Wie lassen sich die Klimaziele mittel- und langfristig erreichen?

Gastautor Portrait

Markus Lempp

Leiter Public and Industry Affairs bei Danfoss

Über Brüssel und Berlin kam Markus Lempp nach Dänemark: In Brüssel befasste sich der Jurist mit der Liberalisierung der EU-Energiemärkte, in Berlin mit dem künftigen Strommarktdesign und beihilferechtlichen Auswirkungen auf die Strommärkte. Für den dänischen Global Player Danfoss verantwortet er den Bereich Public and Industry Affairs in Zentraleuropa. Die Energiewende spielt für Danfoss und ihn weiter eine zentrale und strategische Rolle, wenn auch aus einer anderen Perspektive. Der Industriekonzern ist einer der Marktführer für effiziente Energieanwendungen z.B. im Bereich Wärmetechnologien. Danfoss selbst ist auch ein großer Energieverbraucher.

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15. Februar 2018

Verdient die Energiewende ihren Namen? Denken wir die Energiewende heute breit genug? Was müssen wir bedenken, um die Klimaziele zu erreichen, welche Rolle spielt der Gebäudesektor und wie sieht der Wärmemarkt der Zukunft aus und in welchem Verhältnis steht er zum Stromsektor? Wer heute von der Energiewende spricht, spricht meist von Strom und dem Austausch von Energieträgern zur Stromerzeugung. Diskussionen gehen um den Ausstieg aus der Kohleverstromung, um die Höhe der EEG-Umlage, um Stromtrassen oder Proteste gegen Windparks.

Unbestritten spielt der Stromsektor als CO2-intensivster Sektor für den Klimaschutz eine zentrale Rolle. Die Fokussierung der Debatte fast nur auf den Stromsektor greift aber zu kurz. Internationale Abkommen wie das Klimaschutzabkommen von Paris verpflichten uns, unsere gesamte Volkswirtschaft bis 2050 weitgehend CO2-neutral zu machen.

Strategie muss alle Sektoren einbeziehen

Natürlich wird Strom bei der Dekarbonisierung insgesamt eine sehr große Rolle spielen. Die Aufgabenstellung ist aber eine ganz andere als bei der reinen Strom-Energieträger-Austausch-Wende. Die Herausforderungen sind schon mengenmäßig viel größer. 54% des deutschen Endenergieverbrauchs entfallen auf Wärme (Raumwärme, industrielle Prozesswärme und Warmwasser). Erst danach folgen Kraftstoff- und Stromverbrauch.

Als Energieträger für Wärme dominieren Erdgas und Heizöl. Öl und Gas durch erneuerbar erzeugten Strom zu ersetzen und am besten den Verkehr auch gleich zu elektrifizieren, würde die Potentiale für Erneuerbare Energien sehr schnell erschöpfen. Die erste große Herausforderung der sektorübergreifenden Energiewende ist daher die Energieeffizienz.

Im Gebäudesektor stehen Gebäudetechnik und Maßnahmen an der Gebäudehülle dafür auf gleicher Ebene.Durch effiziente Wärmeverteilung und Temperatursteuerung kann der  Energieverbrauch um bis zu 15 Prozent gesenkt werden. Zusätzlich kann Gebäudeautomation weitere 5 Prozent des Verbrauchs senken und steigert dabei noch Komfort und Gesundheit der Bewohner und senkt die Instandhaltungskosten.
Gebäudetechnik ermöglicht deutliche Energieeinsparungen durch einfache Maßnahmen wie den hydraulischen Abgleich schon zu geringen Investitionskosten.

Auch im Gebäude ist die Technik nicht stehen geblieben und auch hier hat die Digitalisierung Einzug gehalten. Mit digitaler Gebäudetechnik gehen Effizienzmaßnahmen am Gebäude mit effizienter Bedarfsdeckung Hand in Hand. Z.B. „merkt“ ein modernes, automatisiertes Gebäude wann und wo es genutzt wird und wann wo welcher Wärme-/ Energiebedarf bestehen wird. Berücksichtigt werden dabei auch Wetterdaten und -prognosen. Sonnenschein senkt den Verbrauch und die Kaltfront wird ihn nächste Nacht steigen lassen.

Leistung punktgenau an den Bedarf anpassen

Die Heizung stellt sich darauf ein und stellt Wärmemengen und Zeitpunkte darauf ab. Das einzelne Gebäude verbraucht so weniger Energie. Aber auch der Energieverbrauch des umliegenden Systems sinkt, weil es weniger Verluste durch geringere Pufferbereitstellung erleidet.

Was ist die richtige Strategie zur Erreichung der Klimaziele?
Bilder von Danfoss

Dieses umliegende System könnte zB ein Fernwärmesystem sein. Mit Blick auf Ballungsgebiete wird Fernwärme ein wesentlicher Baustein für die Wärmeversorgung der Zukunft sein. Fernwärme in Verbindung mit KWK ist die Effizienteste Wärme- und Stromversorgung für Ballungsgebiete und die Potentiale für eine optimale Fernwärmenutzung sind noch lange nicht erschlossen. Durch die Urbanisierung wachsen die Städte und mit ihnen die Potentiale für eine sinnvolle und wirtschaftliche Fernwärmenutzung.

Auch hier geschieht mit Digitaltechnik erstaunliches, so zB. mit dem so genannten Leanheat-System. Es weiß entsprechend der oben für intelligente Gebäude beschriebenen Technik mittels historischer Verbrauchsdaten, Algorithmus basierter und Wetterdaten berücksichtigender Prognosen, wann welches Gebäude, welcher Straßenzug oder welcher Straßenblock was für einen Wärmebedarf haben wird. Dementsprechend kann die Kraftwerksleistung künftig immer noch punktgenauer auf den Bedarf abgestimmt werden.

Ein weiterer Vorteil der Fernwärme: sie kann an die Entwicklung der Energiewende perfekt angepasst werden. Gas oder Biomasse sind vielseitige Energieträger und das Fernwärmenetz selbst ist ein riesiger Energiespeicher dessen Potentiale mit Power-to-Heat vergrößert werden können. Außerdem wird Strom erzeugt, wenn es kalt ist und die Fernwärme gebraucht wird. Das verträgt sich gut mit der Wärmepumpe, die ihrerseits den Strom braucht wenn es kalt ist.

Wärmepumpe mit großem Potential, aber nicht überall einsetzbar

Die Wärmepumpe ist ein weiterer wesentlicher Baustein für das Wärmesystem der Zukunft. Sie ist die effizienteste Wärmetechnologie. Sie macht unter Einsatz eines Teils Energie (Strom) drei Teile Umweltwärme für Raum-/ Wasserwärme nutzbar. Deshalb wäre die Wärmepumpe sogar CO2-freundlich, wenn sie mit 100 Prozent konventionell erzeugtem Strom betrieben würde. Da der Anteil erneuerbaren Stroms schon bei über 30 Prozent liegt und immer weiter steigt, liegen die klimarelevanten Vorteile der Wärmepumpe auf der Hand. Nachteil der Wärmepumpe ist, dass sie kaum in unsanierten Altbauten betrieben werden kann. Im Neubau und in Verbindung mit Fußbodenheizungen ist die Wärmepumpe auf dem Siegeszug und verdrängt andere Technologien. Im sanierten Altbau ist sie auch sehr erfolgreich.

Technologische Scheuklappen sind für die Bewältigung der Herkulesaufgabe „Energiewende“ unangebracht. Deshalb kann heute trotz des Fernziels der Dekarbonisierung fossile Technologie erheblich zum Klimaschutz beitragen.Der Austausch veralteter Öl- oder Gaskessel birgt riesige Einsparpotentiale. Nur ein knappes Drittel der in deutschen Gebäuden installierten Heizungen entspricht dem Stand der Technik. Fast 9 Millionen Gas- oder Ölkessel sind von vorgestern und nur 9% der Heizungssysteme nutzen Solarthermie.

Alles zusammen denken und jetzt die Weichen stellen

Würden alle Anlagen modernisiert, könnten gut 10% des deutschen Endenergieverbrauchs eingespart werden. Die Zahlen zeigen die Potentiale auch fossiler Technik. Vor Allem zeigen sie auch die Bedeutung der Einbindung erneuerbarer Energien wie der Solarthermie und die Bedeutung hybrider Systeme. In einem weiteren Schritt der Dekarbonisierung können die Energieträger Erdgas und Öl durch erneuerbar hergestellte Brennstoffe ersetzt werden. Andere Teile des Anlagenbestandes können im nächsten Modernisierungsschritt durch Wärmepumpen ersetzt werden, weil die Sanierung des Baubestandes ein kontinuierlicher Prozess ist.

Keine der genannten Technologien ist für sich genommen die „Silver Bullet“. Jede hat ihre Vor- und Nachteile oder erfordert bestimmte Bedingungen. Die Fernwärme ist nur in Ballungsräumen sinnvoll, ein massenhafter Wärmepumpeneinsatz erfordert umfassende Bestandssanierungen und effiziente fossile Technologien sind endlich und die Potentiale an Erneuerbaren sind es auch. Die wichtigste Voraussetzung aber ist, alles zusammen zu denken und frühzeitig die Weichen zu stellen: Die Weichen in Richtung Effizienz auf allen Ebenen.

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  1. Prof. Peter Müller

    vor 6 Monaten

    Schon lange versuche ich in dem mir möglichen Umfeld daauf hinzuweisen, dass nicht nur die Energieerzeugung sondern auch die Verbrauchsseite hohe Energieeinsparpotentiale aufweist. In diesem Punkt liegt der Autor völlig richtig und es ist erstaunlich, dass in der öffentlichen Diskussion dieser Umstand kaum beachtet wird. Der Autor beachtet in seiner Schlussfolgerung aber nicht, dass Wärmerückgewinnung eine ganz wichtige Rolle spielen kann, wenn es um Energieeffizienz geht. Wärmerückgewinnung aus der Lüftung mit und ohne Wärmepumpe ist nicht nur im gewerblichen/industriellen Bereich eine riesige CChance sondern auch in der allgemeinen Gebäudewärmeversorgung. Die von dem Autor angesprochene sensorgesteuerte Bereitstellung gewinnt damit noch eine zusätzliche, äußerst interessante Bedeutung.

  2. Prof. Peter Müller

    vor 6 Monaten

    Ich bitte die Schreibfehler zu entschuldigen.

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