Schlagwort: Flusswärmepumpen

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.

Stellungnahme zur aktuellen MVV-Planung: Umstellung der Fernwärme bis 2030

Konfrontiert mit einem Zertifikat, das der MVV für 2022 nur 12,5 % erneuerbare Fernwärme bescheinigt, verweisen Aufsichtsratsvorsitzender OB Specht und Vorstandvorsitzender Müller im MM-Interview vom 23.03.2024 auf angeblich 60 % erneuerbare Wärme schon dieses Jahr. Im Jahr 2020 wurde die Müllverbrennung auf der Friesenheimer Insel an die Fernwärme angeschlossen, seitdem behauptet die MVV 30 % der Wärme seien grün. Das amtliche Zertifikat kann nicht mal die Hälfte davon bestätigen. Das wird auch gar nicht bestritten, sondern gleich mit der nächsten ‚grünen‘ Ankündigung beantwortet, an deren Realitätsgehalt aus unserer Sicht begründete Zweifel bestehen.

Wärme aus Holzverbrennung ist nicht klimaneutral

Dieses Jahr will die MVV hauptsächlich die Holzverbrennung auf der Friesenheimer Insel an die Fernwärme anschließen. Es werden 45 MW Wärme bereitgestellt, das sind etwa 15% der insgesamt erforderlichen Fernwärme und könnte die erneuerbare Fernwärme um diesen Prozentsatz erhöhen, wenn nicht Holzverbrennung zum Zwecke der Energie- und Wärmegewinnung sehr kritisch zu sehen wäre. Bei der Holzverbrennung wird  CO2 emittiert, das erst mit dem Nachwachsen des Waldes nach etwa 80 Jahren wieder ausgeglichen wird. Zudem verbrennt die MVV nach letzten Zahlen aus dem Jahr 2022 etwa 50% Hölzer die noch für andere stoffliche Verwertungen verwendet werden könnten. In Deutschland konkurrieren 146 Holzverbrennungsanlagen um die Ressource Altholz, es wird etwa 80 % des Altholzes verbrannt, während es in Italien und Frankreich nur etwa 20% sind. Deutschland importiert Altholz! In der Spanplattenproduktion wird wegen der geringen Altholzverfügbarkeit Frischholz eingesetzt. In dem Zeitraum in dem sich entscheidet, ob die Klimaziele eingehalten werden können ist es mehr als fraglich Wärme aus der Altholzverbrennung als klimaneutral an zu sehen. 

Müll

Seit 2024 ist die Müllverbrennung in den CO2-Zertifikatehandel mit einbezogen. Nur der biogene Anteil stellt grüne Fernwärme bereit (siehe Zertifikat 2022). Die von der MVV angestrebte Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (CCS) ist sehr energieintensiv und hat unseres Erachtens keine Chance auf Umsetzung bis 2030. CCS sollte nur da zum Einsatz kommen, wo Alternativen wie in der Zement- und chemischen Industrie noch nicht vorhanden sind. Unbedingt erforderlich ist eine Müllvermeidungsstrategie aller gesellschaftlichen Akteure.

Flusswärmepumpen

Seit Herbst 2023 betreibt die MVV eine Flusswärmepumpe mit 20 MW am Standort des GKM und kann damit den Anteil erneuerbarer Wärme geringfügig erhöhen. In modularer Bauweise sind zusätzlich gut 100 MW geplant. Es gibt noch keine genauen Fertigstellungsdaten. Das Fernwärmenetz wird überwiegend als Hochtemperaturnetz mit Vorlauftemperaturen von 130 Grad betrieben. Großwärmepumpen werden diese Temperaturen nicht erreichen und die bereitgestellte Wärme bedarf daher einer Nacherwärmung. Es kommt daher darauf an mit welchem Energieträger diese Nacherwärmung durchgeführt wird. Insofern dabei fossile Quellen genutzt werden, kann auch diese Wärme nicht als 100 % klimaneutral gewertet werden. Auch der Betrieb der Wärmepumpen kann nur dann als klimaneutral angesehen werden, wenn der Strom zu 100 % erneuerbar ist.

Geothermie

Die MVV Tochter GeoHardt plant bis zu drei Geothermie Werke mit jeweils 30 MW an Wärmeleistung die im Jahr 2030 zur Verfügung stehen sollen. Im Mannheimer Norden plant die Firma Vulcan Energy ebenso mehrere geothermische Anlagen zur Gewinnung von Lithium für die Batterieherstellung. Die Wärme aus diesen Anlagen wird für die Fernwärme zur Verfügung stehen.  Diese an sich positiven Planungen sind hinsichtlich des Zeithorizonts 2030 mit einigen Risiken behaftet. So hat sich die Auswertung der 3D Seismik aus der Aufsuchung von Anfang 2023 jetzt schon um etwa ein Jahr verzögert. Fündigkeit ist nicht garantiert, an möglichen Standorten mag es an Akzeptanz mangeln und langwierige politische und juristische Auseinandersetzungen zu bestehen sein. Bei der Umsetzung können technische, kostenintensive Schwierigkeiten auftreten. Für die verschiedenen Ausführungsschritte sind jeweils Genehmigungen einzuholen, die wiederum ihre Zeit benötigen. Und es kann dauern, bis eine Anlage wirklich in Produktion ist. Aus all dem sehen wir ein großes Risiko, dass die geothermischen Anlagen bis 2030 nicht im angedachten Umfang erneuerbare   Fernwärme bereitstellen können.

Spitzenlastheizwerke Rheinau und Friesenheimer Insel

Die beiden Spitzenlastheizwerke sollen mit von der MVV andernorts erzeugtem Biomethan betrieben werden. Wenn die anderen erneuerbaren Anlagen nicht im geplanten Umfang produktiv gehen können und die GKM-Blöcke stillgelegt sind, besteht das Risiko, dass die MVV zusätzlich fossiles Erdgas einsetzen muss. 

Zusammenfassung

Fernwärme aus Biomasse und Müll sind nicht klimaneutral, CCS ist keine Alternative zu klimaneutralen Energieträgern. Auf Flusswärme und Geothermie zu setzen ist prinzipiell gut. Hinsichtlich der späten Hinwendung der MVV auf diese erneuerbaren Energieträger bestehen begründete Zweifel, dass die Ziele bis 2030 erreicht werden können. Es besteht die Gefahr, dass nach 2030 neben der Müll- und Holzverbrennung auch weiterhin fossile Energieträger zur Fernwärmeversorgung in Mannheim beitragen müssen. Die Spitzenlastheizwerke müssten über ihren eigentlichen Zweck hinaus als reguläre Heizwerke mit Gas betrieben werden. Wenn gegen Ende der 20er Jahre absehbar wird, dass die vorhandenen erneuerbaren Energieträger nicht ausreichen, ist zu befürchten, dass ein Weiterlaufen der Steinkohleverbrennung in Neckarau über das Jahr 2030 hinaus als alternativlos dargestellt und durchgesetzt wird.

Zudem besteht eine große Lücke zwischen den Ankündigungen der MVV über den Prozentsatz grüner Wärme zu den tatsächlich erreichten Werten. Für 2022 wird nicht die Hälfte erreicht. Für 2023 liegt kein unabhängiges Zertifikat vor, die MVV verweist auf ein Zertifikat auf Basis von Plandaten (!!), das angeblich 42 % ausweist. In Herbst 2023 wurde nur die Flusswärmepumpe zusätzlich in Betrieb genommen, so dass von einem etwas höherem Anteil erneuerbarer Fernwärme auszugehen ist, der aber weit von den Plandaten entfernt sein dürfte. Ab 2024 wird die Wärme aus der Holzverbrennung genutzt und die beiden Spitzenlastheizwerke stehen zu Verfügung. Selbst wenn man die von MVV selbst zugrunde gelegten Prozentanteile der jeweiligen Energieträger (19 % Müll, 15 % Biomasse, 10 % Besicherung) unter Außerachtlassung der Flusswärmepumpe aufaddiert, werden die angekündigten 60 % nicht erreicht. Unter Berücksichtigung nur des biogenen Anteils aus der Müllverbrennung und nur der Biomasse aus nicht mehr verwendbaren Altholzklassen wird es nochmals deutlich weniger.

Die zögerliche Umsetzung wirklich erneuerbarer Wärmegewinnung, das Schönrechnen grüner Wärme zusammen mit den plakativen Ankündigungen zukünftiger grüner Wärme lassen uns doch sehr daran zweifeln, ob so die für 2030 angestrebten Ziele erreicht werden.

Social media & sharing icons powered by UltimatelySocial