digitale Zwillinge besonders bei der Umsetzung und dem Monitoring von Projekten effektiv sind. Sie helfen, Fortschritte zu überprüfen und Anpassungen vorzunehmen, was die Qualität und Effizienz in der kommunalen Wärmeplanung steigert. Zudem erleichtern sie den Übergang von der Wärmeplanung zur Fachplanung von Wärmenetzprojekten, wodurch doppelte Datenerhebungen vermieden werden können. Idealerweise begleitet der Digitale Zwilling das Projekt bis zum Betrieb der Wärmenetze.
KWP, ländlicher Raum, geringe Wärmedichte und die Umsetzung eines Wärmenetzes, wie passt das zusammen?
Zur Einordnung der Versorgungsvarianten wird häufig die Wärmedichte in MWh/(haa) verwendet, da sie den Wärmebedarf technologieoffen ermittelt. Ein niedriger Wert deutet auf ein Einzelversorgungsgebiet hin. Es bleibt jedoch unklar, wo der Grenzwert liegt, da Leitfäden Spielraum für Interpretationen lassen, was die Ergebnisse beeinflussen kann. Die Wärmedichte ist nicht allein entscheidend; dies zeigt ein Beispiel: Bei einem möglichen Wärmenetzgebiet gab es 100 Anschlussnehmer mit einem Wärmebedarf von ca. 2,2 GWh auf einer Fläche von 29 ha und einer Netztrasse von 5,1 km. Dies ergibt eine Wärmedichte von ca. 75 MWh/(haa). Nach gängigen Kriterien wäre das Gebiet als Einzelversorgungsgebiet eingestuft worden. Dennoch wurde das Wärmenetz gebaut und versorgt nun Haushalte mit regenerativer Wärme zu attraktiven Konditionen (Vollkosten ca. 17 ct/kWh).
Wie war das möglich?
Durch einen ganzheitlichen Ansatz zur Kostensenkung und Betriebsoptimierung. Der Technikkatalog hat eine Schwäche: Die Kennzahlen basieren hauptsächlich auf urbanen Projekten mit hohen Tiefbaukosten und klassischen KMR-Leitungen, unter der Annahme, dass ein Energieversorger die Projekte eigenständig umsetzt. Praktische Erfahrungen zeigen, dass kleine Wärmenetze kostengünstiger realisierbar sind, was die Anzahl der ausgewiesenen Wärmenetzgebiete in der kommunalen Wärmeplanung beeinflusst. Besonders beim Kosten-Kennwert für Rohrleitungs- und Tiefbau sowie bei der Wahl der Betreiberform ist dies relevant. Im Projekt wurde eine Genossenschaft gegründet und unkonventionelle Komponenten eingesetzt, wodurch der Rohr- und Tiefbau für unter 400 €/m realisiert werden konnte – deutlich günstiger als in den gängigen Katalogen angegeben.
Die Tiefbaukosten hängen von örtlichen Gegebenheiten wie Oberflächenbeschaffenheit, Verlegeart und Bodenqualität ab. Bei kleineren Nahwärmeinseln bieten flexible PMR-Systeme (Kunststoff) im Vergleich zu großen Fernwärmenetzen mit KMR-Rohren erhebliche Kostenvorteile. Die technische Entwicklung hat den Einsatz von Kunststoffrohren verbessert, sodass aramidfaserverstärkte Systeme mit höherer Druck- und Temperaturbeständigkeit sowie längerer Lebensdauer kostengünstiger verlegt werden können. Im Netzbetrieb sind die laufenden Kosten entscheidend, insbesondere bei geringen Wärmebelegungsdichten. Der Einsatz dezentraler Pufferspeichersysteme steigert die Energieeffizienz, da Lastspitzen gekappt werden und der Volumenstrom sinkt. Dadurch können Hausanschlussleitungen und Hauptleitungen kleiner dimensioniert werden, was in Kombination mit smarter Steuerung zu geringeren Pumpenergiekosten und Wärmeverlusten führt. Dies ermöglicht auch eine wirtschaftliche Betriebsführung von Wärmenetzen mit niedrigen Wärmebelegungsdichten für Energieversorgungsunternehmen.
Es geht darum, unter welchen Bedingungen Wärmenetze auch bei geringerer Wärmebedarfsdichte wirtschaftlich umgesetzt werden können. In urbanen Gebieten ist eine höhere Wärmedichte erforderlich, um die höheren Kosten für Rohr- und Tiefbau zu kompensieren.
Genossenschaft oder EVU: Gemeinsam denken, gemeinsam umsetzen
Neben den „harten“ Faktoren sind auch die „weichen“ entscheidend für die Umsetzung von Wärmeversorgungsprojekten. Viele Projekte scheitern, weil es vor Ort an Kümmerern und Akteuren fehlt. Während regionale Stadtwerke hauptsächlich in urbanen Gebieten aktiv sind, bieten ländliche Strukturen eher Chancen für bürgergetragene Wärmegenossenschaften. In städtischen Randgebieten schließen sich Bürger zusammen, um genossenschaftliche Lösungen zu entwickeln, haben jedoch oft Schwierigkeiten bei der ganzheitlichen Planung und Umsetzung. Kooperationen zwischen Bürgerinitiativen und örtlichen Energieversorgern könnten neue Geschäftsmodelle schaffen und eine Win-win-Situation ermöglichen.
Fazit
Die kWP ist eine große Chance für Deutschland, die Weichen in Richtung CO2-neutraler Wärmeversorgung zu stellen. Dafür ist es aber zwingend notwendig, dass in der kWP alle örtlichen Gegebenheiten einbezogen werden und nicht alles an mehr oder weniger passenden Kennzahlen festgemacht wird. Die Wärmedichte ist für die Einteilung der Gebiete in der kWP ein wichtiger Anhaltspunkt. Allein für sich ist die Wärmedichte jedoch kein hinreichendes Kriterium für die Ausweisung bzw. auch Nichtausweisung von Wärmenetzgebieten. Es wird immer wieder Quartiere mit einer Wärmedichte von 400 MWh/(ha*a) und mehr geben, wo sich kein Wärmenetz umsetzen lässt, und andersherum wird es Gebiete unter 100 MWh/(ha*a) geben, wo neue Wärmenetze entstehen. Neben der Wärmedichte und den konkreten Kostenansätzen sind für die Betrachtung potenzieller Wärmenetzgebiete auch andere Parameter wie das tatsächliche Anschlussinteresse oder lokale Abwärmepotenziale einzubeziehen und die Betreiberform zu berücksichtigen. An alle kWP-Planer: Bindet speziell bei
der Akteursbeteiligung in ländlichen Regionen die Bürger frühzeitig mit ein, da diese selbst Teil der Lösung sein können.