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DeCarbonisierung der Wärmeversorgung am Geothermie-Modellstandort Schwerin, Teilvorhaben: Entwicklung des 3D-Reservoirmodells und Maximierung der Dublettenleistung

Die Mitteltiefe Geothermie hat durch die Erschließung eines hochproduktiven Sandsteinreservoirs in der Landeshauptstadt Schwerin, das ab 2023 mit ca. 7 MWth Heiznennleistung (= 5,7 MWth geothermische Leistung) etwa 10 % des Fernwärmebedarfs abdecken wird, einen entscheidenden Impuls erfahren. Diesen Impuls will der Verbundpartner EVSE nutzen und die Leistung geothermischer Wärme in der Fernwärmeversorgung auf 67 MWth im Jahr 2035 steigern und dadurch mindestens 65 % des Fernwärmebedarfs bereitstellen. Das Verbundvorhaben DeCarbSN schafft die wissenschaftliche Basis (Know-how), dieses langfristige Ausbauziel durch folgende Schwerpunkte zu erreichen. Im Rahmen der Umsetzung der Gesamtziele von DeCarbSN verfolgt der Verbundpartner GAUG im Teilvorhaben A folgende spezifische Ziele: (1) Entwicklung eines 3D-Reservoirmodells (digital twin) im Arbeitspaket 1. (2) Maximierung der Förderleistung hydrothermaler Dubletten auf bis zu 500 m³/h in den Arbeitspaketen 2 und 3. (3) Datenbereitstellung für die Entwicklung eines nachhaltigen Erschließungs- und Bewirtschaftungskonzeptes im Arbeitspaket 4. (4) Koordination von Öffentlichkeitsarbeit und Wissenstransfer im Arbeitspaket 5. Mit dem Teilvorhaben A übernimmt der Verbundpartner GAUG zudem die Federführung des Verbundvorhabens und leistet wichtige Beiträge für die Synthese in DeCarbSN. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Übertragung des am Geothermie-Modellstandort Schwerin entwickelte Know-hows auf weitere Standorte in Norddeutschland mit vergleichbarer Netzinfrastruktur. Dadurch bietet sich geschätztes Potenzial für den Zubau von 400-800 MWth geothermischer Leistung bis 2035.

Energiekonzept fuer das Versorgungsgebiet der Stadtwerke Geesthacht

Diese Untersuchung beschaeftigt sich mit den zukuenftigen Aufgaben eines Fernheizkraftwerkes am Barmbeker-Ring in Geesthacht. An eine Ist-Analyse fuer das Fernheizkraftwerk, das Fernwaermenetz und die angeschlossenen Gebaeude werden moegliche neue Gebiets- und Versorgungsvarianten gegeneinander abgewogen. So wird der Anschluss weiterer 265 Wohneinheiten an das bereits 717 Wohneinheiten versorgende FW-Netz empfohlen und von einer Abtrennung der Einfamilienhaeuser (hohe Netzverluste) aus wirtschaftlichen Gruenden abgeraten. Empfohlen wird die Installation eines BHKW und Massnahmen fuer Energieeinsparungen, vor allem Waermedaemmung.

Simulation des Regelverhaltens von Fernwaermenetzen 'SR'

Das Forschungsvorhaben ist Teil eines Verbundprojektes mit dem Titel 'Bessere Ausnutzung von Fernwaermeanlagen', das vom BMBF und sieben deutschen Fernwaermebetreibern finanziert wird. Ziel des Verbundprojektes ist es, Methoden und Software zu entwickeln, um den laufenden Betrieb einer Fernwaermeanlage so zu steuern, dass die wirtschaftlich guenstigste Loesung hinsichtlich Waermeerzeugung und Verteilung erreicht wird. Die fuer die Betriebsoptimierung erforderlichen Regeleingriffe der Steuertechnik und Leittechnik fuehren zu hydraulisch und thermisch instationaeren Zustaenden in der Anlage. Beispiele fuer optimierte Fahrvorschlaege sind: - gleitende Netzfahrzweisen, - Lastumlagerung zwischen Erzeugeranlagen, Nutzung industrieller Abwaerme, - Netzspeicherung, Netztrennung. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das instationaere Regelverhalten von Fernwaermenetzen zu analysieren. Das Regelverhalten eines Fernwaermenetzes ist die Reaktion des Netzes und seiner regelbaren Komponenten auf planmaessige Betriebsaenderungen und Stoerfaelle. Die hierfuer erforderliche Modelltechnik, einschliesslich der numerischen Methoden, wird im Rahmen des Projektes weiterentwickelt und in Software umgesetzt.

Energieverbrauch privater Haushalte

<p>Die privaten Haushalte benötigten im Jahr 2024 etwa gleich viel Energie wie im Jahr 1990 und damit gut ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland. Sie verwendeten mehr als zwei Drittel ihres Endenergieverbrauchs, um Räume zu heizen.</p><p>Endenergieverbrauch der privaten Haushalte</p><p>Private Haushalte verbrauchten im Jahr 2024 625 Terawattstunden (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>⁠) Energie, das sind 625 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh). Dies entsprach einem Anteil von gut einem Viertel am gesamten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Endenergieverbrauch#alphabar">Endenergieverbrauch</a>⁠.</p><p>Im Zeitraum von 1990 bis 2024 fiel der Endenergieverbrauch in den Haushalten – ohne Kraftstoffverbrauch, da dieser dem Sektor Verkehr zugeordnet ist – um 4,5&nbsp;% (siehe Abb. „Entwicklung des Endenergieverbrauchs der privaten Haushalte“). Dabei herrschten in den Jahren 1996, 2001 und 2010 sehr kalte Winter, die zu einem erhöhten Brennstoffverbrauch für Raumwärme führten. So lag der Energieverbrauch im sehr kalten Jahr 2010 etwa 14 % über dem Wert des eher warmen Jahres 1990.</p><p>Höchster Anteil am Energieverbrauch zum Heizen</p><p>Die privaten Haushalte benötigen mehr als zwei Drittel ihres Endenergieverbrauchs, um Räume zu heizen (siehe Abb. „Anteil der Anwendungsbereiche der privaten Haushalte 2008 und 2024“). Sie nutzen zurzeit dafür hauptsächlich Erdgas und Mineralöl. An dritter Stelle folgt die Gruppe der erneuerbaren Energien, an vierter die Fernwärme. Zu geringen Anteilen werden auch Strom und Kohle eingesetzt. Mit großem Abstand zur Raumwärme folgen die Energieverbräuche für die Anwendungsbereiche Warmwasser sowie sonstige ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Prozesswrme#alphabar">Prozesswärme</a>⁠ (Kochen, Waschen etc.) bzw. ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Prozessklte#alphabar">Prozesskälte</a>⁠ (Kühlen, Gefrieren etc.).</p><p>Mehr Haushalte, größere Wohnflächen – Energieverbrauch pro Wohnfläche sinkt</p><p>Der Trend zu mehr Haushalten, größeren Wohnflächen und weniger Mitgliedern pro Haushalt (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/strukturdaten-privater-haushalte/bevoelkerungsentwicklung-struktur-privater">Bevölkerungsentwicklung und Struktur privater Haushalte</a>“) führt tendenziell zu einem höheren Verbrauch. Diesem Trend wirken jedoch der immer bessere energetische Standard bei Neubauten und die Sanierung der Altbauten teilweise entgegen. So sank der spezifische ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Endenergieverbrauch#alphabar">Endenergieverbrauch</a>⁠ (Energieverbrauch pro Wohnfläche) für Raumwärme seit 2008 um über 40 % (siehe Abb. „Endenergieverbrauch und -intensität für Raumwärme – Private Haushalte (witterungsbereinigt“)).</p><p>Stromverbrauch mit einem Anteil von rund einem Fünftel</p><p>Der Energieträger Strom hat einen Anteil von rund einem Fünftel am ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Endenergieverbrauch#alphabar">Endenergieverbrauch</a>⁠ der privaten Haushalte. Hauptanwendungsbereiche sind die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Prozesswrme#alphabar">Prozesswärme</a>⁠ (Waschen, Kochen etc.) und die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Prozessklte#alphabar">Prozesskälte</a>⁠ (Kühlen, Gefrieren etc.), die zusammen rund die Hälfte des Stromverbrauchs ausmachen. Mit jeweiligem Abstand folgen die Anwendungsbereiche Informations- und Kommunikationstechnik, Warmwasser und Beleuchtung (siehe Abb. „Anteil der Anwendungsbereiche am Netto-Stromverbrauch der privaten Haushalte 2008 und 2024“).</p><p>Direkte Treibhausgas-Emissionen privater Haushalte sinken</p><p>Der Energieträgermix verschob sich seit 1990 bis heute zugunsten von Brennstoffen mit geringeren Kohlendioxid-Emissionen und erneuerbaren Energien. Das verringerte auch die durch die privaten Haushalte verursachten direkten Kohlendioxid-Emissionen (d.h. ohne Strom und Fernwärme) (siehe Abb. „Direkte Kohlendioxid-Emissionen von Feuerungsanlagen der privaten Haushalte“).</p>

Fernwärme Stadtwerke Uelzen

Die Stadtwerke Uelzen GmbH ist ein modernes Energieversorgungsunternehmen im Herzen der Lüneburger Heide und bietet Ihnen alle Services rund um das Thema Energie aus einer Hand. Unter der Marke mycity versorgt das Unternehmen die Stadt Uelzen neben Erdgas und Wasser mit 100 % Ökostrom. Hier wird das Fernwärmenetz digital geführt, es werden alle Leitungen der Stadtwerke aus diesem Bereich dargestellt. Die Daten werden fortlaufend aktualisiert. Die Daten können von berechtigten Personen eingesehen werden.

EVI Energieversorgung Hildesheim GmbH & Co. KG - Fernwärmeversorgung.

Die EVI Energieversorgung Hildesheim ist ein Tochterunternehmen der Stadtwerke Hildesheim AG. Als modernes und dienstleistungsorientiertes Unternehmen bieten wir Ihnen eine sichere Energie- und Wasserversorgung zu wettbewerbsfähigen Konditionen. Zusätzlich profitieren Sie von unseren Service- und Beratungsleistungen. In unser Fernwärmenetz wird ausschließlich Wärme eigespeist, die in unserem Holzhackschnitzelheizkraftwerk erzeugt wird. Dieses produziert neben Wärme auch Ökostrom durch die Verbrennung von Biomasse in Form von Holzhackschnitzeln. Diese werden ausschließlich aus Waldresthölzern gewonnen.

Netzgebiet für Fernwärme der Stadtwerke Osterholz

Wir haben einen Umring für unsere Fernwärmenetze dargestellt. Je nach örtlichen Gegebenheiten und Anforderungen greifen wir auf eine Kombination aus allen gängigen Wärmeerzeugungsarten zurück. Bau, Wartung, Sanierung und Dokumentation erfolgen fachgerecht.

Grenzüberschreitende geothermische Wärmeversorgung in Simbach (D) und Braunau am Inn (AT)

Modellprojekt zur Entwicklung einer innovativen geothermischen Fernwärmeversorgung der Städte Simbach in Bayern und Braunau a. Inn in Österreich. Mit dem Modellprojekt Geothermie Simbach-Braunau wurde die erste grenzüberschreitende Fernwärme-Anlage im zusammenwachsenden Europa realisiert. Gleichzeitig wird ein Beitrag zum Klima- und Umweltschutz geleistet, da mit dem innovativen Projekt eine fast emissionsfreie Wärmeversorgung großer Teile der Städte Simbach und Braunau ermöglicht wird. Neben den Großkunden wie Krankenhäusern, Schulen, Freizeitzentren und Rathäusern werden über 500 Wohnobjekte mit geothermischer Wärme versorgt. Nach den Berechnungen der Betreiber können durch das Projekt im Endausbau ca. 8.500 Tonnen Kohlendioxid und jeweils mehr als sechs Tonnen Schwefeldioxid und Stickoxide pro Jahr vermieden werden.

DeCarbonisierung der Wärmeversorgung am Geothermie-Modellstandort Schwerin

Die Mitteltiefe Geothermie hat durch die Erschließung eines hochproduktiven Sandsteinreservoirs in der Landeshauptstadt Schwerin, das ab 2023 mit ca. 7 MWth Heiznennleistung (= 5,7 MWth geothermische Leistung) etwa 10 % des Fernwärmebedarfs abdecken wird, einen entscheidenden Impuls erfahren. Diesen Impuls will der Verbundpartner EVSE nutzen und die Leistung geothermischer Wärme in der Fernwärmeversorgung auf 67 MWth im Jahr 2035 steigern und dadurch mindestens 65 % des Fernwärmebedarfs bereitstellen. Das Verbundvorhaben DeCarbSN schafft die wissenschaftliche Basis (Know-how), dieses langfristige Ausbauziel durch folgende Schwerpunkte zu erreichen. Im Rahmen der Umsetzung der Gesamtziele von DeCarbSN verfolgt der Verbundpartner GAUG im Teilvorhaben A folgende spezifische Ziele: (1) Entwicklung eines 3D-Reservoirmodells (digital twin) im Arbeitspaket 1. (2) Maximierung der Förderleistung hydrothermaler Dubletten auf bis zu 500 m³/h in den Arbeitspaketen 2 und 3. (3) Datenbereitstellung für die Entwicklung eines nachhaltigen Erschließungs- und Bewirtschaftungskonzeptes im Arbeitspaket 4. (4) Koordination von Öffentlichkeitsarbeit und Wissenstransfer im Arbeitspaket 5. Mit dem Teilvorhaben A übernimmt der Verbundpartner GAUG zudem die Federführung des Verbundvorhabens und leistet wichtige Beiträge für die Synthese in DeCarbSN. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Übertragung des am Geothermie-Modellstandort Schwerin entwickelte Know-hows auf weitere Standorte in Norddeutschland mit vergleichbarer Netzinfrastruktur. Dadurch bietet sich geschätztes Potenzial für den Zubau von 400-800 MWth geothermischer Leistung bis 2035.

Erneuerbare Wärmenetze für die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung ländlicher Siedlungen

Der ländliche Raum stellt eine besondere Herausforderung für die Wärmewende dar. Während in den Städten auf einen deutlichen Ausbau der Fernwärme gesetzt wird, findet regenerative Nahwärmenetze in ländlichen Siedlungen bisher zu wenig Berücksichtigung in den Studien für die Wärmewende. Hier setzt das Projekt ruralHeat an. Das Projektziel ist zum einen die wissenschaftliche Begleitung von Planung und Umsetzung der solaren Nahwärme in Bracht und Rüdigheim sowie zum anderen die Übertragbarkeit auf andere ländliche Siedlungen. Die Innovation in Bracht und Rüdigheim liegt darin, dass über 70% des Wärmebedarfs durch Solarwärme in Verbindung mit einem saisonalen Wärmespeicher gedeckt wird. Somit ist die Solarthermie nicht mehr ein 'fuel saver', sondern der Hauptwärmeerzeuger. Komplettiert wird das System mit einer Großwärmepumpe zur Speicherentladung und zwei Holzkesseln für die Spitzenlast. Das 100% regenerative Nahwärmekonzept ist zudem günstiger und wesentlich schneller umsetzbar als Maßnahmen an Einzelgebäuden (energetische Sanierung, Umstellung der Heizung). Die wissenschaftliche Begleitung unterstützt die beiden Bürgergenossenschaften bei Planung und Bau durch Simulationen zum Betrieb und Regelung der komplexen Anlage. Die Ergebnisse aus den beiden Demonstrationsanlagen sollen anhand von 10 Fallstudien auf die Übertragbarkeit auf andere ländliche Gebiete geprüft werden. Hierbei werden auch weitere technologische und energiewirtschaftliche Konzepte für 100% erneuerbare Nahwärmelösungen betrachtet und verglichen. Aus den Erkenntnissen wird ein webbasiertes Vorauslegungstool entwickelt, dass interessierten Kommunen oder Bürgerinitiativen bereits im frühen Stadium (d.h. mit wenig Inputdaten) eine Vorauswahl möglicher Nahwärmelösungen auf Basis erneuerbarer Wärme ermöglicht. Das Ziel des Vorauslegungstools ist somit eine Lenkungswirkung hin zur EE-Wärme und eine Hilfestellung für Kommunen, um den Aufwand für die Betrachtung möglicher Varianten zu reduzieren.

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