In Tabelle 11 ist angeführt, welche Endenergiebedarfsmengen im Jahr 2015 durch die Fernwärme gedeckt wurden. Insgesamt belief sich der Anteil auf 8,7 % am gesamten Endenergie-Verbrauch für Wärme in Deutschland. Fernwärme versorgt vor allem den Sektor der privaten Haushalte (dominierend: Raumwärme) und den Sek-tor Industrie (dominierend: Prozesswärme). Zum Vergleich sind die Werte der Nutzung der Erneuerbaren Energien im Wärmesektor aufgeführt. Sie weisen höhere Gesamtwerte sowie eine höhere Konzentration auf den Anwendungsfall Raumwärme auf.
Tabelle 11: Struktur des Endenergieverbrauches nach Wärmeanwendungen in 2015
Alle Angaben in PJ Wärmeanwendungen
Raumwärme Warmwasser Sonstige
Prozesswärme Wärme Gesamt Fernwärme
2015
230 19 163 413
Erneuerbare
Energien1 351 51 99 501
Summe EEV 2.408 409 1.917 4.735
EEV: Endenergieverbrauch 1 Nur direkte Nutzung, ohne Einsatz in Fernwärme Quelle: AGEB Anwendungsbilanzen 2016
Die Erzeugung der Fernwärme für die im AGFW-Hauptbericht [AGFW, 2018] erfassten Anlagen ist in Abbildung 3 dargestellt.
Demnach wird (bezogen auf den Brennstoffeinsatz 90,0% der Wärme in KWK-Anlagen erzeugt. An der AGFW-Umfrage hatten sich 201 Fernwärme-Versorgungsunternehmen beteiligt.
Abbildung 3: Brennstoffeinsatz in der Fernwärme in 2017 links: Heizkraftwerken, rechts: Heizwerke
Quelle: AGFW-Hauptbericht, 2018
Aufgrund der Auflösung im AGFW-Hauptbericht lässt sich aus den Daten nicht genau ableiten, wie hoch der Anteil der Erneuerbaren Energien ist. Weiterführende Informationen für die Fernwärme bie-ten Zahlen des Statistischen Bundesamtes [StBA, 2018] (siehe Ta-belle 12).
Tabelle 12: Anteil erneuerbare Energien an der Fernwärme
TWh 2015 2016 2017
Gesamt 127 130 131
Steinkohlen 30,8 28,3 27,0
Braunkohlen 11,1 10,6 9,4
Mineralölprodukte 1,4 1,4 1,3
Gase 53,0 59,0 61,1
Geothermie 0,2 0,2 0,2 Solarthermie 0,0 0,0 0,0 Feste biogene Stoffe 6,8 7,1 7,1 Flüssige biogene Stoffe 0,0 0,0 0,0 Biogas 2,4 2,5 2,4 Klärgas 0,1 0,1 0,1 Deponiegas 0,1 0,1 0,1 Sonstige erneuerbare Energien 0,0 0,0 0,0
biogener Anteil des Abfalls 8,8 8,9 9,0
Sonstige 12,6 12,1 13,0
fossiler Abfall 10,6 10,6 10,9
Wärme 1,8 1,4 1,9
sonstige 0,1 0,2 0,3
Summe Erneuerbare inkl. biogenem Anteil Abfall 18 19 19 Anteil Erneuerbare inkl. biogenem Anteil Abfall 14% 14% 14%
KWK-Wärme 91,0 94,5 94,5
Anteil KWK-Wärme 72% 73% 72%
Quelle: StBA 064+066
Es ergibt sich ein über die Jahre 2015 bis 2017 konstanter Anteil der erneuerbaren Energien an der Fernwärme von rund 14%. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um die biogenen Anteile des Abfalls (Müllverbrennungsanlagen) sowie feste biogene Stoffe. So-larthermische und geothermische Anlagen spielen derzeit noch keine Rolle.
Nach Angaben des Forschungsinstituts solites [Mangold, 2017]
waren mit Stand Mai 2017 insgesamt 23 Solarthermieanlagen mit zusammen 49.600 m2 Kollektorfläche in Wärmenetze eingebunden (rund 95 % davon mit einer Fläche von mehr als 1.000 m2). In ver-gleichbarer Größenordnung befanden sich Anlagen in Vorberei-tung, Planung oder Realisierung; so dass eine deutliche Marktbe-lebung zu verzeichnen bzw. zu erwarten ist. Die bisher größte An-lage ist die 2017 in Betrieb genommene, an ein Fernwärme-Sys-tem angebundene Anlage in Senftenberg mit 8.300 m2 Kollektor-fläche. Gleichwohl muss stets bedacht werden, auf welchem nied-rigen Niveau diese Entwicklungen ablaufen. Die Bestandsanlagen repräsentieren zusammen eine thermische Spitzenleistung von etwa 33 MW, was einer Wärmeerzeugung von lediglich rund 0,2 TWh/a entspricht. Wenn die Kollektorfläche der an Fernwärme gekoppelten Bestandsanlagen ins Verhältnis zur gesamten in Deutschland installierten solarthermischen Fläche (19,1 Mio. m2 nach EE in Zahlen 2017) gesetzt wird, so handelt es sich lediglich um einen Anteil in Höhe von 0,25 %. Das bedeutet, dass der domi-nierende Anteil der Solarthermieanlagen in der Objektversorgung eingesetzt wird. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich z.B. bei der Geothermie. Seitens der großen Energieversorgungsunternehmen sind die Stadtwerke München der derzeit bekannteste Akteur, der in größerem Ausmaß auf diese Technik setzt und bereits einige Anlagen installiert hat und weitere plant.
Power-to-Heat-Anlagen
Für die Power-to-Heat-Anlagen, die für die Wärmeversorgung in Wärmenetzen eingesetzt werden, liegen keine statistischen Daten vor, so dass eigene Erhebungen erforderlich waren. Die Datenba-sis des nachfolgenden Kapitels basieren u.a. auf einer beim AGFW verfügbaren Übersicht [Huther, 2016], den Ergebnissen des Vorhabens "Wärmenetze 4.0" des Bundeswirtschaftsministeri-ums, einer Untersuchung der technischen Universität Berlin [TU Berlin, 2017], [BDEW, 2018] sowie zusätzlichen Recherchen des IFAM. In einzelnen Fällen finden sich in den Quellen leicht abwei-chende Angaben. Die Gesamtleistungen einzelner Elektrokessel wurden bei den Betreibern telefonisch erfragt.
Die Anzahl der Neuerrichtungen von Power-to-Heat Anlagen pro Jahr ist zwischen 2012 bis 2016 von drei auf zehn gestiegen. Ins-gesamt konnten 33 in diesem Zeitraum installierte Anlagen ermit-telt werden (Abbildung 4). Sie wiesen Ende 2016 eine Gesamtleis-tung von 439 MWel auf, was einer durchschnittlichen Anlagenleis-tung von 13,8 MW entspricht. Als Anlage wird hierbei immer die Summe der Einzelaggregate an einem Standort bzw. in einem
Fernwärmesystem bezeichnet. Der Mittelwert der jährlich installier-ten Anlagenleistung weist leichte Schwankungen auf und liegt zwi-schen 9,0 MW/Anlage in 2013 und 18,4 MW/Anlage in 2014. Zu berücksichtigen ist jedoch die geringe Fallzahl und der daraus re-sultierende, hohe Einfluss einer Einzelanlage. In 2014 führte die mit 60 MW größte in der Übersicht enthaltene Anlage (3*20 MW, Herne, am ehemaligen Kraftwerk Shamrock) zu dem besonders hohen Mittelwert.
Abbildung 4: Anzahl Neuerrichtungen und installierte Leistung von Power-to-Heat-Anlagen 2012 bis 2016 nach Jahr
Quelle: IFAM, 2018
Ab 2017 konnte nur eine weitere, in Betrieb gegangene Anlage identifiziert werden. Dieser signifikante Rückgang bei den Neuer-richtungen ist sicher dem Umstand geschuldet, dass ein wirtschaft-licher Betrieb unter den jetzigen Rahmenbedingungen im Regelfall nicht gegeben ist.
Der Gesamtbestand an Power-to-Heat Anlagen in Deutschland lag 2018 in der Größenordnung von 640 MW. Rund zwei Drittel sind in Fernwärmenetze eingebunden. Hauptinvestoren für Power-to-Heat sind somit die wärmenetzbetreibenden Stadtwerke. Etwa ein Vier-tel der Anlagen entfällt auf die Industrie. Der Vergleich mit den Neuerrichtungszahlen belegt, dass die dominierende Anzahl der Power-to-Heat Anlagen erst ab 2012 errichtet wurden. Mit den in Planung / im Bau befindlichen Projekten würde eine Größenord-nung von rund 760 MW erreicht.
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2012 2013 2014 2015 2016
Installierte Leistung [MW]
Anzahl neu errichteter Anlagen
Jahr
Anzahl Leistung
Einen Überblick über die räumliche Verteilung der bestehenden Power-to-Heat Anlagen in Deutschland bietet Abbildung 5. Es zeigt sich eine sehr gleichmäßige geographische Verteilung. De-tails zu den recherchierten Anlagen finden sich in Tabelle 14.
Abbildung 5: Bestehende Power-to-Heat Anlagen in Deutsch-land
Quelle: IFAM, 2018
Tabelle 13 Übersicht über bestehende Power-to-Heat-Anlagen in Deutschland
Unternehmen Elektrische
Leistung (MW)
Jahr der Inbetriebnahme
Stadtwerke Flensburg 30 2012
Stadtwerke Lemgo 5 2012
VVS Saarbrücken 10 2012
Heizkraftwerk GmbH Mainz 10 2013
KW Philippsburg 5 2013
Stadtwerke München 10 2013
Stadtwerke Schwerin 15 2013
Stadtwerke Tübingen 5 2013
Energieversorgung Offenbach 10 2014
ENRO Ludwigsfelde 15 2014
Stadtwerke Detmold 5 2014
Stadtwerke Forst 0,55 2014
EEW Premnitz 20 2014
uniper KW Shamrock 60 2014
Avacon Natur GmbH, Salzwedel 6 2015
BTB Berlin 6 2015
FHW Neukölln 10 2015
Mainova AG HWK Niederrad 8 2015
N-Ergie Nürnberg 50 2015
Stadtwerke Augsburg 10 2015
Stadtwerke Dessau 5 2015
Stadtwerke Kiel 30 2015
Technische Werke Ludwigshafen 10 2015
Stadtwerke Amberg 1,5 2016
Zielitz 15 2016
Energie und Wasser Potsdam 20 2016
BioEnergie Taufkirchen 5,5 2016
Stadtwerke Jena 4 2016
Stadtwerke Lübeck 2,5 2016
Stadtwerke Münster 22 2016
Stadtwerke Neumünster 20 2016
Stadtwerke Norderstedt 2,4 2016
Südzucker, Standort Zeitz 10 2016
Vattenfall Hamburg 54 2018
Quelle: zusammengestellt von IFAM 2018