Kommunale Wärmeplanung – Neue Ideen zur Dekarbonisierung für Städte und Gemeinden

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Kommunale Wärmeplanung – Neue Ideen zur Dekarbonisierung für Städte und Gemeinden

Die Dekarbonisierung der Welt wird auf globaler Ebene verhandelt und beschlossen. Doch umgesetzt wird die Energiewende dort, wo Menschen arbeiten und zusammenleben: in den regionalen Räumen. Auf dem langen Weg zur Klimaneutralität wird entscheidend sein, dass Städte und Gemeinden das alltägliche Leben der Bürger emissionsfrei gestalten können. Ein Beitrag von carbonauten GmbH

Die Kommunen und Energieversorger können zwei Hebel ansetzen. Erstens: den Ausbau von erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung forcieren. Der zweite große Hebel ist die Wärmewende. Wärmeversorgungssysteme müssen ersetzt oder für alternative, CO2-neutrale Wärmequellen umgerüstet werden. Für das Erreichen der Klimaschutzziele des Bundes und der Länder sind die Entwicklungen in den Kommunen daher zentral.

Kommunale Wärmepläne bis Ende 2023

Im Oktober 2020 hat Baden-Württemberg mit dem Instrument der Kommunalen Wärmeplanung im neuen Klimaschutzgesetzt die Weichen für diesen Transformationsprozess gestellt. Alle großen und kreisfreien Städte müssen, so die Vorgabe, bis Ende 2023 einen kommunalen Wärmeplan vorlegen, der beschreibt, wie sie das Ziel eines klimaneutralen Gebäudebestandes bis 2050 erreichen wollen.  Auch kleinere Kommunen haben die Möglichkeit, freiwillig einen Wärmeplan zu erstellen und können dafür Förderung erhalten. Der vierstufige Prozess sieht unter anderem die Erhebung von aktuellen Daten, etwa über Wärmebedarf oder Treibhausgas-Emissionen, und das Anzeigen von bestehenden Infrastrukturen vor. Ein wesentlicher Schritt ist aber die Potenzialanalyse, die Möglichkeiten zur Reduktion bzw. Transformierung der kommunalen Versorgung mit Raumwärme, Warmwasser und Prozesswärme ermittelt. Die Analyse schließt auch weite Bereiche der Kommunalwirtschaft wie Energieerzeugung, Müll- und Reststoffverwertung mit ein.

Wärme aus Bioraffinerien

So groß die Herausforderungen bei der Wärmewende für einzelne Sektoren sein werden, so vielfältig sind allerdings auch die Potentiale. Dabei ist es für Kommunen besonders vorteilhaft, Verbündete zu gewinnen, die multidimensionale, also sektorenübergreifende Lösungen bieten. Ein Unternehmen, das ihren Partnern ein solches Angebot macht, ist die carbonauten GmbH aus Giengen an der Brenz in Baden-Württemberg. Die „Minus CO2-Fabrik“ wie sie sich selbst betiteln, entwickelt und betreibt moderne, modular erweiterbare Bioraffinerien, die aus Reststoffen sogenannte Biokohlenstoffe herstellen. Zur Karbonisierung der Biomassereste wird die darin enthaltene Energie genutzt. Da für das Verfahren selbst nur ein geringer Teil davon benötigt wird, bleibt ein signifikanter Wärmeüberschuss, der als Prozess- oder Fernwärme ausgekoppelt werden kann. Die kleinste Anlage erzeugt so während der Karbonisierung mindestens 24-30 GWh/a thermische, grundlastfähige Energie, die sich unkompliziert abnehmen lässt.

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Schon bald werden Bioraffinerien Städten mit grundlastfähiger, kostengünstiger erneuerbarer Energie dabei helfen, ihre CO2-Bilanz zu senken (Rendering der carbonauten GmbH) © carbonauten GmbH

Lokale Kreislaufwirtschaften aufbauen

Das System der carbonauten, die vor fünf Jahren als Startup begannen, baut eine lokale Kreislaufwirtschaft zwischen verschiedenen Sektoren der Kommunalversorgung auf. Örtliche Biomassereste wie Grünschnitt oder Altholz, aber auch schwer zu verwertende Problemstoffe wie Schadholz oder Siebüberläufe werden karbonisiert. Die überschüssige Wärme wiederum lässt sich in regionale Fernwärmenetze einspeisen oder direkt der ansässigen Industrie zur Verfügung stellen. Mit bis zu 850°C ist die Wärme auch für Branchen geeignet, die auf ein hohes Temperaturniveau angewiesen sind. Die Produkte der Karbonisierung, Biokohlenstoffe und Destillate, veredeln die carbonauten weiter, etwa zu biologisch abbaubaren Kunststoffen oder mineralölfreien Düngemitteln. Biokohlenstoffe aus minderwertigen Biomasseresten können alternativ auch als klimaneutraler und kostengünstiger Brennstoff für die Industrie eingesetzt werden. „Uns lag ein Konzept am Herzen, das die Wirtschaft wirklich in einen Kreislauf bringt“, sagt Torsten Becker, einer der Gründer der carbonauten.

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Die Gründer der carbonauten GmbH: Christoph Hiemer (l.) und Torsten Becker (r.) © carbonauten GmbH

Trend zu Negativ-Emission Technologien

Das Mercator Institut hat das enorme Potenzial des Verfahrens festgestellt und es als eine von sechs Negative-Emission Technologien anerkannt. Die Bioraffinerien unterstützen Kommunen daher aktiv bei der Senke ihrer CO2-Bilanz. Eine Standardanlage bindet durch die Karbonisierung pro Jahr bis zu 18.000t CO2 in Form von Biokohlenstoff. Das ist vergleichbar mit den jährlichen CO2-Emissionen von 3.600 Einfamilienhäusern, die erdölbasiert heizen. Weil die Anlagen modular erweiterbar sind, lassen sie sich auch für größerer Bedarfe skalieren.

Vielseitig einsetzbare Wärme

Neben der grundlastfähigen Wärmeerzeugung und dem Beitrag zur CO2-Reduktion, bietet das System der carbonauten noch weitere Möglichkeiten:

  • Wahlweise Erzeugung von grundlastfähigem, günstigem erneuerbarem Strom durch den Betrieb von konventionellen ORC-/Gas- oder Dampfturbinen.
  • Herstellung von wertvollem, grünem Wasserstoff zu niedrigen Preisen aus überschüssiger Wärme.
  • Zugriff auf CO2-Zertifikate.
  • Kommunen müssen nur bei der Standortsuche unterstützen, die Investitionskosten für die Anlagen übernimmt das Unternehmen.

Wachstum und Klimaneutralität Hand in Hand

Der Mechanismus der kommunalen Wärmeplanung sieht vor, dass die in der lokalen Wärmewendestrategie formulierten Entwicklungspotenziale bereits früh konkretisiert werden. Die Strategie führt Bedarf und Potenziale von Städten zielgerichtet zusammen und zeigt als eine Art Roadmap den künftigen Weg zur Klimaneutralität auf. Mindestens fünf Maßnahmen müssen in den ersten fünf Jahren begonnen werden. Mit seinem dezentralen Konzept, den kompakten und modular erweiterbaren Anlagen hilft die carbonauten GmbH ihren Partnern dabei, die Dekarbonisierung bereits bestehender oder geplanter Nah- und Fernwärmenetze umzusetzen. Dabei löst ihr System der Kreislaufwirtschaft eine Reihe von klimapositiven und sektorenübergreifenden Folgeeffekten in der Kommunalversorgung aus. Im Ergebnis erreichen Städte und Gemeinden so ihre Klimaziele einfach, schnell und vor allem kostengünstig, ohne auf Wachstum zu verzichten. Becker geht es dabei um die Zukunft: „Die regionalen Partnerschaften sind der Schlüssel für eine existenzielle Herausforderung: wir müssen in kleinen Schritten große Wirkung erzielen, auf dem langen Weg zur globalen Klimaneutralität.“

Michael Sernatinger von Carbonauten GmbH:

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Teaser Mediathek © carbonauten GmbH

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