Wärmekataster

Zu Projektbeginn wurde entschieden, als zentrale Datenquelle für den räumlich verteilten Wärmebedarf den Wärmeatlas Deutschland 2.0 (WAD 2.0) der Geomer GmbH für Freiburg zu lizensieren,  u. a. weil eine rechtliche Grundlage zur Erhebung von Verbrauchsdaten bei allen Versorgern noch nicht vorhanden war. Der WAD 2.0 setzt auf Alkis-Daten sowie auf dem Gebäudemodell Gemod des Ifeu auf. Er umfasst gebäudescharfe Daten für den Nutzenergiebedarf für Heizung und Warmwasser, den Gebäudetyp und die Energiebezugsfläche und wurde als „quick and good enough“-Lösung für den Masterplan gewählt. Die WAD-Daten wurden mit der Freiburger Klimabilanz kali­briert und eine Wärmedichtekarte für das Stadtgebiet erstellt (Bild 1).

Die zukünftige Bedarfsentwicklung wurde in Anlehnung an das bestehende Klimaschutzkonzept modelliert, mit einem Rückgang von insgesamt 40 % bis 2045 gegenüber 2020. Entsprechend sinkt der Endenergiebedarf für Raumwärme und Warmwasser von rd. 1 900 GWh/a in 2020 auf rd. 1 150 GWh/a in 2045. Die Stadt Freiburg hat sich 2021 zum Ziel gesetzt, die Klimaneutralität bereits 2038 zu erreichen. Entsprechend müssen alle Maßnahmen, die im Konzept noch für 2045 vorgesehen waren, beschleunigt werden.

Potenzialanalyse erneuerbare Wärme

Die Potenzialanalyse für erneuerbare Energie ergab ein Gesamtpotenzial von rd. 890 GWh/a. Fast die Hälfte davon stammt aus der tiefen Geothermie, die aktuell von der Badenova-Gruppe im Freiburger Umfeld intensiv erkundet wird. Weitere hohe Potenziale bietet die oberflächennahe Geothermie (220 GWh/a) sowie die Dachflächen-Solarthermie (150 GWh/a). Unter Berücksichtigung von nicht quantifizierten Potenzialen wie Grundwasser und Umgebungsluft erscheint es grundsätzlich möglich, eine Wärmeversorgung auf Basis lokaler erneuerbarer Energiequellen zu realisieren, wenn der Wärmeverbrauch durch Effizienzmaß­nahmen wie angenommen deutlich gesenkt wird.

Perspektive des Gasnetzes

Ein zentrales Arbeitspaket des Projekts war die offene und ausführliche Diskussion der Annahmen zur Verfügbarkeit erneuerbarer Gase, z. B. Wasserstoff oder synthetisches Methan, und zur Perspektive des Gasnetzes im Projektteam. Als Grundlage für die Diskussion wurde vorgelagert eine Fachrecherche zur Verfügbarkeit erneuerbarer Gase zum Einsatz im Wärmebereich  sowie eine Analyse zum Reinvestitionsbedarf des Gasnetzes vorgenommen.

• Fachrecherche Erdgasersatz: Bei knapper Verfügbarkeit und hohen Kosten gehen die herangezogenen Studien von einer Konzentration der Nutzung erneuerbarer Gase in Industrie und Verkehr aus. Nur in Ausnahmefällen, z. B. Dunkelflaute, erscheint ein Einsatz im Bereich Wärme sinnvoll. Mittelfristig (bis 2030) wird ein breiter Einsatz im Bereich Raumwärme und Warmwasser nicht erwartet.
• Das Freiburger Gasnetz ist in gutem Zustand, so dass sowohl mittelfristig als auch langfristig (2030 – 2045) ein vergleichsweise geringer Erneuerungsbedarf besteht. Das eröffnet für die Netzgesellschaft der Badenova-Gruppe die Option, das Gasnetz ohne hohe Investitionen weiterbetreiben zu können.

Für die Stadt Freiburg ergibt sich entsprechend ein größerer Spielraum für Pfadentscheidungen, da ein niedriger Investitionsbedarf auch ein niedrigeres Risiko für Fehlinvestitionen enthält, die sich für den Netzbetreiber als Folge von politischen Entscheidungen für den Klimaschutz ergeben könnten.

Auf Grundlage dieser Diskussionen wurden zwei mögliche Szenarien für die dezentrale Wärmeversorgung definiert – ein Szenario, dessen Fokus auf Umweltenergie und Strom aus erneuerbaren Energien (sprich: Einsatz von Wärmepumpen) liegt sowie ein Szenario, das auf erneuerbare Gase setzt. Die Szenarien wurden mit einer Swot-Analyse bewertet. Anschließend wurde im Projektteam gemeinsam die Entscheidung getroffen, für die dezentralen Versorgungsoptionen in der aktuellen kommunalen Wärmeplanung das Szenario Umweltenergie und Strom aus erneuerbaren Energien zugrunde zu legen. Die Stadt Freiburg und die Badenova-Gruppe haben vereinbart, die nationale und internationale Entwicklung im Bereich erneuerbarer Gase zu beobachten und die Bewertung der Verfügbarkeit regelmäßig alle fünf Jahre zu überprüfen und ggf. anzupassen. Diese Vereinbarung wurde als Maßnahme im Maßnahmenplan verankert.

Räumliche Verortung von Eignungsgebieten

Unter Heranziehen von Kriterien wie der Wärmedichte aus dem Wärmekataster, der Siedlungstypologie, dem Abstand zu bestehenden Wärmenetzen, der Fernwärmeausbaustrategie der Badenova und der räumlich aufgelösten Analyse für Potenziale erneuerbarer Energien wurde für den kommunalen Wärmeplan zwischen Eignungsgebieten für Fernwärme und Eignungsgebieten für Wärmepumpen unterschieden. Bei Eignungsgebieten handelt es sich per Definition nicht um rechtlich verbindlich festgelegte Vorranggebiete, sondern um eine strategische Festlegung im langfristigen Zeithorizont.

Eignungsgebiete mit dem Fokus auf Fernwärme (blau in Bild 2) umfassen im Wesentlichen den verdichtet bebauten Stadtkern Freiburgs sowie Quartiere mit Block­rand­bebauung, verdichteter Mehrfamilienhausbebauung oder Campus-Bebauung (Universitäten, Kasernen, Kliniken usw.). In Gebieten mit vorrangig weniger verdichteter Ein- und Zweifamilienhausbebauung liegt der zukünftige Fokus auf der Nutzung von Umweltenergie mit Wärmepumpen (orange in Bild 2).