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Systemische Herausforderung der Wärmewende

Die Studie zeigt notwendige spezifische Maßnahmen für den Gebäudesektor zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050 (, d.h. Reduktion des nicht-erneuerbaren Primärenergiebedarfs um 80 % ggü. 2008; Zielbereich 1) bzw. zur Reduktion der gesamten Treibhausgasemissionen Deutschlands um 95 % bis 2050 ggü. 1990 (Zielbereich 2). Aus den Maßnahmen werden mögliche Instrumentensets in Form von Roadmaps für beide Zielbereich abgeleitet. Grundlage der Roadmap-Entwicklung ist eine Analyse von insgesamt 12 verschiedenen Studien, in denen Szenarien aufzeigen, welche Transformationen im Gebäudebereich und im Energiesystem notwendig sind, um die genannten Ziele bis 2050 zu erreichen (7 zu Zielbereich 1, 10 zu Zielbereich 2 und 8 Referenzszenarien). Dazu werden die Entwicklung des Endenergiebedarfs für die Gebäudewärme, Strom, Umgebungswärme, Biomasse zur Gebäudeversorgung und Fernwärmeanteile, sowie notwendige Sanierungsraten und erzielbare THG-Emissionen verglichen. Es wird deutlich, dass die Referenzszenarien zu einer Zielverfehlung führen. Folglich werden aus der Analyse die wichtigsten Maßnahmen zur Zielerreichung identifiziert und zur Umsetzung dieser mögliche in Zukunft einsetzbare Instrumente beschrieben. Für eine Auswahl an Instrumenten erfolgt anschließend eine qualitative und quantitative Bewertung. Außerdem erfolgt eine Analyse der AkteurInnen im Wärmemarkt hinsichtlich der Wirkzusammenhänge bei Investitionsentscheidungen für Sanierungsprojekte sowohl für den Wohn- als auch für den Nichtwohngebäudebereich. Eine Risiko- und Defizitanalyse zeigt welche Konsequenzen ein Verfehlen bestimmter Maßnahmen (zu geringe Sanierungsraten- oder tiefen, Verfehlen der EE-Ziele im Um-wandlungssektor (, d.h. zu wenige Wärmepumpen bzw. zu geringer EE-Anteil am Strom bzw. in der Fernwärme)) zur Folge hat und in welchem Umfang diese durch Kompensationsmöglichkeiten, wie den stärkeren Einsatz heimischer EE-Wärme, Verstärkung der Effizienzanstrengungen oder dem Import von EE (PtG oder PtL), ausgeglichen werden können. Außerdem erfolgt eine Schwerpunktanalyse zur Rolle der Wärmenetze im Rahmen der Energiewende im Wärmebereich hinsichtlich der Ausgangslage, Hemmnissen, Potentialen und Transformationspfaden. Quelle: Forschungsbericht

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Itb -Institut für Technik der Betriebsführung im Deutschen Handwerksinstitut e.V. durchgeführt. Fast 20 Jahre beträgt das Durchschnittsalter der Heizungen in Wohngebäuden in Baden-Württemberg. Kommt es zum Kesseltausch, spielt das SHK-Handwerk (Sanitär, Heizung, Klima) eine zentrale Rolle. Hier setzt das Projekt c.HANGE (Handwerker als Gestalter der Wärmewende) an. Gemeinsam mit Praxisakteuren aus Heizungs- und Handwerksverbänden, Verbänden, Berufsschulen und Vereinen sowie den kommunalen Stadtverwaltungen wird im 'Reallabor' erforscht, wie sich der Anteil erneuerbarer Energien im Wärmemarkt steigern lässt. Das Projekt analysiert, wie das SHK-Handwerk mit Hausbesitzern interagiert und wie es im Fall einer Kesselsanierung berät. Im Rahmen mehrerer Befragungen wird das Entscheidungsverhalten von Endkunden und die Beratungsansätze, Hemmnisse und Einstellungen von Heizungsbauern und Energieberatern untersucht. Darauf aufbauend wird ein 'Kessel-Check' entwickelt, gemeinsam mit Handwerkern und Berufsschülern erprobt und derzeit im Rahmen einer 'Kessel-Check-Challenge' zwischen Heidelberg-Ziegelhausen und Schriesheim kampagnenartig ausprobiert. In Fokusgruppen werden Digitalisierung und Nachwuchsqualifizierung sowie politische Instrumente für die Steigerung des EE-Anteils im Heizungskeller diskutiert und Schulungen und Dienstleistungsangebote entwickelt.

Der Kohleausstieg Berlins bis 2030 ist machbar

Das Land Berlin und Vattenfall verfolgen ambitionierte Klimaschutzziele. Berlin will bis 2050 klimaneutral werden und die Treibhausgasemissionen in der Stadt um mindestens 95 Prozent gegenüber 1990 reduzieren. Vattenfall will innerhalb einer Generation ein Leben frei von fossilen Brennstoffen ermöglichen. Gemeinsam haben Vattenfall und das Land Berlin, vertreten durch die Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz, im Jahr 2017 die Machbarkeitsstudie „Kohleausstieg und nachhaltige Fernwärmeversorgung Berlin 2030“ auf den Weg gebracht. Das Ergebnis steht nun fest: Der Kohleausstieg in Berlin ist bis spätestens 2030 machbar. Durch den Ersatz von Steinkohle können jährlich mehr als 2 Millionen Tonnen CO 2 eingespart werden. Das entspricht rund 13 Prozent des gesamten CO 2 -Ausstoßes im Land Berlin (2016: insgesamt 16,9 Mio t). Damit würde Vattenfall den größten Einzelbeitrag auf Berlins Weg zur Klimaneutralität im Jahr 2050 leisten. Den Auftrag zur Erstellung der Studie erhielt das BET Büro für Energiewirtschaft und technische Planung GmbH aus Aachen. In einem beispielhaft transparenten und partizipativen Prozess ließen sich Politik und Vattenfall durch einen Kreis aus Vertreterinnen und Vertretern des Abgeordnetenhauses, der Berliner Stadtgesellschaft, der Wirtschaft und der Wissenschaft kritisch begleiten. Regine Günther , Senatorin für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz, erklärt zur Präsentation der Studienergebnisse: „Der Kohleausstieg bis 2030 ist für Berlin ein großer Schritt beim Klimaschutz. Da es hierbei auch um Fernwärme geht, ist der Kohleersatz eine besondere Herausforderung. Die Machbarkeitsstudie zeigt detailliert, wie Klimaschutz ganz konkret gelingen kann. Das ist außerordentlich wichtig, denn um die Erderhitzung zu begrenzen, müssen wir endlich handeln. Für die Zeit nach 2030 bleibt aber noch viel zu tun, denn auch das Erdgas muss ersetzt werden und hierfür stehen heute noch nicht alle Technologien zur Verfügung. Wir brauchen aber auch flankierende Maßnahmen auf Bundesebene – wie eine CO 2 -Bepreisung und Instrumente für eine massive Beschleunigung der Gebäudesanierung.“ Tanja Wielgoß , Vorstandsvorsitzende der Vattenfall Wärme Berlin: „Die Machbarkeitsstudie zeigt uns die Möglichkeiten auf, das Berliner Fernwärmesystem nachhaltig umzubauen und für die nachfolgenden Generationen zukunftsfähig zu machen. Mit dem Ausstieg nun auch aus der Steinkohle bis 2030 setzen wir in der größten Metropole Deutschlands ein klares Signal, wie die Klimawende nicht nur gedacht, sondern auch gemacht werden kann. Wir haben uns in den vergangenen zwei Jahren intensiven Diskussionen gestellt und viele neue Erkenntnisse gewonnen. Gleichzeitig zeigte sich auch unseren vielen Wegbegleitern, wie komplex die Umsetzung von klimapolitischen Zielen wirklich ist und an was man alles denken muss, wenn eine Transformation auch im Sinne unserer Kundinnen und Kunden ohne Brüche verlaufen soll. Ich kann einen solchen Weg der Transparenz und Partizipation nur weiterempfehlen.“ Das Fernwärmesystem – so zeigen die Ergebnisse der Studie – bietet die Möglichkeit, Wärme aus verschiedenen nachhaltigen Quellen aufzunehmen und zu verteilen: Die Nutzung und Integration klimafreundlicher Energien wie Geothermie und Biomasse sowie die Nutzung von Abwärme, die ansonsten ungenutzt in die Umwelt abgegeben würde (v. a. Abwasser oder industrielle Abwärme), tragen etwa zu 40 Prozent zum Ersatz der Kohle bei – neue hocheffiziente, modulare Gas-KWK-Konzepte bringen rund 60 Prozent. Die Einbindung von Speicherlösungen und Power-to-Heat zur Integration erneuerbaren Stroms in der Wärmeversorgung soll darüber hinaus klimaschonende Wärme für die Metropole Berlin bereitstellen. Das Gas-KWK-Konzept wird Wasserstoff-ready ausgelegt sein. Die aktuellen Heizkraftwerke Reuter West und Moabit werden so zu zukunftsfähigen Energie-Verbundstandorten entwickelt. Innerhalb von zehn Jahren wird die in verdichteten Stadtgebieten heute schon ökologisch vorteilhafte Fernwärme als Stadtwärme noch klimafreundlicher gestaltet. Der Kohleausstieg 2030 ist ein substanzieller Zwischenschritt. Aber auch nach 2030 müssen zusätzliche Potenziale zur klimaneutralen Fernwärmeerzeugung erschlossen und die Brennstoffbasis für die bis 2030 neu errichteten Gas-KWK-Anlagen so verändert werden, dass auch die Nutzung von fossilem Gas enden kann. Eine weitere Baustelle ist der aktuell wichtige Baustein der Energiegewinnung aus Abfall. Im Zero-Waste-Szenario des Landes Berlin fällt kein Abfall mehr an – auch darauf muss sich die Stadt vorbereiten. Die Politik muss nun den richtigen Rahmen setzen, um den Kohleausstieg bis spätestens 2030 zu unterstützen und die weitere Dekarbonisierung bis 2050 zu ermöglichen: Dazu zählen beispielsweise der Wegfall des Photovoltaik-Ausbaudeckels im Erneuerbare-Energien-Gesetz und verbesserte Rahmenbedingungen zum Ausbau von On-/Offshore-Wind, Instrumente zur signifikanten Reduzierung des Wärmebedarfs in Neubau und Bestandsbauten, Anreize zur Erhöhung der Sanierungsraten, eine wirksame CO 2 -Bepreisung im Wärme- und Verkehrssektor für einen ökologisch fairen Wettbewerb im Wärmemarkt, die Verlängerung des Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetzes (KWKG) inklusive Kohleumstiegsbonus bis 2030 sowie ein Basisförderprogramm Fernwärmeinfrastruktur zur Nutzung erneuerbarer Wärme.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. Fast 20 Jahre beträgt das Durchschnittsalter der Heizungen in Wohngebäuden in Baden-Württemberg. Kommt es zum Kesseltausch, spielt das SHK-Handwerk (Sanitär, Heizung, Klima) eine zentrale Rolle. Hier setzt das Projekt c.HANGE (Handwerker als Gestalter der Wärmewende) an. Gemeinsam mit Praxisakteuren aus Heizungs- und Handwerksverbänden, Verbänden, Berufsschulen und Vereinen sowie den kommunalen Stadtverwaltungen wird im 'Reallabor' erforscht, wie sich der Anteil erneuerbarer Energien im Wärmemarkt steigern lässt. Das Projekt analysiert, wie das SHK-Handwerk mit Hausbesitzern interagiert und wie es im Fall einer Kesselsanierung berät. Im Rahmen mehrerer Befragungen wird das Entscheidungsverhalten von Endkunden und die Beratungsansätze, Hemmnisse und Einstellungen von Heizungsbauern und Energieberatern untersucht. Darauf aufbauend wird ein 'Kessel-Check' entwickelt, gemeinsam mit Handwerkern und Berufsschülern erprobt und derzeit im Rahmen einer 'Kessel-Check-Challenge' zwischen Heidelberg-Ziegelhausen und Schriesheim kampagnenartig ausprobiert. In Fokusgruppen werden Digitalisierung und Nachwuchsqualifizierung sowie politische Instrumente für die Steigerung des EE-Anteils im Heizungskeller diskutiert und Schulungen und Dienstleistungsangebote entwickelt.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) GmbH durchgeführt. Fast 20 Jahre beträgt das Durchschnittsalter der Heizungen in Wohngebäuden in Baden-Württemberg. Kommt es zum Kesseltausch, spielt das SHK-Handwerk (Sanitär, Heizung, Klima) eine zentrale Rolle. Hier setzt das Projekt c.HANGE (Handwerker als Gestalter der Wärmewende) an. Gemeinsam mit Praxisakteuren aus Heizungs- und Handwerksverbänden, Verbänden, Berufsschulen und Vereinen sowie den kommunalen Stadtverwaltungen wird im 'Reallabor' erforscht, wie sich der Anteil erneuerbarer Energien im Wärmemarkt steigern lässt. Das Projekt analysiert, wie das SHK-Handwerk mit Hausbesitzern interagiert und wie es im Fall einer Kesselsanierung berät. Im Rahmen mehrerer Befragungen wird das Entscheidungsverhalten von Endkunden und die Beratungsansätze, Hemmnisse und Einstellungen von Heizungsbauern und Energieberatern untersucht. Darauf aufbauend wird ein 'Kessel-Check' entwickelt, gemeinsam mit Handwerkern und Berufsschülern erprobt und derzeit im Rahmen einer 'Kessel-Check-Challenge' zwischen Heidelberg-Ziegelhausen und Schriesheim kampagnenartig ausprobiert. In Fokusgruppen werden Digitalisierung und Nachwuchsqualifizierung sowie politische Instrumente für die Steigerung des EE-Anteils im Heizungskeller diskutiert und Schulungen und Dienstleistungsangebote entwickelt.

Teil 4

Das Projekt "Teil 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik durchgeführt. Fast 20 Jahre beträgt das Durchschnittsalter der Heizungen in Wohngebäuden in Baden-Württemberg. Kommt es zum Kesseltausch, spielt das SHK-Handwerk (Sanitär, Heizung, Klima) eine zentrale Rolle. Hier setzt das Projekt c.HANGE (Handwerker als Gestalter der Wärmewende) an. Gemeinsam mit Praxisakteuren aus Heizungs- und Handwerksverbänden, Verbänden, Berufsschulen und Vereinen sowie den kommunalen Stadtverwaltungen wird im 'Reallabor' erforscht, wie sich der Anteil erneuerbarer Energien im Wärmemarkt steigern lässt. Das Projekt analysiert, wie das SHK-Handwerk mit Hausbesitzern interagiert und wie es im Fall einer Kesselsanierung berät. Im Rahmen mehrerer Befragungen wird das Entscheidungsverhalten von Endkunden und die Beratungsansätze, Hemmnisse und Einstellungen von Heizungsbauern und Energieberatern untersucht. Darauf aufbauend wird ein 'Kessel-Check' entwickelt, gemeinsam mit Handwerkern und Berufsschülern erprobt und derzeit im Rahmen einer 'Kessel-Check-Challenge' zwischen Heidelberg-Ziegelhausen und Schriesheim kampagnenartig ausprobiert. In Fokusgruppen werden Digitalisierung und Nachwuchsqualifizierung sowie politische Instrumente für die Steigerung des EE-Anteils im Heizungskeller diskutiert und Schulungen und Dienstleistungsangebote entwickelt.

TIMES-HEAT

Das Projekt "TIMES-HEAT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion durchgeführt. Das Projekt TIMES-HEAT ist eine Zusammenarbeit zwischen dem IIP und dem Europäischen Institut für Energieforschung im Bereich modellgestützte Energiesystemanalyse des deutschen Energiesystems mit besonderem Fokus auf den Wärmemarkt und Potenzialen für Mikro-KWK im Wohnsektor. Dafür müssen die Wechselwirkungen zwischen dezentraler objektbezogener Wärmeversorgung (Kessel, Klein-BHKW) und zentraler, leitungsgebundener Wärmeversorgung ebenso in Betracht gezogen werden wie die zeitliche und räumliche Verteilung des Wärmebedarfs sowie der Wärmeerzeugung. Dazu wird Deutschland in mehrere Subregionen unterteilt, der Gebäudebestand analysiert, klassifiziert und fortgeschrieben und die Abhängigkeit der Investitionsentscheidung bei Wärmeversorgungssystemen von der vorhandenen internen und externen Infrastruktur untersucht und abgebildet. Technologien an der Schnittstelle von Wärme- und Strommärkten wie KWK und Wärmepumpen haben einen besonderen Stellenwert im Modell. Das Optimierungsmodell wird in der TIMES-Umgebung entwickelt, die vom ETSAP -Konsortium der IEA herausgegeben wird, was beiden Projektpartnern zusätzlich die Möglichkeit bietet, die Kenntnisse im Umgang mit dieser Software zu vertiefen.

Einsatz von Waerme aus Abwasser und Klaergas aus einer Klaeranlage fuer die Fernwaermeversorgung

Das Projekt "Einsatz von Waerme aus Abwasser und Klaergas aus einer Klaeranlage fuer die Fernwaermeversorgung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Waiblingen durchgeführt. Objective: Utilization of the heat potential of cleaned waste water and sewage gases from a sewage treatment plant by means of an absorption heat pump for the heating of several large buildings of the town of Waiblingen. General Information: The planned district heating of the town of Waiblingen consists of an absorption heat pump and 2 gas boilers, operating in a bivalent parallel connection. It has a total heating capacity of 9500 kW (2500 kW heat pump, 2 x 3500 kW boilers). For the supply of the users, a heating capacity of 6450 kW is necessary, the surplus capacity serves as reserve. The plant utilizes the heat potential of cleaned waste water and sewage gases from the town's sewage treatment plant to produce heating waste which is fed in to the network for the heating of 6 public buildings: town hall, covered market, indoor swimming pool, civic center, sewage plant, hospital. The absorption heat pump operates with NH3 a heat carrier and a NH2 - water solution as solvent. The heat source is the waste water from the sewage treatment plant which is cooled down from 9 degree C to 5 degree C in the heat pump evaporator. An automatic brush cleaning system keeps the evaporator free of dirt. The ejection boiler is fired with sewage gas and natural gas. Apart of the ejection boiler's exhaust gas, heat is recovered in a heat exchanger for the heating of the district heating water. In the whole heat pump system, the district heating water is heated from its return temperature of 40 degree C to a supply temperature of 65 degree C. The heat pump covers the base load of the district heating network, it supplies about 77 per cent of the total annual output of the district heating plant. In the case of consumption peaks at low outside temperatures, the boilers, using natural gas and sewage gas as fuel, are switched on. When using the boilers, the temperature of the supply water of the heating network can be raised to 110 degree C. A surplus of hot water produced by the heat pump is fed into an 80 m3 storage tank and can again be taken out in case of an increasing heat demand in the district heating circuit. The calculated energy saving of this heat pump - boiler plant amounts to 880 TOE/y, compared with a monovalent decentral gas boiler concept. The cost of the project amounts to DM 11,434,246. The construction phase of the project has started in 1983. The completion of the demonstration is expected for the end of 1984. Achievements: The Waiblingen plant has operated satisfactorily. Only the development of micro-organisms in the treated waste water on a few days in 1984. These micro-organisms brought about severe fouling of the automatic backwashing filter, which could only be removed by manual cleaning. It is, however, possible to avoid such upset conditions by careful monitoring and by applying adequate cleaning methods. As far as the energetic aspects are concerned, plant operation in practice shows positive and negative deviations from design and ...

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Itb -Institut für Technik der Betriebsführung im Deutschen Handwerksinstitut e.V. durchgeführt. Um die ambitionierten Klimaschutzziele der Bundesregierung zu erreichen, muss der Anteil erneuerbarer Energien im Wärmemarkt stark steigen. In den letzten drei Jahren blieb dieser Anteil annähernd konstant, zudem liegen die Kesselsanierungsraten in Bestandsgebäuden deutlich unter den erforderlichen Werten. Handwerker spielen als 'Intermediäre der Wärmewende' eine wichtige Rolle für die Steigerung des EE-Anteils. In dem Vorhaben 'HANdwerker als GEstalter der Wärmewende' (c.HANGE) stehen konkret die Potenziale von Handwerkern für die Überwindung von Hemmnissen bezüglich einer nachhaltigen Heizungserneuerung im Mittelpunkt. Im Rahmen des Verbundprojekts der Partner ifeu, IÖW, itb und FIT werden die Rolle des Sanitär-Heizung-Klima-Handwerks und die Rezeption durch und Wechselwirkungen mit privaten Endkunden sowie konkrete Weiterentwicklungsansätze für Dienstleistungen analysiert. Das Reallabor c.HANGE hat das Ziel, die Beratungssituation zwischen Handwerkern und Endkunden insofern zu verbessern, dass eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz und des Anteils von Erneuerbarer Wärme im Projektquartier realisiert wird. Das Wechselspiel zwischen Handwerkern und Endkunden wird detailliert analysiert, um sowohl sinnvolle Hilfsmittel (z.B. fachlich, methodisch, kommunikativ) zu nutzen als auch systematisch neue Dienstleistungen (rund um die Beratung) zu entwickeln. Durch eine Verbreitung und Nutzung der Ergebnisse des Vorhabens (Konzepte für neue Geschäftsmodelle, ein Versicherungstool, Kampagnenelemente, eine leitfadenartigen Veröffentlichung) erwarten wir eine Erhöhung der Modernisierungsraten und des Einsatzes erneuerbarer Energien und entsprechende Klimaschutzwirkungen und wirtschaftliche Effekte bei Dritten (Handwerk, Kommunen, etc.).

Lastmanagement im Strom- und Wärmemarkt

Das Projekt "Lastmanagement im Strom- und Wärmemarkt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Technische Thermodynamik, Abteilung Systemanalyse und Technikbewertung durchgeführt. Der fortwährende Ausbau von in ihrer Stromproduktion dargebotsabhängigen Windkraft- und Photovoltaikanlagen führt zu einer Zunahme der Schwankungen in der Netzeinspeisung. Da Stromangebot und -nachfrage zu jeder Zeit übereinstimmen müssen, bedarf es eines Ausgleichs dieser Schwankungen. Dieser erfolgt heute zumeist mit schnell regelbaren Gas- und Kohlekraftwerken, zukünftig müssen jedoch auch andere Optionen zum Einsatz kommen. Dazu gehört neben dem Ausbau der Netze und der Nutzung verschiedener Arten von Stromspeichern auch das Lastmanagement. Unter Lastmanagement versteht man einerseits die gezielte Steuerung von Stromverbrauchern, und anderseits das Setzen von Anreizen zur Beeinflussung des Nutzerverhaltens, z. B. durch variable Preise. Im Rahmen eines Promotionsprojekts sollen die Potenziale des Lastmanagements in Europa in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung ermittelt werden. Diese werden, mit den bei ihrer Nutzung entstehenden Kosten, in das bestehende lineare Optimierungsmodell REMix integriert, um zu untersuchen, ob und in welchem Ausmaß das Lastmanagement mit anderen Ausgleichoptionen konkurrieren kann. Darüber hinaus soll in dem Projekt die Nutzung thermischer Speicher als Option des Lastmanagements betrachtet werden. Diese können z.B. den stromgeführten Betrieb von Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) ermöglichen, und die Nutzung der Wärme von deren Erzeugung entkoppeln. Ein die Promotion begleitendes Projekt wurde beim BMWi beantragt.

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