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Erneuerbare Wärme

Umweltwärme und Wärmepumpen Abwärme Solarthermie Photovoltaisch-Thermische (PVT) Module Oberflächennahe Geothermie Eisspeicher Biomasse Biogas / Bio-Methan Die neuen Generationen von Wärmenetzen ermöglichen es, Wärme aus der Umgebung für die Versorgung von Gebäuden nutzbar zu machen, die für konventionelle Wärmenetze der älteren Generationen nicht erschlossen werden konnte. Schlüsseltechnologie, um diese Wärmequellen zu nutzen, ist die Wärmepumpe. Das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ähnelt einem Kühlschrank, nur, dass der thermodynamische Kreisprozess in die umgekehrte Richtung läuft. Während im Kühlschrank die Wärme aus dem Inneren abgeführt und an die Umgebung übertragen wird, entzieht die Wärmepumpe einer Wärmequelle Energie und hebt diese, angetrieben meist durch Elektrizität, auf ein höheres Temperaturniveau, sodass sie zum Heizen genutzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert und einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft. Die wesentlichen Komponenten einer Wärmepumpe sind Verdampfer, Verdichter, Kondensator und Drosselventil. Der Verdampfer ist ein Wärmeübertrager, in dem die Wärme der externen Wärmequelle an das Kältemittel in der Wärmepumpe übergeht, wodurch dieses verdampft. Durch den Verdichter wird der Druck des nun gasförmigen Kältemittels erhöht. Dadurch kommt es auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Kältemittels. Diese muss oberhalb der zu erreichenden Heiztemperatur liegen, damit es im Kondensator, einem weiteren Wärmeübertrager, zur Abgabe der Wärme an das Heizwasser kommt. Durch die Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel im Kondensator und liegt wieder flüssig vor. Der Kondensator wird daher auch oft als Verflüssiger bezeichnet. Das Drosselventil reduziert den Druck des Kältemittels, wodurch die Temperatur weiter abfällt und der Kreisprozess mit Wiedereintritt in den Verdampfer von vorn beginnen kann. Zu den möglichen Wärmequellen zählen unter anderem Außenluft, Oberflächengewässer und Grundwasser sowie die oberen Schichten des Erdreichs (oberflächennahe Geothermie). Entsprechend kommen folgende Wärmepumpen-Typen zum Einsatz: Luft-Wasser-WP; Außenluft oder Abluft einer technischen Anlage Sole-Wasser-WP; Erdkollektoren und -sonden, PVT, Eisspeicher, etc Wasser-Wasser-WP; Grundwasser, Flusswasser, Abwasser, Kühlwasser Weiterführende Informationen Umweltbundesamt Bundesverband Wärmepumpe zur grundlegenden Funktionsweise von Wärmepumpen Bundesverband Wärmepumpe zur Rolle von Wärmepumpen in Nah- und Fernwärmenetzen Abwärme ist Wärme, die als Nebenprodukt in einem Prozess entsteht, dessen Hauptziel die Erzeugung eines Produktes, die Erbringung einer Dienstleistung oder eine Energieumwandlung ist, und ungenutzt an die Umwelt abgeführt werden müsste . Kann die Abwärme nicht durch eine Optimierung der Prozesse, bei denen sie entsteht, vermieden werden, wird sie als unvermeidbare Abwärme bezeichnet. Aus Effizienzgründen sollte eine hierarchisierte Verwendung mit Abwärme angestrebt werden: 1. Verfahrensoptimierung/ Vermeidung, 2. prozess- bzw. anlageninterne Nutzung, 3. betriebsinterne Nutzung, 4. außerbetriebliche Nutzung. Je nach Temperaturniveau der Abwärme lässt sie sich für unterschiedliche Zwecke nutzen. Abwärme kann bei ausreichend hohen Temperaturen direkt in Fern- und Nahwärmenetze eingespeist werden oder über Wärmepumpen auf das benötigte Temperaturniveau angehoben werden. Bei niedrigen Temperaturen ist die Nutzung in LowEx- oder teilweise auch kalten Nahwärmenetzen möglich. Unvermeidbare und damit extern nutzbare Abwärme fällt typischerweise in Industrieprozessen an. Aber auch die Abwärme von Kälteanlagen, die beispielsweise zur Kühlung von Rechenzentren oder großer Büro- und anderer Nichtwohngebäude genutzt werden, lässt sich sinnvoll in Wärmenetzen nutzen. Abwasserwärme ist eine weitere übliche Abwärmequelle in urbanen Gebieten, die ganzjährig eine Temperatur zwischen etwa 12 °C und 20 °C aufweist. Sie eignet sich daher besonders für die Nutzung als Wärmequelle für Wärmepumpen oder in kalten Netzen. Eine Herausforderung bei der Nutzung von unvermeidbarer Abwärme können Schwankungen im Wärmeangebot sein. So fällt Abwärme von Kälteanlagen zur Büroklimatisierung hauptsächlich im Sommer an und auch Abwärme aus Industrieprozessen kann z.B. bedingt durch Produktionszyklen volatil sein. Hier ist in der Detailplanung des Nahwärmenetzes darauf zu achten, dass ein unregelmäßiges Abwärmeangebot durch entsprechende Speicher oder andere, regenerative Quellen ausgeglichen werden kann. Weiterführende Informationen Informationen rund um Abwasserwärme der Berliner Wasserbetriebe Analyse zum Abwärmepotenzial der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt Die Einstrahlung der Sonne kann zur direkten Erwärmung eines Wärmeträgermediums genutzt werden. Diese Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie über Kollektoren wird Solarthermie genannt. Dabei kommen hauptsächlich Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren zum Einsatz. Bei Flachkollektoren sind Kupferrohre in eine verglaste Absorberebene eingelassen. Vakuumröhrenkollektoren zeichnen sich durch einzelne, parallele und vakuumierte Glasröhren aus, in denen das Heizrohr mit Absorber verläuft. In den Kollektoren strömt in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, auch Sole, Solarflüssigkeit oder Wärmeträgerflüssigkeit genannt. Das beigemischte Glykol dient als Frostschutz, um bei geringer Einstrahlung und Außentemperatur ein Einfrieren im Winter zu verhindern. Mit Vakuumröhrenkollektoren können höhere Temperaturen und damit höhere Erträge pro Kollektorfläche erzielt werden. Besondere Bauformen besitzen auch Parabolspiegel, die das Sonnenlicht stärker auf die Absorber konzentrieren. Auch Systeme, die Wasser statt Sole führen, werden eingesetzt. Der Vorteil besteht in der höheren Wärmekapazität von Wasser gegenüber Sole, wodurch höhere Erträge und Temperaturen erzielt werden können. In wasserführenden Systemen findet im Winter bei fehlender Einstrahlung in regelmäßigen Abständen eine Zwangsumwälzung des Wassers statt, wodurch ein Einfrieren des Wärmeträgermediums in den Rohren vermieden wird. Mit einem Jahresertrag pro benötigte Grundfläche von 150 kWhth/(m²*a), ist die durchschnittliche Flächeneffizienz von ST-Anlagen beispielsweise um den Faktor 30 höher als die von Biomasseheizwerken bei der Verwendung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen. In den letzten Jahren werden Solarthermie-Projekte zur Einspeisung in großstädtische Wärmenetze verstärkt umgesetzt. Bei der Einbindung von Solarthermischen Anlagen in Wärmenetze bietet sich sowohl die zentrale als auch die dezentrale Variante an. Zentrale Systeme speisen am Standort des Hauptwärmeerzeugers oft in einen vorhandenen Wärmespeicher ein. Dazu wird die Wärme von der Anlage über ein separates Rohrsystem zu der Heizzentrale geführt. Zu beachten: Im Sommer kann eine solarthermische Anlage die Deckung der gesamten Wärmelast übernehmen und je nach Auslegung auch einen Wärmespeicher füllen. Im Winter wird in der Regel ein weiterer Wärmeerzeuger eingesetzt, da Leistung und Wärmemenge aus der Solaranlage oft nicht ausreichen. Die Solarthermie kann in Wärmenetzen in Konkurrenz zu Grundlastquellen oder -Erzeugern stehen, z.B. Abwärme, Biomasse oder Blockheizkraftwerk (BHKW) und so den Bedarf an nötigem Wärmespeichervolumen erhöhen Eine Nutzung als Wärmequelle in kalten Netzen gestaltet sich schwierig, da die Sommertemperaturen zu hoch sind Weiterführende Informationen Solarthermie Wärmenetze PVT-Kollektoren sind ein Spezialfall der Sonnenenergienutzung. Sie kombinieren Photovoltaikzellen und solarthermische Kollektoren, um so Wärme und Strom in einem Modul zu erzeugen. Die verfügbare Dachfläche wird so optimal ausgenutzt. Die Kollektoren bestehen aus einem PV-Modul und einem rückseitig montiertem Wärmeübertrager. Dadurch, dass zeitgleich zur Stromerzeugung Wärme abgeführt wird, entsteht ein Kühleffekt, der zu einem höheren Stromertrag führt, da die Effizienz von PV-Modulen temperaturabhängig ist. PVT-Module gibt es in mehreren Varianten, die sich vor allem durch das Temperaturniveau der erzeugten Wärme unterscheiden. Für die Erzeugung hoher Temperaturen wird der Wärmeübertrager vollständig mit Wärmedämmung eingehaust. Dadurch geht jedoch der stromertragssteigernde Kühleffekt an den PV-Zellen verloren, sodass diese Module vor allem zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt werden. Als Wärmequelle für Wärmepumpen in Nahwärmenetzen eignen sich daher vor allem ungedämmte sogenannte unabgedeckte PVT-Kollektoren, bei denen die Rohre des Wärmeübertragers mit zusätzlichen Leitblechen für einen Wärmeübergang aus der Luft optimiert sind. Diese liefern ganzjährig Energie, die beispielsweise direkt in ein kaltes Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Weiterführende Informationen Informationen zu PVT-Modulen und Wärmepumpen im Rahmen des Forschungsprojektes integraTE Verwendung von PVT-Modulen im degewo Zukunftshaus In den oberen Erdschichten folgt die Bodentemperatur der Außenlufttemperatur. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur an und ist ab ca. 15 m unter Gelände Oberkante nahezu konstant. Die Wärme aus dem Erdreich kann über verschiedene horizontale und vertikale Erdwärmeübertrager oder auch Grundwasserbrunnen gewonnen und als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt werden. Horizontale Erdwärmeübertrager werden Erdkollektoren genannt. Es handelt sich hierbei um Rohrregister, üblicherweise aus Kunststoff, die horizontal oder schräg, spiral-, schrauben- oder schneckenförmig in den oberen fünf Metern des Untergrundes verlegt werden. Bei der häufigsten Nutzung der Erdwärme werden Erdsonden – meist Doppel-U-Rohrleitungen in vertikalen Tiefenbohrungen bis 100 m verwendet. Ab Tiefen über 100 m gilt Bergbaurecht, womit komplexere Genehmigungsverfahren verbunden sind, die eine Nutzung in kleinen, dezentralen Netzen in der Regel ausschließen. Perspektivisch wird durch das 4. Bürokratieentlastungsgesetz voraussichtlich die oberflächennahe Geothermie bis 400 m nicht mehr unter das Bergrecht fallen. Es können mehrere Sonden zu einer Anlage vereint werden. Hierbei ist durch einen ausreichenden Abstand der Sonden untereinander eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Auch zu benachbarten Grundstücken muss ein entsprechender Abstand gewahrt bleiben. In Erdwärmeübertragern wird ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, verwendet, da die Temperatur der Sole auch unter 0 °C fallen kann. Aufgrund des Einsatz Wassergefährdender Stoffe und weil der Eingriff in den Wärmehaushalt nach geltendem Recht eine Gewässernutzung darstellt, ist für Erdwärmesonden im Allgemeinen und Erdwärmekollektoren, die weniger als 1 m über dem höchsten Grundwasserstand verlegt werden, in Berlin eine wasserbehördliche Erlaubnis erforderlich. Als Alternative zu Erdsondenanlagen kommen bei größeren Anlagen auch Grundwasserbrunnen in Frage, bei denen über zwei Bohrungen die im Grundwasser enthaltene Wärme genutzt wird. Dabei dient eine Bohrung der Entnahme und eine weitere der Rückspeisung des entnommenen Wassers. Die Eignung des örtlichen Grundwasserleiters für eine Wärmeanwendung muss im konkreten Einzelfall geprüft werden. Für eng bebaute Gebiete eignet sich auch ein Koaxialsystem in Form eines Grundwasserzirkulationsbrunnens, welcher aus nur einer Bohrung besteht. Weiterführende Informationen Informationen und Anforderungen zur Erdwärmenutzung in Berlin Energieatlas mit geothermischen Potenzialen Informationen zur oberflächennahen Geothermie Beim Phasenübergang von flüssig zu fest gibt Wasser bei konstantem Temperaturniveau Energie in Form von Wärme ab. Diese Wärme, die allein bei der Aggregatzustandsänderung transportiert wird, wird als latente Wärme bezeichnet. Bezogen auf die Masse von 1 kg handelt es sich um die Erstarrungsenthalpie eines Stoffes, die bei Wasser in etwa der Energiemenge entspricht, die auch benötigt wird, um dasselbe 1 kg Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen. Zu- oder abgeführte Wärme, die eine Temperaturveränderung bewirkt, wird als sensible Wärme bezeichnet. In Eisspeichern wird eine Wassermenge, z.B. in einer unterirdischen Betonzisterne durch Wärmeentzug vereist. Dazu strömt ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, mit geringerer Temperatur als dem Gefrierpunkt von Wasser durch Rohrspiralen im Speicher. Durch den Temperaturgradienten kommt es zum Wärmetransport zwischen dem erstarrenden Wasser in der Betonzisterne und der Sole in den Rohrspiralen. Die latente Wärme aus dem Phasenübergang des Wassers wird an die Sole übertragen, welche sich dadurch erwärmt. Die erwärmte Sole dient wiederum einer Wärmepumpe als Wärmequelle. Am Verdampfer der Wärmepumpe gibt die Sole die Wärme wieder ab und kann anschließend erneut Wärme aus dem Eisspeicher aufnehmen. Durch Kombination mit Solarkollektoren kann die Effizienz der Anlage erhöht werden, wenn die damit gewonnene thermische Energie zur Regeneration des Eisspeichers genutzt wird. Weiterführende Informationen Informationen zu Eisspeichern Funktion und Kosten von Eisspeichern im Überblick Bei der Wärmebereitstellung durch Biomasse kommen in der Regel Anlagen zum Einsatz, in denen holzartige Biomasse verfeuert wird. Hierfür gibt es verschiedene Brennstoffe, die sich in Qualität und Kosten z.T. deutlich unterscheiden. Holzpellets sind kleine hochstandardisierte Presslinge mit einer Länge von 2 bis 5 cm, die in unter anderem aus Resten der Holzverarbeitung gepresst werden. Ihr Einsatz in Pelletkessel ist hoch automatisiert und damit nur wenig störanfällig. Dennoch sind jährlich kleinere Arbeiten durch z.B. Ascheaustragung o.ä. erforderlich. Zudem ist eine entsprechende Lagerhaltung in einem sogenannten Bunker inkl. Fördersystem erforderlich. Der Einsatz von Holzhackschnitzeln ist etwas arbeitsaufwändiger, da sowohl Brennstoff als auch das Gesamtsystem zur Wärmeversorgung weniger automatisierbar ist. Die Beschaffung des etwa bis zu 10 cm großen, mechanisch zerkleinerten Holzpartikel ist deutlich günstiger und sie können zudem auch in außenliegenden, überdachten Lagerbereichen oder Wirtschaftsgebäuden gelagert werden. Jedoch bestehen größere Anforderungen an die Einbringtechnik und den Betrieb einer Feuerungsanlage. Durch den gröberen Brennstoff, unterschiedliche Brennstoffqualitäten und Ascheaustrag, kann es gegenüber einem Pelletkessel zu häufigerem Arbeitsaufwand kommen, sodass regelmäßige Präsenzzeiten zur Betreuung erforderlich sind. Des Weiteren kann zur Verteilung des Brennstoffes auch schweres Arbeitsgerät vor Ort erforderlich werden. Neben einer reinen Verbrennung der Holzbrennstoffe kann in einem Vergaser auch Holzgas aus der Biomasse gewonnen werden, um diese anschließend in einem speziellen BHKW in Wärme und Strom umzuwandeln. Holz als Brennstoff ist ein vergleichsweise günstiger und preisstabiler Brennstoff, der jedoch einen gewissen Arbeitsaufwand mit sich bringt. Hierbei sind auch die gegenüber der Verbrennung von gasförmigen Energieträgern erhöhten Staubanteile im Abgas zu beachten, welche im urbanen Bereich stärkere Anforderungen an die Abgasreinigung und Ascheentsorgung mit sich bringen. Auch ist bei der Verwendung von nicht lokal verfügbarer Biomasse ein umfangreicher Logistikaufwand zu betreiben, was zu mehr Verkehr auf den Straßen und einer zusätzlichen Belastung durch Emissionen führt. Ebenso ist bei der Abwägung, ob die Wärme für ein Nahwärmenetz mit Holz erzeugt werden soll, zu berücksichtigen, dass Holz nur bedingt als „klimaneutral“ bezeichnet werden kann. Die Verbrennung setzt neben Feinstaub auch Treibhausgase wie CO 2 und Methan frei. Die Annahme, dass die Wärmeerzeugung mit Holz klimaneutral ist, setzt eine nachhaltige Waldbewirtschaftung voraus, bei der mindestens genauso viel Kohlenstoff durch das Wachstum neuer Bäume gebunden wird, wie durch die Verbrennung von Holz freigesetzt wird. Wird Holz aus nicht nachhaltiger Waldbewirtschaftung (beispielsweise der Abholzung von Urwäldern) für die Wärmeerzeugung verwendet, dann fällt die Bilanz der Umweltauswirkungen negativ aus. Eine stärkere Reduktion von Treibhausgasen kann zudem erreicht werden, wenn das Holz für langlebige Produkte (beispielsweise als Bauholz) verwendet wird, da der Kohlenstoff dann dem natürlichen Kreislauf auf längere Zeit entzogen wird und nicht als CO 2 in die Atmosphäre gelangt. Empfehlenswert für die Wärmeerzeugung ist daher vor allem Restholz aus Produktionsprozessen, das nicht für andere Nutzungen geeignet ist, sowie Altholz, das am Ende der Nutzungskaskade angekommen ist. Die Qualität von Holzbrennstoffen lässt sich verschiedenen Normen in Güteklassen einteilen. Hierfür dient bspw. die DIN EN ISO 17225 oder das DINplus-Zertifizierungsprogramm, um Vergleichbarkeiten zu ermöglichen und eine entsprechende Brennstoffqualität sicherzustellen. Des Weiteren sollten Nachweise über die Herkunft der Biomasse bei den Lieferanten angefragt werden, um möglichst regionale Produkte zu nutzen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt hat zu den Potenzialen von Biomasse in Berlin eine Untersuchung durchführen lassen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie beim Bundesumweltministerium: BMUV: Klimaauswirkungen von Heizen mit Holz sowie beim Umweltbundesamt: Heizen mit Holz . Weiterführende Informationen Hackschnitzel: Qualität und Normen FNR – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Für die Wärmeerzeugung aus Biogas existieren regionale unterschiedliche Möglichkeiten. Im ländlichen Raum kann häufig direkt Biogas aus Gärprozessen aus der Landwirtschaft verwendet werden. Abfallstoffe wie z.B. Gülle können dafür genutzt werden, wie auch eigens dafür angebaute Energiepflanzen. Die Verwendung von Anbaubiomasse zur Produktion von Biogas steht jedoch in starker Kritik und kann ebenso wie die Produktion von flüssigen Energieträgern auf die Formel ‚Tank oder Teller‘ reduziert werden. Daher wurde mit den letzten Novellen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) die Nutzung von Anbaubiomasse zu Biogasproduktion immer weiter eingeschränkt (Stichwort ‚Maisdeckel‘). Biogas kann vor Ort genutzt und in Wärme und Strom umgewandelt und verbraucht bzw. über ein kleines Nahwärmenetz verteilt werden. Für eine Einspeisung in das Erdgasnetz ist eine Methan-Aufbereitung des Gases erforderlich. In Berlin besteht die Möglichkeit, ein Biogas- bzw. Biomethanprodukt eines beliebigen Lieferanten aus dem öffentlichen Gasnetz zu beziehen. Dieses Biomethan ist in der Regel aufbereitetes Biogas, z.B. aus Reststoffen oder Kläranlagen, welches in das Netz an einem anderen Verknüpfungspunkt eingespeist wird. Vor Ort zur (Strom- und) Wärmeerzeugung wird dann bilanzielles Biomethan eingesetzt – ähnlich dem Bezug von Ökostrom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz. Der tatsächliche Anteil von Biomethan im Erdgasnetz entsprach im Jahr 2022 lediglich etwa 1 %. Bei dem Kauf gibt es entsprechende Nachweiszertifikate (z.B. “Grünes Gas Label” – Label der Umweltverbände oder TÜV) der Anbieter. Die Umsetzung in Wärme (und Strom) erfolgt dann klassisch über Verbrennungstechnologien wie Gaskessel oder BHKW.

Regionaler zellularer Verbund von Versorgungseinheiten mit Netzregelaufgaben

Für einen stabilen Netzbetrieb muss das Angebot an elektrischer Leistung stets dem Verbrauch entsprechen. Dazu halten die Übertragungsnetzbetreiber Regelleistung zur Primär- und Sekundärregelung sowie Minutenreserve vor. Mit der Zunahme der Leistungseinheiten mit volatiler Netzeinspeisung aus erneuerbaren Energien, wie Windkraft und Photovoltaik, erhöht sich permanent der Bedarf an Regelleistung. Gleichzeitig wird die eingespeiste Leistung aus konventionellen Großkraftwerken und damit die zur Verfügung stehende Regelleistung abnehmen. Aktuelle Studien zeigen zudem, dass in der Primärregelung künftig signifikant kürzere Reaktionszeiten und höhere Leistungsänderungsgeschwindigkeiten erforderlich sind. Die so entstehende Bedarfslücke kann künftig durch regionale zellulare Verbünde von Versorgungseinheiten abgedeckt werden. Sie sind gekennzeichnet durch eigene dezentrale Versorger-, Verbraucher- und Speicherkapazitäten , insbesondere Industriebetriebe mit eigenen Heizkraftwerken auf Basis von Gas, Biomasse oder Kohle mit Priorität der Wärmeversorgung, Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen sowie elektrische Batteriesysteme und thermische Speicher. Sie stellen nach außen einen Verbund mit positiver und negativer Regelreserve dar. Der Netzbetreiber kann die einzelnen Verbünde gestuft einsetzen und abrufen. Hierdurch entstehen zusätzliche Redundanzen, welche die Gesamtsystemstabilität erhöhen. Ziel des Vorhabens ist es zunächst, Lösungsansätze zu entwickeln, so dass regionale zellulare Verbünde von Versorgungseinheiten auch hochdynamische Netzregelaufgaben erfüllen können. Das komplexe Zusammenwirken von Energiebereitstellungs-, Nutzungs- und Speichereinheiten unterschiedlicher Energieformen stellt dabei eine besondere Herausforderung dar. Die Übernahme von Netzregelaufgaben muss ohne Abstriche bei Prozess- und Versorgungsstabilität, Betriebszuverlässigkeit und Anlagenlebensdauer erfolgen. Nur durch die Integration geeigneter Speicher, einer intelligenten Nutzung systeminhärenter Speicherkapazitäten sowie einer übergeordneten Steuerung und Überwachung des komplexen dezentralen Systems können die Anforderungen erfüllt werden. Als Entwicklungsplattform und Demonstrator soll das Technikum des Zentrum für Energietechnik (ZET) der TUD dienen. Es repräsentiert einen derartigen Verbund dezentraler Erzeuger- und Verbrauchereinheiten von Elektroenergie und Wärme mit Kopplung zum Strom- und Wärmenetz des lokalen Energieversorgers im Universitätscampus.

Die Potenzialanalysen zur Wärmeplanung

Übergeordnetes Ziel der Wärmeplanung ist es, bis spätestens 2045 eine nachhaltige Wärmeversorgung auf Basis möglichst emissionsarmer Wärmequellen aufzubauen. Die Identifikation geeigneter Wärmequellen und Untersuchungen zu der Frage, welche Energiemengen aus diesen Quellen zur Verfügung stehen, werden als Potenzialanalyse verstanden. Dabei können für jede Art von Wärmequelle unterschiedliche Ebenen der Potenziale betrachtet werden. Aus den unterschiedlichen Betrachtungsebenen resultieren unterschiedliche Energiemengen. Beispielsweise kann für die Quelle ‚Solarthermie‘ ermittelt werden, welche Energiemenge theoretisch auf der Gesamtfläche Berlins eingestrahlt wird, wieviel davon über technische Systeme nutzbar gemacht werden könnte oder welche Energiemenge unter Berücksichtigung vorherrschender Rahmenbedingungen auch als ‚erschließbar‘ zu bewerten ist. Mit der Tiefe der Betrachtungsebene werden die Einflussfaktoren vielfältiger und eine Analyse und Bewertung komplexer. In der Regel sinken auch die resultierenden Energiemengen. Eine eindeutige Abgrenzung der Ebenen über alle Potenziale hinweg ist schwierig, da mit den unterschiedlichen Arten an Wärmequellen sehr unterschiedliche Bedingungen für deren Erschließung verbunden sind. Im Rahmen der Potenzialanalyse nach § 16 Abs. 1 Wärmeplanungsgesetz (WPG) wird im Land Berlin die Betrachtung der verfügbaren Potenziale an erneuerbaren Energien und unvermeidbarer Abwärme vorgenommen, die zumeist zwischen dem reinen technischen Potenzial und einem als erschließbar zu definierendem Potenzial verortet werden können. Teilweise werden zunächst Flächenpotenziale oder grundsätzliche Bedingungen betrachtet, für die eine Übertragung in ein technisches Potenzial noch aussteht. Aufgrund der besonderen Bedeutung einer integrierten Wärmespeicherung und der örtlichen Flächenverfügbarkeit für Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien oder Abwärme wurden diese Aspekte im Rahmen der Potenzialanalysen mit abgebildet. In den unten folgenden Aufklappmenüs finden sich Informationen zu den untersuchten Teilbereichen. Hinweis: Für Außenluft als Wärmequelle beim Wärmepumpeneinsatz wurde keine spezifische Potenzialerhebung durchgeführt. Grundsätzlich steht diese Wärmequelle überall in Berlin zur Verfügung, ihre Nutzung führt aber gegenüber der Nutzung alternativer Wärmequellen wie Geothermie zu einer deutlich geringeren Energieeffizienz im Betrieb der Wärmepumpe. Die Reduktion des Wärmebedarfs durch energetische Sanierung und Effizienzmaßnahmen ist ein zentraler Baustein für die klimaneutrale Wärmeversorgung. In Berlin könnte der Wärmeverbrauch durch Sanierungen auf Effizienzhaus-Standard EH 55 70 theoretisch um 30 bis 40 % gesenkt werden. Das Zielszenario im Wärmeplan geht von einer etwa halb so hohen Reduktion aus, die durch eine mittlere Sanierungsrate von 1,7 % pro Jahr bis 2045 bei mittlerer Sanierungstiefe erreicht wird. Etwa 80 % der insgesamt möglichen Wärmebedarfsreduktion liegt bei den Mehrfamilienhäusern, die somit absolut gesehen das größte Einsparpotenzial aufweisen. Maßnahmen einer energetischen Sanierung können je nach Situation die Dämmung von Fassaden, Dächern und Kellerdecken, einen Fenstertausch sowie den Ersatz der alten Heizungsanlage oder die Optimierung der Heizungssteuerung umfassen. Eine fachlich versierte Abstimmung der einzelnen Sanierungselemente bei Berücksichtigung der Rahmenbedingungen führt dazu, dass der Bedarf an externen Energieträgern und die Spitzenlasten sinken, was sich unmittelbar auf die Kosten im Betrieb auswirkt. Um den individuellen Sanierungsbedarf eines Gebäudes zu bestimmen, sollte eine Energieberatung in Anspruch genommen werden. Eine Herausforderung stellen die hohen Investitionskosten und im Fall von Mietshäusern die damit verbundenen Fragen der Kostenteilung und Gewährleistung der sozialen Verträglichkeit dar. Förderprogramme wie die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützen die Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer bei der Finanzierung und können damit auch Mietsteigerungen begrenzen. In Berlin besteht eine hohe Nachfrage nach Flächen für die Umsetzung erneuerbarer Wärmeprojekte, die jedoch mit anderen Nutzungsansprüchen wie Wohnraum, Naturschutz, Verkehr und Gewerbe konkurriert. Eine Lösung liegt in der Mehrfachnutzung von Flächen , wie beispielsweise durch die Kombination von Sportflächen oder Parkplätzen mit Geothermiesonden oder die Nutzung von Dachflächen für Solarthermie. Herausforderungen sind die begrenzte Verfügbarkeit von Flächen, komplexe, teils in gegenseitiger Abhängigkeit stehende Nutzungs- und Erlaubnisregelungen und die Akzeptanz bei Grundstücks- und Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümern für entsprechende Eingriffe in öffentliche und private Räume. Hier sind zukünftig geeignete Wege zu identifizieren und Kompromisse zwischen den verschiedenen betroffenen Akteuren zu finden, um die Belange der Wärmewende in entsprechend abgewogener Art und Weise mit anderen Belangen in Einklang zu bringen und die vorhandenen Flächen möglichst effizient zu nutzen. Berlin verfügt über vielfältige Potenziale zur Nutzung erneuerbarer Energien und unvermeidbarer Abwärme für eine nachhaltige Wärmeversorgung. In den vergangenen Jahren konnten die Kenntnisse über die theoretischen und technischen Potenziale im Stadtgebiet deutlich erweitert werden. Zugleich steht die Fertigstellung einiger Potenzialanalysen, beispielsweise zur Gewässerthermie, noch aus, die Ergebnisse sollen bis Ende 2026 vorliegen. Bei der tiefen Geothermie und den Potenzialen für Aquiferwärmespeicher im Untergrund ist hingegen erst in den kommenden Jahren mit detaillierteren Ergebnissen zu rechnen. Wie hoch die tatsächlich erschließbaren Potenziale an erneuerbaren Energien und unvermeidbarer Abwärme insgesamt sind, lässt sich somit zum jetzigen Zeitpunkt nicht belastbar beziffern. In einigen Bereichen hängt das Erschließungspotenzial stark von der Aktivierung der begrenzt zur Verfügung stehenden Flächen oder von zukünftigen Marktentwicklungen ab. Nicht zuletzt beeinflussen die aktuellen politisch-rechtlichen Rahmenbedingungen und Förderprogramme die Erschließbarkeit. Eine Besonderheit der Berliner Wärmepotenziale ist das relativ niedrige Temperaturniveau der meisten Wärmequellen. Für die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser sind daher in den allermeisten Fällen Wärmepumpen erforderlich, sei es dezentral auf der Gebäudeebene oder als Groß-Wärmepumpen zur Einspeisung in Wärmenetze. Die Nutzung dieser Potenziale führt zu einer verstärkten Sektorkopplung, geht unmittelbar mit einer Elektrifizierung der Wärmeversorgung einher und stellt somit neue Anforderungen an das Stromnetz, abhängig von der Leistung der Wärmepumpen entweder auf der Niederspannungs- oder auf der Mittelspannungsebene. Eine kombinierte Nutzung verschiedener Quellen ist oftmals besonders vielversprechend, etwa der Einsatz von Solarthermie oder unvermeidbarer Abwärme zur Regeneration von Erdwärmesondenfeldern. Einige der in Berlin vorhandenen Potenziale sind insbesondere für den Einsatz in warmen oder kalten Wärmenetzen geeignet – oder können überhaupt nur in gebäudeübergreifenden Versorgungsstrukturen umfänglich genutzt werden. Grund dafür ist, dass die lokal verfügbaren Potenziale häufig deutlich über den Wärmebedarf einzelner Gebäude hinausgehen und Quelle und Senke in der Regel keine unmittelbare räumliche Deckung aufweisen. Die Luft-Wärmepumpe ist die aktuell die am häufigsten eingesetzte Technologie in der dezentralen Wärmeversorgung , Luft-Wärmepumpen werden auch zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Sie sind in der Regel jedoch deutlich weniger effizient als Erdwärmepumpen, das heißt sie benötigen mehr Strom pro erzeugter Kilowattstunde Wärme und sie gehen mit höheren Stromlasten an den kalten Tagen einher. In dicht bebauten Stadtgebieten können besondere Herausforderungen oder Hindernisse für Luft-Wärmepumpen bestehen, beispielsweise durch Geräuschemissionen und Lärmschutzanforderungen, begrenzte Aufstellflächen oder denkmalschutzrechtliche Vorgaben. Zudem können bei größeren Gebäuden wie Mehrfamilienhäusern oder Nichtwohngebäuden die hohen Stromanschlussleistungen ein Hindernis darstellen, wenn das lokale Niederspannungsnetz bereits ausgelastet ist.

Wärme aus Oberflächengewässern (Gewässerthermie)

Wasser verfügt über eine vergleichsweise hohe spezifische Wärmekapazität. Die in den Oberflächengewässern gespeicherte Umweltwärme kann bis zu einem gewissen Teil in Abhängigkeit von der Gewässertemperatur und der vorhandenen Wassermenge für die Wärmeversorgung nutzbar gemacht werden. Die thermische Nutzung von Oberflächengewässern ist vor allem in dicht besiedelten urbanen Räumen eine maßgebliche Option, zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung beizutragen. Dabei ist es jedoch wichtig, Flüsse und Seen nicht nur als Speicher thermischer Energie, sondern auch als Lebensräume und komplexe Ökosysteme zu betrachten. Aus diesem Grund ist eine systemische interdisziplinäre Betrachtungsweise unabdingbar. Berlin ist von zahlreichen Gewässern durchzogen. Allein die großen Flüsse Spree, Dahme und Havel durchfließen Berlin auf einer Länge von 89 km und weiten sich teilweise zu Flussseen aus. Die Berliner Kanäle haben eine Gesamtlänge von insgesamt 67 km und die kleineren Nebengewässer von ca. 75 km. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl an Seen, Teichen und Weihern. Alle diese Gewässer prägen nicht nur das Bild der Stadt, sind jedoch nur zum Teil auch als Quelle für die Wärmeversorgung insbesondere von Wärmenetzen geeignet. Alle Informationen des Landes zu den Oberflächengewässern Berlins und die Anforderungen an deren Nutzung finden hier: Oberflächengewässer Berlins Das Land Berlin ist aktuell dabei, georeferenzierte Daten zu den thermischen Potenzialen der Berliner Fließgewässer und Seen unter Berücksichtigung der ökologischen, wasserwirtschaftlichen und energietechnischen Anforderungen zu erarbeiten und diese über Kartenmaterial verfügbar zu machen. Mit diesen Informationen bekommen handelnde Akteure, wie Wärmeversorgende, Netzbetreibende, Planungsbüros und Energieagenturen die Möglichkeit, im Rahmen einer Konzeptionierung innovativer Wärmeversorgungssysteme die potentielle Entzugsleistung aus naheliegenden Gewässern oder einem Gewässerabschnitt ableiten zu können. Für Deutschland existierte bisher keine einheitliche Methodik zur Ermittlung der hydrothermischen Potenziale aus Oberflächengewässern unter Berücksichtigung ökologischer und wasserwirtschaftlicher Anforderungen sowie deren Darstellung in Potenzialkarten. Aus diesem Grund hat die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt (SenMVKU) ein Projekt zur Konzeptentwicklung und Bestimmung der thermischen Potentiale von Oberflächengewässern im Land Berlin gestartet. Das Projekt setzt sich aus drei wesentlichen Teilen zusammen: Konzeptentwicklung zur Bestimmung der Potenziale und die Erstellung von Potenzialkarten Umsetzung des Konzeptes durch modelltechnische Anpassungen des Berliner Gewässermodells BIBER Einbindung der georeferenzierten Potenzialdaten in das Wärmekataster Ende Januar 2023 wurde die JENA-GEOS-Ingenieurbüro GmbH mit der Konzeptentwicklung beauftragt, welche mittlerweile abgeschlossen ist. Die Ergebnisse umfassen die Entwicklung einer Methode zur Bestimmung der Potenziale sowie deren räumlich verortete Darstellung mittels GIS-Files für die Integration in das Berliner Wärmekataster. Ebenso Teil der Konzeptentwicklung ist die Definition des Ist-Zustands unter den vorliegenden Randbedingungen sowie die Entwicklung zweier Zukunftsszenarien für das Jahr 2045 mit angepassten Randbedingungen. Zur realistischen Bestimmung der Potenziale sind sowohl die rechtlichen und wasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen als auch ökologische und energietechnische Anforderungen zu berücksichtigen. Für die Integration in das Wärmekataster sind bestimmte modelltechnische Anforderungen zu erfüllen. Zur praxisnahen Einordnung und Verifizierung der Rahmenbedingungen und Anforderungen wurden daher vier Workshops unter Beteiligung unterschiedlichster Akteure durchgeführt. Weiterführende Informationen zum Wärmekataster Das Potenzial der großen Berliner Flüsse und Kanäle (schiffbare Gewässer 1. Ordnung) wird modellgestützt (BIBER) ermittelt werden. Dabei dient der Ist-Zustand der Kalibrierung des Modells und zur Abschätzung der erreichbaren Modellgenauigkeit auf Grundlage der bestehenden Datenverfügbarkeit. Das in der Zukunft mit dem Zeithorizont 2045 vorhandene thermische Potenzial wird anhand von zwei Zukunftsszenarien ermittelt. Die modelltechnische Anpassung ist zurzeit in der Realisierung, sodass die georeferenzierten Potenzialdaten in Form von Kartenmaterial erstellt und in das Wärmekataster eingebunden werden können. Parallel wurde im 1. Quartal 2024 durch den Fachbereich der Landeshydrologie im Haus der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt eine Masterarbeit betreut, welche zum Ziel hatte, eine Bestimmung des hydrothermischen Potenzials an den einzelnen Messstationen der Berliner Fließgewässer 1. Ordnung auf Basis von Beobachtungsdaten (Messdaten) sowie unter Beachtung wasserwirtschaftlicher Bedingungen und einschlägiger Anforderungen zu ermitteln. Die Arbeit von Jördis Lehmann wurde für den Tag der Hydrologie 2024 in einem Poster zusammengefasst, welches folgend zum Download verfügbar ist.

ReFlex: Replicability Concept for Flexible Smart Grids, Wüstenrot Germany

Introduction: By 2020, the community Wuestenrot wants to cover its energy needs through the utilization of renewable energy sources, such as biomass, solar energy, wind power and geothermal energy, within the town area of 3000 hectares. In order to elaborate a practicable scheme for realizing this idea in a 'real' community and to develop a roadmap for implementation, the project 'EnVisaGe' under the leadership of the Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart) was initiated. Accompanying particular demonstration projects are a) the implementation of a plus-energy district with 16 houses connected to a low exergy grid for heating and cooling, b) a biomass district heating grid with integrated solar thermal plants. Project goal: The aim of the project is to develop a durable roadmap for the energy self-sufficient and energy-plus community of Wüstenrot. The roadmap shall be incorporated in an energy usage plan for the community, that shall be implemented by 2020 and brings Wüstenrot in an energy-plus status on the ecobalance sheet. A main feature within the EnVisaGe project is the implementation of a 14,703-m2 energy-plus model district called 'Vordere Viehweide'. It consists of 16 residential houses, supplied by a cold local heating network connected to a large geothermal ('agrothermal') collector. Here PV systems for generating electricity are combined with decentralised heat pumps and thermal storage systems for providing domestic hot water as well as with batteries for storing electricity. Another demonstration project is a district heating grid fed by biomass and solar thermal energy in the neighbourhood 'Weihenbronn'. It's based on a formerly oil-fired grid for the town hall and was extended to an adjacent residential area.

Förder- und Finanzierungsmöglichkeiten

Die Realisierung eines neuen Nahwärmenetzes sowie die Dekarbonisierung und der Ausbau bestehender Netze sind mit hohen Investitionskosten verbunden. Einen allgemeinen Überblick zu verschiedenen Finanzierungsmöglichkeiten bietet das Handbuch „Finanzierungsmodelle der sozialverträglichen Wärmewende“. Der Bund und das Land Berlin bieten verschiedene Fördermöglichkeiten, um die Umsetzung von Nahwärmeprojekten finanziell zu unterstützen. Förderprogramme auf Bundes- und Landesebene werden regelmäßig angepasst, z.B. aufgrund neuer gesetzlicher Rahmenbedingungen, veränderter politischer Zielsetzungen oder der aktuellen Verfügbarkeit von Finanzmitteln. Zu den aktuellen Förderbedingungen und weiteren Einzelheiten wie der Höhe der möglichen Förderung sowie gegebenenfalls geltende Antragsfristen und Laufzeiten informieren Sie sich daher bitte auf den Webseiten der hier vorgestellten Programme. Wenn Sie recherchieren möchten, ob gegebenenfalls noch weitere Fördermöglichkeiten für Ihr Vorhaben infrage kommen, empfehlen wir Ihnen die Förderdatenbank des Bundes . Bundesförderung effiziente Gebäude: Gebäudenetze Bundesförderung effiziente Wärmenetze (BEW) Berliner Programm für nachhaltige Entwicklung (BENE 2) KfW Förderkredit Erneuerbare Energien Förderung von Wärmenetzen gemäß Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz Umweltinnovationsprogramm Die Bundesförderung effiziente Gebäude (BEG) fördert seit dem 1. Januar 2024 den Austausch fossil betriebener Heizungen gegen neue Heizungen auf Basis Erneuerbarer Energien. Dies wird nach dem Gebäudenenergiegesetz (GEG) schrittweise zum verpflichtenden Standard für neue Heizungen. Die BEG fördert die Umsetzung zahlreicher unterschiedlicher Maßnahmen, die zur Wärmewende beitragen. Für Akteure, die kleine Nahwärmenetze realisieren möchten, ist dabei von Bedeutung, dass auch die Errichtung, der Umbau oder die Erweiterung sogenannter Gebäudenetze förderfähig ist. Als Gebäudenetze werden gemäß § 3 Absatz 1 Nr. 9a des GEG Netze zur Versorgung von kleineren Gebäudeensembles mit Wärme und ggf. Kälte bezeichnet, die zwei bis 16 Gebäude und bis zu 100 Wohneinheiten umfassen. Auch der Anschluss an ein bestehendes Gebäudenetz kann gefördert werden. Um Förderung für ein Gebäudenetz zu erhalten, muss die Wärmeerzeugung zu mindestens 65% aus erneuerbaren Energien oder vermeidbarer Abwärme erfolgen. Zudem ist zu beachten, dass Anträge für die Errichtung oder Erweiterung sowie den Umbau von Gebäudenetzen über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) laufen, während Anträge für den Anschluss an bestehendes Wärmenetz (auch ein Gebäudenetz) ausschließlich an die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gestellt werden können. Weiterführende Informationen zur Bundesförderung für effiziente Gebäude Das Förderprogramm Bundesförderung effiziente Wärmenetze (BEW) unterstützt den Neubau von Wärmenetzen, die mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien oder unvermeidbarer Abwärme betrieben werden, sowie die Dekarbonisierung vorhandener Netze. Die Förderung kann von Unternehmen, Kommunen, kommunalen Eigenbetriebe, Unternehmen oder Zweckverbänden, eingetragenen Vereinen sowie eingetragenen Genossenschaften beantragt werden. Verwaltet wird das Programm durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Die BEW ist in vier Module unterteilt, die zeitlich aufeinanderfolgenden Projektphasen entsprechen. Modul 1 fördert Machbarkeitsstudien, um die technische Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit eines geplanten Wärmenetzes zu untersuchen, sowie Transformationspläne, die Möglichkeiten des Umbaus bestehender Netze betrachten. Modul 2 ist als systemische Förderung für die Errichtung eines Wärmenetzes oder den Umbau eines bestehenden Netzes konzipiert. Voraussetzung für die Förderung ist das Vorliegen einer Machbarkeitsstudie oder eines Transformationsplans. Gefördert werden können alle Investitionen in die Erzeugung, Verteilung und Übergabe der Wärme einschließlich der dafür notwendigen Planungsleistungen. Modul 3 fördert Einzelmaßnahmen an Bestandsnetzen, für die ein Transformationsplan vorliegt. Die Maßnahmen müssen zur Dekarbonisierung beitragen – zum Beispiel können Wärmepumpen, Solarthermieanlagen oder Wärmespeicher gefördert werden. Modul 4 beinhaltet die Betriebskostenförderung für die Erzeugung von Wärme durch Solarthermieanlagen sowie strombetriebene Wärmepumpen, die in Wärmenetze eingespeist wird. Weiterführende Informationen zur Bundesförderung effiziente Wärmenetze Das Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE 2) unterstützt die Umsetzung von Maßnahmen für den Umwelt- und Klimaschutz in Berlin mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). In der aktuellen Förderperiode (2021-2027) ist BENE 2 in sechs Förderschwerpunkte gegliedert. Relevant für investive Maßnahmen zu Wärmenetzen ist dabei insbesondere der Förderschwerpunkt 3, “Intelligente Energiesysteme, Netze und Speichersysteme”. Gefördert werden Investitionen in die Verknüpfung und Ergänzung vorhandener Energieinfrastrukturen, die Flexibilisierung und intelligente Steuerung von Energieerzeugung und Energieverbrauch sowie die Speicherung und Nutzung von Überschussstrom aus Erneuerbaren Energien. Darüber hinaus können auch Machbarkeitsstudien und anwendungsorientierte Forschungsvorhaben gefördert werden. Im ‚Förderschwerpunkt 1: Energieeffizienz‘ werden unter dem Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“ Vorhaben von öffentlichen und privaten Unternehmen sowie Vorhaben in öffentlich zugänglichen Gebäuden gefördert, die zur Steigerung der Energieeffizienz und / oder zur Senkung der Emission klimaschädlicher Gase beitragen. Die Förderung betrifft energieeffiziente, technologieoffene Lösungen auch zur Umstellung von Heizungsanlagen mit fossilen Brennstoffen auf Fernwärme und der Nutzung regenerativer Energien sowie Abwärme aus beispielsweise Abwasser- und Abluft. In Bezug auf BENE 2 ist zu beachten, dass die Förderung beihilferechtlich als Subvention einzuordnen ist. Unternehmen, die BENE2-Förderung beantragen, müssen daher ggf. die Vorgaben der De-minis-Verordnung oder Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung AGVO beachten. Weitere Informationen zum Förderschwerpunkt 3: Intelligente Energiesysteme, Netze und Speichersysteme Die Errichtung, der Erwerb oder die Erweiterung von Anlagen zur Erzeugung von Wärme aus erneuerbaren Energien sowie Wärme- und Kältenetze und Wärme- bzw. Kältespeicher werden von der KfW mit dem Förderkredit 270 “Erneuerbare Energien” unterstützt. Der Förderkredit kann von Unternehmen, Körperschaften, Stiftungen und Anstalten des öffentlichen Rechts sowie kommunalen Zweckverbänden genutzt werden. Für Privatpersonen und gemeinnützige Antragsteller gilt, dass zumindest ein Teil der erzeugten Wärme eingespeist werden muss. Der Kredit kann mit anderen Fördermöglichkeiten kombiniert werden. Weitere Informationen zum Förderkredit der KfW Im Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz – KWKG 2023, Abschnitt 4) hat die Bundesregierung eine investive Förderung für Wärme- und Kältenetze vorgesehen, wenn in diesen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zum Einsatz kommen. Um den KWK-Zuschlag zu erhalten, muss die Versorgung der Abnehmer zu mindestens 75 Prozent aus KWK-Anlagen oder in Kombination mit Wärme aus KWK-Anlagen, erneuerbaren Energien und industrieller Abwärme erfolgen. Die Förderung ist beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) zu beantragen, dabei sind nur die Betreiber von Netzen als Antragsteller zugelassen. Abnehmer können die Förderung nicht beantragen, jedoch sind Betreiber, die sie in Anspruch nehmen, dazu verpflichtet, den Teil der Förderung, der auf die Hausanschlusskosten entfällt, an die Abnehmer weiterzugeben. Weitere Informationen zur Förderung nach Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG ) Falls bei einem geplanten Wärmenetzvorhaben innovative Technik oder eine neue Kombination bereits bekannter Technik zum Einsatz kommen soll, dann ist ggf. eine Förderung aus dem Umweltinnovationsprogramm (UIP) möglich. Hierbei handelt es sich um ein Spitzenförderprogramm des Bundesumweltministeriums zur Unterstützung von großtechnischen Demonstrationsvorhaben, die beispielhaft die Nutzung innovativer Technik zur Umweltentlastung zeigen, unter anderem durch Energieeinsparung, Energieeffizienz oder den Einsatz erneuerbarer Energien. Bei der Förderung durch das UIP werden kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) bevorzugt. Die Projektskizzen werden durch das Umweltbundesamt fachlich geprüft, während die finanz- und verwaltungstechnische Abwicklung durch die KfW erfolgt. Eine Förderung aus dem UIP kann in zwei unterschiedlichen Formen erfolgen: Als Investitionszuschuss oder als Zinszuschuss zur Verbilligung eines Darlehens der KfW. Eine Kumulation mit anderen Zuschüssen aus Bundes- oder Landesförderprogrammen ist jedoch nicht möglich. Die Höhe der Förderung richtet sich nach den Vorgaben über die beihilfefähigen Kosten und zulässigen Beihilfehöchstintensitäten der Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung (AGVO). Weiterführende Informationen zum Umweltinnovationsprogramm

Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung

Im Projekt 'Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung sind erste Ansätze zur energetischen Stadtplanung auf Basis des Energiemodells URBS entwickelt worden. Die Analyse erlaubt eine Einteilung der Stadt in Vorranggebiete bezüglich der Wärmeversorgung. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Analysemodulen. Der erste Schritt besteht in der Erstellung einer Gebäudedatenbank. Alle Gebäude der Stadt sollen hinsichtlich ihrer Geometrie, des Gebäudealters, der Bauweise, des aktuellen Energieverbrauches usw. enthalten sein. Diese Informationen werden dann genutzt, um den gegenwärtigen und zukünftigen Wärmeverbrauch zu bestimmen. Der zukünftige Gebrauch wird unter der Annahme verschiedener Sanierungsmaßnahmen bestimmt. Der erste Schwerpunkt der Arbeit liegt auf einer Analyse der Verdichtung und Ausweitung des bestehenden Fernwärmenetzes. Mit Hilfe der Gebäudedatenbank wird analysiert wo und zu welchen Kosten die Fernwärme ausgebaut werden könnte. Die Erhebungen aus dieser Analyse werden dann im nächsten Schritt an das Optimierungsmodell IJRBS übergeben. Im nächsten Schritt werden verschiedene Wärmeversorgungsmöglichkeiten hinsichtlich der technischen Realisierbarkeit und der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit untersucht. Der zweite Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf Wärmepumpen. Hierfür wurde ein eigenes Bodenmodell entworfen. Mit dem Modell kann bestimmt werden, wo welche Menge an Energie aus dem Boden entzogen werden kann, ohne bestimmte Nachhaltigkeitskriterien zu verletzten. All diese Informationen werden in das Energiemodell URBS-Augsburg eingepflegt. Neben der Warme- wird auch die Stromversorgung im Modell abgebildet. Anhand des Modells kann dann untersucht werden welche Technologien und Maßnahmen eingesetzt werden sollten um gesetzte Klimaschutzziele zu erreichen. Ein entscheidendes Ergebnis des Modells zeigt die starke Abhängigkeit der lokalen Entwicklung in Augsburg von der allgemeinen Entwicklung der Stromerzeugung in Deutschland. Wenn eine überregionale Lösung beispielsweise mit viel off-shore Wind und Ansätzen wie Desertec realisiert wird, dann wird in Augsburg durch die Optimierung wenig eigner Strom erzeugt, Kraft- Wärme-Kopplung und Fernwärme werden nicht ausgebaut. Städtische Klimaschutzziele sollten in diesem Fall durch Einsparungsmaßnahmen im Gebäude-Wärmebereich vorangetrieben werden. Ist die Entwicklung hin zu klimaneutralem Strom in Deutschland schleppend, dann muss in Augsburg viel mehr 'grüner ' Strom erzeugt werden. Hier kann dann der Kraft-Wärme-Kopplung eine zentrale Rolle zukommen. Die Ausweitung dieses Ergebnisses ist dringend notwendig, da sie für die aktuelle politische Diskussion von zentraler Bedeutung sind.

Voraussichtliche Wärmeversorgungsgebiete Krefeld

Die voraussichtlichen überwiegenden Wärmeversorgungsgebiete wurden im Rahmen der Erstaufstellung der kommunalen Wärmeplanung (KWP) ermittelt. Die kommunale Wärmeplanung ist ein strategisches Planungsinstrument, das aufzeigt, wie die bestehende Wärmeversorgung in Krefeld auf erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme umgestellt werden kann. Damit bietet die KWP insbesondere Gebäudeeigentümern und Unternehmen eine Entscheidungsgrundlage für die Umsetzung einer wirtschaftlichen, verlässlichen und klimafreundlichen Wärmeversorgung. Die KWP stellt eine unverbindliche Empfehlung dar, ersetzt keine Detailplanung und begründet keine Versorgungsansprüche gegenüber den Energieversorgern. Weitere Informationen rund um das Thema Wärmewende inklusive häufig gestellter Fragen, Fördermittel und Sanierungscheck erhalten Sie unter: https://www.alt-bau-neu.de/krefeld Mehr Informationen zu den einzelnen Versorgungsgebieten: Bestehendes Fernwärmnetz und/oder geplante Netzverdichtung bis 2030 In den dunkelblauen Gebieten besteht aktuell bereits ein Fernwärmenetz. Sie können Ihre funktionierende Heizung weiterhin nutzen. Wenn ein Heizungsaustausch ansteht, können Sie einen Anschluss an die Fernwärme prüfen. Es besteht kein Anschlusszwang, aber auch keine Versorgungsgarantie. Die Fernwärme soll im Nachverdichtungsgebiet die überwiegende, jedoch nicht die einzige Wärmeversorgungsart darstellen und eignet sich insbesondere für (große) Mehrfamilienhäuser und Nichtwohngebäude mit einem spezifischen Wärmebedarf von ≥ 150 kWh/m²*a. Bei konkretem Interesse an einer Fernwärmeversorgung wenden Sie sich bitte über folgenden Link an die SWK ENERGIE: https://www.swk.de/geschaeftskunden/de/waerme/fernwaerme-in-krefeld Fernwärmeausbaugebiet bis 2035 Nach derzeitigem Planungsstand der Kommunalen Wärmeplanung könnte Fernwärme zukünftig eine Option in diesem Gebiet werden. Die Kommunale Wärmeplanung wird spätestens 2031 überprüft und fortgeschrieben. Dann findet eine Anpassung der Ausbauplanung an reale Bedingungen statt. Dabei könnten sich einzelne Fernwärmeausbaugebiete in Gebiete dezentraler Wärmeversorgung verändern. Eine Reduktion des Energieverbrauchs durch Sanierung erleichtert sowohl den gegebenenfalls zukünftig möglichen Anschluss an ein Fernwärmenetz als auch den Einbau einer Wärmepumpe. Wenn akut ein Heizungsaustausch ansteht, müssen die jeweiligen gültigen Gesetzte, insbesondere das Gebäudeenergiegesetz (GEG) oder entsprechende Nachfolger eingehalten werden Fernwärmeausbaugebiet bis 2040 mit geplanter Nachverdichtung bis 2045 Nach derzeitigem Planungsstand könnte Fernwärme zukünftig eine Option für Sie werden. Die KWP wird spätestens 2031 und 2036 überprüft und fortgeschrieben. Dann findet eine Anpassung der Ausbauplanung an reale Bedingungen statt. Dabei könnten sich einzelne Fernwärmeausbaugebiete in Gebiete dezentraler Wärmeversorgung verändern. Eine Reduktion des Energieverbrauchs durch Sanierung erleichtert sowohl den gegebenenfalls zukünftig möglichen Anschluss an ein Fernwärmenetz als auch den Einbau einer Wärmepumpe. Wenn akut ein Heizungsaustausch ansteht, müssen die jeweiligen gültigen Gesetzte, insbesondere das Gebäudeenergiegesetz (GEG) oder entsprechende Nachfolger eingehalten werden Wärmenetzprüfgebiete Die rosa gefärbte Fläche zeigt ein Wärmenetzprüfgebiet. Hier wird die Stadt Krefeld mit interessierten Projektierern prüfen, ob ein neues Wärmenetz technisch realisiert und wirtschaftlich betrieben werden kann. Die KWP wird spätestens 2031 überprüft und fortgeschrieben. Dann findet eine Anpassung der Ausbauplanung an reale Bedingungen statt. Dabei könnte sich dieses Prüfgebiet in ein tatsächliches Wärmenetzgebiet mit einer konkreten Ausbauplanung wandeln. Eine Reduktion des Energieverbrauchs durch Sanierung erleichtert sowohl den gegebenenfalls zukünftig möglichen Anschluss an ein Fernwärmenetz als auch den Einbau einer Wärmepumpe. Wenn akut ein Heizungsaustausch ansteht, müssen die jeweiligen gültigen Gesetzte, insbesondere das Gebäudeenergiegesetz (GEG) oder entsprechende Nachfolger eingehalten werden. Dezentrale Wärmeversorgung / Wasserstoffmöglichkeitsgebiete In Ihrem Gebiet wird kein Fernwärmeausbau stattfinden. In diesem Gebiet besteht eventuell zukünftig die Möglichkeit, dass insbesondere für (große) Mehrfamilienhäuser oder Nichtwohngebäude eine Versorgung mit Wasserstoff in Frage kommen könnte. Das hängt insbesondere von der Verfügbarkeit von Wasserstoff und entsprechenden Preisen ab. Nach aktuellem Stand sind dezentrale Wärmelösungen wie elektrisch betriebene Wärmepumpen in der Regel die wirtschaftlichere Option. Weitere Informationen rund um das Thema Wärmewende inklusive häufig gestellter Fragen, Fördermittel und Sanierungscheck erhalten Sie unter: https://www.alt-bau-neu.de/krefeld. Wasserstoffmöglichkeitsgebiete: Eventuell ist hier eine zukünftige Nutzung des Gasnetzes für den Transport von Wasserstoff für Prozesswärme und gegebenenfalls - bei Gewährleistung einer professionellen Gebäudebewirtschaftung - für Gebäudeanwendungen möglich. Die Verfügbarkeit und die Kosten für Wasserstoff sind aktuell noch nicht hinreichend absehbar. Gebiete dezentraler Wärmeversorgung Dabei handelt es sich um Gebiete, die überwiegend nicht über ein Wärmenetz versorgt werden sollen. In den als „Dezentrale Wärmeversorgung“ gekennzeichneten Gebieten sind elektrisch betriebene Wärmepumpen vorzugsweise einzusetzen und ein wesentlicher Baustein zur Wärmewende in Krefeld. Sofern sich ein Gebäude aus technischen, wirtschaftlichen oder genehmigungsrechtlichen Gesichtspunkten nicht für den Einsatz von Wärmepumpen eignen sollte und in der Sanierungstiefe begrenzt ist, sind alternative dezentrale Versorgungslösungen vorzusehen, zum Beispiel Biomasseheizungen. Weitere Informationen rund um das Thema Wärmewende inklusive häufig gestellter Fragen, Fördermittel und Sanierungscheck erhalten Sie unter: https://www.alt-bau-neu.de/krefeld

Geothermie

„Geothermie“ oder „Erdwärme“ ist die unterhalb der Oberfläche der festen Erde gespeicherte Energie in Form von Wärme und zählt zu den regenerativen Energien. Diese beruht im Wesentlichen auf der von der Sonne eingestrahlten Wärmeenergie und dem nach oben gerichteten, terrestrischen Wärmestrom. Die von der Sonne eingestrahlte und von der Erdoberfläche an die Atmosphäre wieder abgegebene Wärmeenergie beeinflusst hierbei maßgeblich die Temperaturen im oberflächennahen Bereich bis etwa 15 bis 20 Metern Tiefe. Hier finden jahreszeitlich bedingte Temperaturschwankungen statt. In größerer Tiefe ist nur noch der terrestrische Wärmestrom maßgebend. Ursache ist die bei der Erdentstehung freigewordene Energie und der Zerfall radioaktiver Isotope. Mit der Tiefe nehmen die Temperaturen hier um durchschnittlich etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe zu. Man spricht auch von der „geothermischen Tiefenstufe“ oder dem „geothermischen Gradienten“. In einer Tiefe von etwa 20 m ist eine unbeeinflusste Temperatur von ca. 9 °C zu erwarten, in 100 m 12 °C und in 1.000 m etwa 40 °C. Der Transport der Wärme erfolgt durch Wärmeleitung von Teilchen zu Teilchen (Konduktion), aber auch durch bewegte Teilchen, also durch Grundwasserfluss (Konvektion). Berlin hat sich vorgenommen, bis spätestens im Jahr 2045 klimaneutral zu werden. Um dies zu erreichen, gilt es, gerade auch die Wärmeversorgung in der Stadt auf erneuerbare Energiequellen umzustellen. Denn fast die Hälfte des gesamten Berliner Endenergiebedarfs entfällt auf die Raumwärme und Warmwasserversorgung von Gebäuden. Bereitgestellt wird diese Wärme derzeit noch zu mehr als 90 Prozent über fossile Energieträger, also Kohle, Erdgas und Öl. Dies muss sich schnellstmöglich ändern. Dabei kann die Tiefe Geothermie – die emissionsfreie Förderung und Nutzung heißen Wassers aus tiefen Bodenschichten – eine wichtige Rolle spielen. Das genaue Potenzial im Berliner Untergrund ist noch unklar und muss erst präzise erkundet werden. Doch schon jetzt schätzen Geologen auf Grundlage bisheriger Erkenntnisse, dass bis zu einem Fünftel der benötigten Wärme mit Hilfe Tiefer Geothermie zur Verfügung gestellt werden könnte, etwa in Nah- und Fernwärmenetzen, über die Berliner Haushalte versorgt werden. Die Technik dazu ist bewährt und wird deutschlandweit in Dutzenden von Anlagen erfolgreich angewandt. Bild: SenMVKU Tiefe Geothermie. Erdwärme für Berlin Tiefe Geothermie, also Wärme, die in den Tiefen der Erde verfügbar ist, soll ein essenzieller Teil der Berliner Wärmeversorgung werden. Wir haben die wichtigsten Details für Sie zusammengestellt. Weitere Informationen Um das geothermische Potenzial von Berlin zu ermitteln, wurde in den Jahren 2009 bis 2012 die „Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des Landes Berlin“ aufgeteilt in drei Module erarbeitet. Die Ergebnisse zu Modul 1, Grundlagenermittlung , und zu Modul 2, Ermittlung des geothermischen Potenzials und dessen Darstellung, bildeten Grundlagen für die Darstellung der Potenzialkarten . Die Arbeiten zu Modul 3, Thermisch-hydraulische Modellierung, sind in der Zusammenfassung der Berichte (Modul 1 bis 3) enthalten, die nachfolgend als Download zur Verfügung steht. Im Jahr 2023 wurde eine aktualisierte Potenzialstudie zur Mitteltiefen Geothermie in Berlin erstellt, welche die Ergebnisse aus verschiedenen Forschungsprojekten der vorangegangenen 10 Jahren berücksichtigt. Aus dem Verbundprojekt „TUNB – Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken“ ist ein dreidimensionales Modell des Norddeutschen Beckens verfügbar, welches für den Raum Berlin mittels zusätzlicher Daten aus 2D/3D-Seismik und Bohrungen verfeinert wurde. Anschließend erfolgte eine geothermische Parametrisierung der potenziellen Nutzhorizonte, wobei vor allem auf die Ergebnisse der Verbundprojekte Sandsteinfazies, GeoPoNDD und MesoTherm zurückgegriffen wurde. Die aktualisierte Potenzialstudie und die Daten des 3D-Untergrundmodells stehen nachfolgend als Download zur Verfügung. Die Studie untersucht die hydrochemischen Rahmenbedingungen für die Nutzung des Mittleren Buntsandsteins im Raum Berlin für die tiefe Geothermie. Im Fokus steht das Risiko von Salzausfällungen in hochsalinen Thermalwässern sowie deren Einfluss auf Betrieb und Wirtschaftlichkeit geothermischer Dubletten. Auf Basis einer umfassenden Datenrecherche und Modellbetrachtung werden Fluidzusammensetzungen, Mineralisationsgrade und mögliche Ausfällungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere bei hohen Temperaturen, starker Abkühlung und bestimmten Betriebsbedingungen Risiken für Halit- und Sulfatausfällungen bestehen. Die Studie liefert damit wichtige Grundlagen für die Planung, Auslegung und sichere Nutzung geothermischer Anlagen in Berlin. Im Ballungsraum von Berlin ist die Temperatur des Untergrundes durch den Menschen tiefgreifend erwärmt. Der Anstieg der durchschnittlichen Oberflächentemperatur durch die globale Klimaerwärmung hat diesen Prozess zusätzlich noch verstärkt. Dies zeigen langjährige Temperaturmessungen in Grundwassermessstellen unter einer Tiefe von 20 m unter Gelände, unterhalb der jahreszeitliche Temperatureinflüsse durch die Sonne ausgeschlossen sind. In einigen Innenstadtgebieten sind Temperaturbeeinflussungen bis in über 80 m nachgewiesen. Die flächenhaft im Untergrund des Landes Berlin durchgeführten Temperaturmessungen zeigen deutlich, dass im zentralen Innenstadtbereich die Durchschnittstemperatur des Untergrundes und damit auch des Grundwassers zum Teil um mehr als 4 °C gegenüber den dünner besiedelten Randbereichen anthropogen bedingt erhöht ist. Die Temperaturmessungen belegen auch, dass sich dieser Temperaturanstieg zunehmend auch flächenhaft in größeren Tiefen bemerkbar macht. Dies zeigt die Karte für den Bezugshorizont 0 m NHN (Normalhöhennull), das entspricht je nach Lage im Stadtgebiet einer Tiefen von 35 bis 55 m Tiefe. Näheres zu dieser Thematik kann dem Umweltatlas Berlin und der Veröffentlichung zur Veränderung des Temperaturfeldes von Berlin ( BRB Henning & Limberg ) entnommen werden. Grundsätzlich ist die Art und Weise der Nutzung geothermischer Energie von der Temperatur des Vorkommens abhängig. Die oberflächennahe Erdwärme (z.B. bis 100 m) lässt sich derzeit wegen ihrer geringen Temperatur von 8 bis 12 °C nur in Verbindung mit einer Wärmepumpe nutzen, die die erforderliche Wärme für die Raumheizung und die Wassererwärmung erzeugt. Da mit zunehmender Tiefe die Temperatur des Untergrundes ansteigt, kann ab einer bestimmten Tiefe (ab etwa 1.000 m) die Untergrundwärme auch direkt (ohne Wärmepumpe) genutzt werden. Ist eine Stromerzeugung mit Dampfturbinen beabsichtigt, sind in der Regel Temperaturen von über 100 °C notwendig. Die dafür geeigneten Nutzungshorizonte liegen in unserer Region in der Regel drei bis fünf Kilometer unter der Erdoberfläche. In Berlin wird fast ausschließlich die oberflächennahe Geothermie genutzt, d. h. bis zu einer maximalen Tiefe von 100 m. Dafür steht ein ganzes Spektrum von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. Alle diese Verfahren benötigen eine Wärmepumpe, die in der Lage ist, die relativ niedrige Temperatur des Untergrundes bzw. des Grundwassers in diesen Tiefen von 8– 2 °C mit Hilfe von elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Weitere Informationen zur Erdwärmenutzung Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden im Umweltatlas Berlin Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung dargestellt. Hierin sind die dafür maßgeblichen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse subsummiert. Da der Einbau von Erdwärmesondenanlagen in den Untergrund potenziell mit einem Risiko der Grundwassergefährdung verknüpft ist, werden zum Schutz des Grundwassers bei der Errichtung einer solchen Anlage hohe wasserrechtliche Anforderungen an das Bohrverfahren, die anschließende Bohrlochabdichtung, Drucktests, Dokumentation etc. gestellt. Neuere Forschungsergebnisse, Schadensfälle sowie die stark gestiegene Anzahl der Erdwärmesondenanlagen bestätigen diese Gefährdung immer wieder. Weitere Informationen zur Anzeigepflicht für Bohrungen Da Berlin sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser und fast ausschließlich aus dem eigenen Stadtgebiet bezieht, werden deshalb bei der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage in dem dafür erforderlichen wasserbehördlichen Erlaubnisverfahren zum Schutz des Grundwassers besonders hohe Anforderungen gestellt. Näheres kann dem “Merkblatt für Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren mit einer Heizleistung bis 30 kW” entnommen werden. Pflichtenheft zur Methodik und Dokumentation thermohydrodynamischer Modellierungen im Rahmen des wasserrechtlichen Erlaubnisverfahrens zum Betrieb von Erdwärmesondenanlagen mit einer Heizleistung von >30 kW Kartenwerke zur Grundwassertemperatur Kartenwerke zum Geothermischen Potenzial Geothermisches Potenzial – Karten aktualisiert im Geoportal verfügbar Auf der Basis von ca. 14.950 Bohrungen der Bohrungs­datenbank der AG Landesgeologie der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt wurden zwölf Karten neu berechnet. Die verfeinerten Planungshilfen für die Auslegung von Erdwärme­sonden­anlagen stehen für die Tiefenklassen 0–40 m, 0–60 m, 0–80 m und 0–100 m zur Verfügung. Weitere Informationen Karten im Umweltatlas Berlin

Digitalisierte Wärmespeicher für die Energiewende, Teilvorhaben: Optimierung Sensorhaut zur großflächigen Temperaturerfassung an Wärmespeichern

In dem Projekt DARING soll die Energieeffizienz von Wärmespeichern (z.B. Puffer- und Trinkwasserspeicher) im Bereich der Gebäudeenergieversorgung signifikant gesteigert werden. Dafür wird eine innovative Sensortechnologie (Sensorhaut) für die großflächige Erfassung des Temperaturprofils an den Speichern optimiert. Mit den generierten Daten lässt sich der exakte Beladungszustand bestimmen und die Energiezufuhr gezielter steuern. Durch eine bessere Steuerung von Wärmepumpensystemen kann eine Effizienzsteigerung um bis zu 10% erreicht werden. Für Solarthermie-Anlagen im Gebäudebereich sowie Fernwärme-Hausstationen werden äquivalente Werte prognostiziert. Bei der vorgelagerten Gebäudeversorgung über Wärmenetze besteht bei einer Integration in das übergeordnete Lastmanagement das Potenzial, vom kontinuierlichen in den Pulsbetrieb überzugehen, womit Trinkwasserspeicher gezielt beladen werden können. Die Technologie der Sensorhaut basiert auf druckbarer organischer Dünnschicht-Elektronik und erlaubt die zuverlässige Messung verschiedener Parameter (z.B. Temperatur) über große Flächen hinweg in Echtzeit. Durch den speziellen Herstellungsprozess (Flüssigprozessierung) sind die Sensorfolien in Form und Funktion nahezu beliebig konfigurierbar. Dabei entsteht nur ein minimaler Material- und Energieverbrauch, woraus sich im Vergleich zu herkömmlicher Sensorik Kostenvorteile sowie eine bessere CO2 Bilanz ergeben. DARING ist als Verbundprojekt konzipiert, in dem Experten aus Forschung und Praxis zusammenarbeiten. Dadurch wird gewährleistet, so nah an den realen Gegebenheiten und Bedürfnissen zu entwickeln wie möglich. Neben dem Institut für Angewandte Physik der TU Dresden sind die Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung, die Firma Viessmann Climate Solutions SE sowie die Cupasol GmbH als direkte Projektpartner an der Umsetzung und Erprobung beteiligt. Darüber hinaus ist die Vonovia SE als Drittmittelgeber Teil des Konsortiums.

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