Unterschiedliche Ausführungen von Aquiferwärmespeichern (Quelle: Reiner Lemoine Institut gGmbH (RLI))
Saisonale Wärmespeicher helfen dabei, überschüssige Wärme aus dem Sommer in Zeiten höheren Wärmebedarfs im Winter zu verschieben. Dafür gibt es verschiedene Speichertypen. Die Wissenschaftler sehen besonders Aquiferwärmespeicher als geeignet für Berlin an. Hierbei handelt es sich um offene Systeme zur Speicherung und Rückgewinnung von Wärme in hydraulisch abgeschlossenen Grundwasserschichten.
„Wärmespeicher ermöglichen es, erneuerbare Energien effizienter zu nutzen. Sie reduzieren die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und entlasten das Energiesystem. Sie sind deshalb essenziell für eine klimaneutrale Wärmeversorgung in Berlin“, fasst Marie-Claire Gering, wissenschaftliche Mitarbeiterin und Projektleiterin am des Reiner Lemoine Instituts (RLI) die Ergebnisse zusammen. Das RLI hat die Studie gemeinsam mit dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und dem Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM) erstellt.
Abwärme und erneuerbare Wärme im Fernwärmenetz effizienter nutzen
Wärmespeicher helfen, lokale Abwärme und erneuerbare Wärmequellen umfassender zu nutzen, etwa aus Rechenzentren, Abwasserwärme oder Solarthermie. Mit steigenden Preisen für fossile Energieträger, beispielsweise durch den Emissionshandel und mit einem höheren Elektrifizierungsgrad der Wärmeversorgung werden Wärmespeicher wirtschaftlich immer attraktiver.
Mehr Kapazität für Lang- und Kurzzeitspeicher sinnvoll
Langzeitspeicher könnten bereits bei einer Leistung von 700 MW aus erneuerbaren Energien und Abwärme und einer Speicherkapazität von bis zu 440 GWh den Anteil erneuerbarer Wärme und Abwärme im Berliner Fernwärmenetz der BEW um rund 5 % erhöhen. Kurzzeitspeicher wie Behälterwärmespeicher könnten das Stromnetz stabilisieren und Lastspitzen abfedern. Die Untersuchung zeigt, dass eine Verdopplung bis Verdreifachung der bestehenden Kurzzeitspeicherkapazität auf bis zu 6,6 GWh für das Berliner Fernwärmenetz sinnvoll wäre.
Quartierspeicher helfen, urbane Wärmequellen stärker zu nutzen
In dezentralen Quartiersnetzen könnten Aquiferwärmespeicher bis zu 33 % der Jahreswärme speichern. Besonders für urbane Abwärmequellen wie Rechenzentren oder Abwassersysteme sind diese Speicher entscheidend, da sie deren Energie nahezu vollständig nutzbar machen.
Flächenverfügbarkeit als zentrales Hindernis: Unterirdische Speicher als Lösung
Berlin hat begrenzte Flächen für oberirdische Wärmespeicher, die zudem auf baurechtliche und städteplanerische Hürden stoßen können. Unterirdische Lösungen wie Aquiferwärmespeicher sind eine vielversprechende Alternative. Allerdings muss noch überprüft werden, ob der Berliner Untergrund sich für diese Speicherarten geologisch eignet. Bestehende Wissenslücken soll die vom Senat beschlossene „Roadmap Geothermie“ schließen.
Rechtliche Unsicherheiten bremsen Ausbau – politische Weichenstellungen nötig
Neben den technischen Herausforderungen erschweren Rechtsunsicherheiten im Genehmigungsverfahren, vor allem in der Abgrenzung zwischen berg- und wasserrechtlichem Genehmigungsregime sowie fehlende Transparenz in der Verwaltungspraxis die Umsetzung von Wärmespeichern. Eine politische Entscheidung, die Wärmespeicher als Teil der öffentlichen Daseinsvorsorge definiert, könnte den Ausbau beschleunigen. Darüber hinaus sind für den Wärmespeicherausbau allgemeine Herausforderungen der Energiewende wie hohe Investitionskosten und weitere technoökonomische Hemmnisse relevant.
Weitere Informationen gibt es unter www.reiner-lemoine-institut.de