Stadtwärme: Schlüssel zum Erfolg der Energiewende

Quelle der Wärmeversorgung umstellen

Ein zentraler Hebel der Wärmewende ist, die Quelle der Wärmeversorgung in urbanen Räumen umzustellen. Der Ausbau der klimaschonenden Fernwärme – oder Stadtwärme, wie Vattenfall die lokal erzeugte Wärme in Berlin nennt – kann das Klimaschutzziel vor allem in den Städten schneller und effizient erreichbar machen.  

Wärmewende am Beispiel Vattenfall

Vattenfall will bis 2040 klimaneutral sein. Für dieses ehrgeizige Ziel ist die vollständige Transformation des Berliner Erzeugungsportfolios notwendig. In Berlin betreibt das Unternehmen das größte Stadtwärmenetz Westeuropas und versorgt rund 1,3 Millionen Wohneinheiten. Wenn die Wärmewende hier gelingt, gelingt sie überall. Denn, anders als beispielsweise München, wo Geothermie ein großer Schlüssel ist, hat Berlin nur sehr geringe erneuerbare Potenziale. 

• Erster Etappensieg: Gegenüber 1990 hat das Unternehmen seine jährlichen CO2-Emissionen in Berlin bereits mehr als halbiert. 
• Die zweite Etappe umfasst den Ausstieg aus der Steinkohle bis 2030. Allein dadurch werden mindestens 2 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr im Vergleich zu 2021 eingespart. Laut aktuellen Vattenfall-Berechnungen beläuft sich das erforderliche Investitionsvolumen für eine zunehmend klimaneutrale Stadtwärme allein in Berlin bis 2030 auf deutlich über 2 Milliarden Euro.
• Auf der dritten Etappe wird es bis Anfang der 2040er darum gehen, die Dekarbonisierung der Stadtwärme so weit wie möglich abzuschließen. 

Für den Umbau ist die Integration vieler kleiner und großer Bausteine in das Wärmesystem notwendig. Der große Vorteil des Stadtwärmesystems: Hier können die besten Lösungen optimal verbunden werden. Und dort, wo Gebäude nicht an das Stadtwärmenetz angeschlossen werden können, kommen individuelle Versorgungslösungen wie zum Beispiel Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen oder Holzpelletkessel zum Tragen. Auch hier hält Vattenfall klimaschonende, individuelle Lösungen für Bestands- und Neubauten bereit. 

Technologien für die Berliner Wärmewende

Die Wärmeerzeugung aus Kohle wird bis Ende der 20er Jahre auslaufen und durch eine Kombination aus Abwärme, Biomasse, Erdgas, Power-to-Heat, Großwärmepumpen und Wärmespeicher ersetzt. Bereits heute nutzt Vattenfall Abwärme und Biomasse und betreibt Europas größte Power-to-Heat-Anlage. Eine Großwärmepumpe ist am Heizkraftwerk Buch bereits in Betrieb, eine weitere am Potsdamer Platz im Bau. Darüber hinaus ist eine Systemwarte in Planung, über welche die verschiedenen Erzeugungsarten und das Stadtwärmenetz noch effizienter gesteuert werden können. Auch die Umrüstung auf Wasserstoff ist ein Baustein. In entsprechender Menge verfügbar und bezahlbar wird dieser Energieträger aber voraussichtlich frühestens Mitte der 2030er sein.

In der Kältezentrale am Potsdamer Platz befindet sich eine Groß- und Hochtemperaturwärmepumpe im Bau ©Vattenfall

Abwärme

Ein wichtiger Teil der urbanen Wärmewende ist die Nutzung alternativer Wärmequellen. So fließt beispielsweise durch eine Kooperation mit der Königlichen Porzellan-Manufaktur Berlin Wärme, die bei der Porzellan-Herstellung entsteht, in das Stadtwärmenetz. Auch die Nutzung der Abwärme, die bei der thermischen Verwertung nicht vermeidbarer Abfälle entsteht, wird wertschöpfend für die Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt.

Abwärme der KPM ©Vattenfall

Biomasse

Im Heizkraftwerk Märkisches Viertel setzt Vattenfall bereits ausschließlich Biomasse als Brennstoff ein. In anderen Heizkraftwerken kann Biomasse durch Mitverbrennung genutzt werden. Die Biomasse, welche in den Berliner Anlagen genutzt wird, entspricht den ökologischen und nachhaltigen Kriterien, die das Land Berlin und Vattenfall in einer Nachhaltigkeitsvereinbarung zur Beschaffung von holzartiger Biomasse vereinbart haben. Es stammt größtenteils aus regionalen Kurzumtriebsplantagen (KUP). Die Vattenfall Tochter Energy Crops ist mit über 2.000 Hektar Anbaufläche der größte Betreiber von KUP in Deutschland.

Energieholz aus Brandenburg ©Vattenfall

Großwärmepumpe Potsdamer Platz

Die Kältezentrale am Potsdamer Platz in Berlin versorgt seit 1997 rund 12.000 Büros, 1.000 Wohnungen und zahlreiche Kultureinrichtungen mit lokal erzeugter Kälte. Dabei entsteht Abwärme, die bisher über Kühltürme in die Umgebung abgeführt wird. Gemeinsam mit Siemens Energy baut Vattenfall eine Groß- und Hochtemperaturwärmepumpe am Potsdamer Platz in Berlin. Die Hochtemperaturwärmepumpe macht die Abwärme nutzbar, steigert damit die Energieeffizienz der Kälteerzeugung und sorgt gleichzeitig für klimaschonende Wärme aus erneuerbarem Strom für das Berliner Quartier.

Zum Einsatz kommen soll die Wärmepumpe in der Kältezentrale am Potsdamer Platz © Siemens Energy

Power-to-Heat-Anlage Reuter West

Die Power-to-Heat (PtH)-Anlage erzeugt Stadtwärme aus elektrischer Energie und ist ein wichtiger Baustein der Berliner Wärmewende. Sie funktioniert nach dem Tauchsiederprinzip. Mit einer Leistung von flexibel regelbaren 120 MWth kann die PtH-Anlage erneuerbaren Strom aus dem Berliner Umland in die städtische Wärmeversorgung bringen und Erzeugungsspitzen im Übertragungsnetz abfedern. 

PowerToHeat ©Vattenfall

Wärmespeicher Reuter West

Ergänzend zur PtH-Anlage baut die Vattenfall derzeit den größten Wärmespeicher Deutschlands. Wenn ein Überschuss an Windenergie vorhanden ist, kann dieser über die PtH-Anlage in Wärme umgewandelt und im Wärmespeicher zwischengespeichert werden. So müssen beispielsweise Windkraftanlagen nicht abgeschaltet und die fossilfreie Wärmeerzeugung und -versorgung kann erhöht werden. Zudem schafft der Speicher mehr Flexibilität beim Einsatz der verschiedenen Erzeugungsanlagen, reduziert die CO2-Emissionen und sichert gleichzeitig die Wärmeversorgung der Stadtwärmekund:innen.

Die Wärmewende gelingt nur gemeinsam

Die Wärmewende gelingt nur gemeinsam und sektorübergreifend. Es reicht nicht, dass sich Unternehmen einzeln mit dem Pfad zur Klimaneutralität befassen. Zugleich muss die Politik durch Regularien Anreize setzen. Denn: Unternehmen brauchen Planungssicherheit, gerade wenn sie so hohe Summen in die Klimaneutralität investieren. Und, es braucht die Akzeptanz der Zivilgesellschaft.

Projektdaten „Auf einen Blick“:

Für das Gelingen der Wärmewende in urbanen Räumen ist die Fernwärme- oder Stadtwärme, wie Vattenfall seine lokal erzeugte Wärme nennt – ein wesentlicher Bestandteil. Die Berliner Klimaziele sind ambitioniert und die Dekarbonisierung in einer Stadt mit sehr geringen regenerativen Potenzialen eine echte Herausforderung. Gelingt sie in der Hauptstadt, dann gelingt sie überall. Ein Blick auf die Berliner Wärmewende zeigt, wie und mit welchen Technologien und Energiequellen Vattenfall die urbane Wärmewende konsequent gestaltet, um die eigenen, aber auch die Klimaziele der Metropole zu erreichen.

• Standort/ Versorgungsgebiet: Berlin

• Jährlicher Wärmebedarf:

  • Die Wärmeabgabe der Heizkraftwerke lag in 2021 bei 10,6 TWh.

  • ca. 1,3 Millionen wärmeversorgte Wohneinheiten

  • Anschluss von ca. 400 Liegenschaften pro Jahr

  • Zuwachs von ca. 25.000 versorgten Wohneinheiten pro Jahr

  • Länge der Rohrleitungen: 20-25 km

• Technologie(n): Abwärme, Biomasse, Erdgas, Power-To-Heat, Großwärmepumpen, Wärmespeicher

Weiterführende Links:

• Vattenfall Wärmewende: klimaneutrales Berlin 2045
• Vattenfall: Mit 12 Punkten zur Wärmewende - Vattenfall
• Wärmewende nach Berliner Art - Vattenfall
• Video "Europas größte Power-to-Heat-Anlage"
• Video "Regionale Biomasse für die Berliner Stadtwärme"
• Video "Vom Heizkraftwerk ins Haus – Stadtwärme auf den Weg gebracht"