Geothermie und Flusswärme: Aussichtsreichste Kandidaten für eine klimaneutrale Fernwärme

Nach der Planung der MVV soll längerfristig knapp ein Viertel der Fernwärme aus Tiefengeothermie und etwas mehr als ein Fünftel aus Flusswärme gewonnen werden. Von allen bisher für die Dekarbonisierung der Fernwärme geplanten Energiequellen sind das die, die das größte Potenzial für einen klimaneutralen Betrieb haben, zumindest dann, wenn sie (das gilt besonders für die Flusswärmepumpen) mit erneuerbarem Strom betrieben werden. Es gibt allerdings auch da Stolpersteine.

Tiefengeothermie: Transparenz und Sicherheit, aber auch Beschleunigung notwendig

Bei der Tiefengeothermie ist auf jeden Fall positiv, dass die Erschließung jetzt konkreter wird. Nach allem, was wir wissen, ist das hydrothermale Verfahren zur Nutzung dieser Wärme generell beherrschbar und erdbebensicher, zumindest dann, wenn man Fehler, die in der Vergangenheit gemacht wurden, vermeidet. Die Geothermie-Vorkommen im Oberrheingraben haben das Potenzial für eine langfristig sehr kostengünstige Versorgung mit erneuerbarer Wärme. Der Preis dafür sind hohe Anfangsinvestitionen und ein gewisses Risiko, dass an den Bohrstellen trotz der umfangreichen Voruntersuchungen kein oder nicht genügend heißes Thermalwasser gefunden wird. Die

„Aufsuchung“ ist gegenüber dem ursprünglichen Zeitplan erheblich im Rückstand. Die Firma GeoHardt hat kürzlich den geplanten Standort ihrer ersten Bohrung (auf der Rheinau) bekanntgegeben, und die Firma Vulcan Energy will in Kürze auch ihren ersten Standort nennen. Eigentlich hätte das alles schon vor zwei Jahren passieren sollen. Die Betreiber halten eine Inbetriebnahme bis 2030 zwar noch für realistisch. Aufgrund der Unwägbarkeiten der Genehmigungsverfahren und des Fündigkeitsrisikos erscheint das allerdings sehr optimistisch.

Unsere Forderungen zur Geothermie:

• Zur Vertrauensbildung in der Bevölkerung müssen alle Planungen offengelegt werden, es muss ein verlässlicher Haftpflichtversicherungsschutzbestehen, und es sollte eine unabhängige seismische Überwachung während der Bohrungen und während des Betriebs der Anlagen geben.
• Mit der aus Sicherheitsgründen gebotenen Sorgfalt sollten aber ansonsten die Genehmigungsverfahren und die technische Erschließung jetzt so schnell wie möglich durchgeführt werden.

Flusswärmepumpen: Niedrigere-Vorlauftemperatur besser als fossile Nachheizung

Positiv ist auch die geplante und in kleinem Maßstab schon begonnene Nutzung der Flusswärme. Auf dem Gelände des GKM ist schon eine 20 MW-Flusswärmepumpe in Betrieb, und eine zweite mit einer thermischen Leistung von 165 MW wurde in Auftrag gegeben. Eventuell soll noch eine Dritte dazukommen, falls die Geothermie nicht rechtzeitig zur Verfügung steht. Der Rhein bietet ein großes nutzbares Potenzial an Flusswärme, und Großwärmepumpen sind erprobte Technik. Für die MVV scheint die Flusswärme allerdings nicht die erste Wahl zu sein. Offenbar werden Altholz- und Müllverbrennung und auch die Geothermie für kostengünstiger gehalten.

Erschwert wird die Nutzung zurzeit durch die geforderte hohe Vorlauftemperatur des Fernwärmnetzes. Nach Meinung der MVV muss die im Winter zeitweise bis zu 130 Grad betragen, damit die benötigte Wärmemenge transportiert werden kann, und damit auch energieineffiziente Häuser warm werden. Die jetzt bestellte 165 MW Flusswärmepumpen soll laut einer Pressemitteilung von MVV und STRABAG auch durchaus 130 Grad liefern können. Trotzdem plant die MVV zusätzlich eine Gas-Nachheizung, die vorerst mit fossilem Erdgas und später „bilanziell“ mit Bio-Methan betrieben werden soll. Die Gründe dafür scheinen mehr betriebswirtschaftlich als technisch zu sein. Aber selbst, wenn es einen plausiblen Grund geben sollte, wäre es wohl weniger ein Problem der Wärmepumpen, sondern mehr ein historisch bedingtes Problem des Netzes und vielleicht einiger Gebäude, das aus mehreren Gründen am besten durch Änderungen im Netz- und (soweit überhaupt mötig) bei den Verbrauchern gelöst würde (näheres dazu weiter unten).

Unsere Forderungen zur Flusswärme:

• Im Fernwärmenetz muss so bald wie möglich die hohe Vorlauftemperatur gesenkt werden, damit die Nachheizung mit fossilem Gas unnötig wird.
• Wenn die Wärme wirklich klimaneutral werden soll, darf für den Betrieb der Flusswärmepumpen nur Strom aus erneuerbarer Energie genutzt werden.
• für den Fall einer verspäteten Inbetriebnahme der Geothermie-Anlagen sollte die dritte Flusswärmepumpe rechtzeitig in Auftrag gegeben werden.

Der Nachheizer ist überdimensioniert, niedrigere Netztemperatur hätte viele Vorteile

In dem Diagramm oben sieht man, dass die Vorlauftemperatur des MVV-Fernwärmenetzes (rote Kurve mit der Temperaturskala auf der rechten Seite) im Jahr 2019 nur an wenigen Tagen höher als 110 Grad war. Auch wenn die MVV die Flusswärmepumpen schon ab 100 Grad für unwirtschaftlich hält, ist nicht wirklich einzusehen, warum sie für eine so geringe und nur temporäre Temperaturanhebung meint, mit einem fossilen 160 MW-Dampfkessel 340 Grad heißen Dampf erzeugen zu müssen. Wenn man stattdessen auf der Netz- und Verbraucherseite die Voraussetzungen schaffen würde, um mit 100 Grad auszukommen, hätte das auch andere Vorteile: Die Netzverluste und die thermischen Isolationsanforderungen wären geringer und die Nutzung von Abwärme wäre einfacher.

Häuser, die wegen schlechter Energieeffizienz eine sehr hohe Vorlauftemperatur brauchen, müssten besser gedämmt werden, und die Wärmetransportkapazität im Netz könnte durch Absenkung der Rücklauftemperatur und notfalls durch Vergrößerung der Leitungskapazität erhöht werden. Soweit auch das Temperaturgefälle im Netz eine Rolle spielt, sollte sich das Problem durch die tendenziell steigende Anzahl von dezentral verteilten Wärmequellen automatisch entschärfen. Hexenwerk kann das alles nicht sein. Das Fernwärmenetz der Stadtwerke Heidelberg hat z.B. nur maximal 95 Grad.