Bereichseinteilung

Die Einteilung in Eignungsgebiete wurde in Freiburg auf Ebene der 43 Stadtbezirke vorgenommen. Diese Granularität ist in Freiburg ausreichend für strategische Aussagen. Sechs der Bezirke wurden aufgrund der sehr heterogenen Siedlungsstruktur nicht eindeutig der Fernwärme oder Wärmepumpen zugeordnet. In diesen Mischgebieten (hellgelb in Bild 2) sind die verdichteten Bereiche für einen Ausbau der Fernwärme geeignet, in den weniger verdichteten Bereichen soll der Fokus auf Wärmepumpen liegen. Im Ergebnis verschiebt sich der Schwerpunkt der Energieträgerzusammensetzung von Gas auf Fernwärme (Bild 3) und die Treibhausgasemissionen sinken um 95 %.

Dekarbonisierung der Wärmenetze

In Freiburg betreiben zehn Unternehmen insgesamt mehr als 25 Wärmenetze. Aufgrund der großen Heterogenität der Wärmenetzinfrastruktur in Freiburg wurden die Dekarbonisierungsoptionen im Rahmen der kommunalen Wärmeplanung nicht flächendeckend, sondern exemplarisch für drei Netze grob geschätzt. Dabei übernahm die Badenova-Wärmeplus als 100-prozentige Tochter der Bade­nova AG & Co. KG die Bearbeitung für die von ihr betriebenen Netze:

•  Wärmenetz des Uniklinikums Freiburg (UKF): Mit dem Universitätsklinikum wurde sich über die existierenden Konzepte zur Dekarbonisierung ausgetauscht. Die technische Infrastruktur des Gesamtsystems ist am Klinikbetrieb orientiert (u. a. Versorgungssicherheit, Eigenstromerzeugung mit Erdgas-Kraft-Wärme-Kopplung, Dampf für verschiedene Einsatzzwecke). Die Effizienz der Erzeugung wurde in den vergangenen Jahren durch u. a. Abwärmeauskopplung aus dem Rauchgas erhöht. Die technische Leitung des UKF favorisiert als Dekarbonisierungsoption den Einsatz grünen Wasserstoffs und bereitet den Anlagenpark bereits entsprechend vor. Hinsichtlich der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff für Wärmeanwendungen konnte mit dem Konsortium im Projektverlauf kein Konsens erzielt werden. Als landeseigene Einrichtung ist das UKF verpflichtet, bis spätestens 2040 eine Dekarbonisierung durchzuführen.
•  Wärmeverbund Freiburg-Süd (Badenova-Wärmeplus): In einer eigenständigen Machbarkeitsstudie mit Förderung durch das Programm Wärmenetze 4.0 hat die Badenova-Wärmeplus die Einkopplung von industrieller Abwärme aus der Molkerei Schwarzwaldmilch untersucht. Damit die Abwärme bestmöglich genutzt werden kann, werden die bisher getrennten Wärmenetze Vauban, Staudinger und Gutleutmatten verbunden. Zugleich wird der Stadtteil Stühlinger weiter mit Fernwärme erschlossen und das Versorgungsgebiet damit etwa verdoppelt (Bild 4). Parallel soll mit einem Sanierungskonzept die Rücklauftemperatur in den Bestandsnetzen gesenkt werden. Im Ergebnis soll das Netz mit über 70 % aus Abwärme und regenerativer Biomasse versorgt werden. Das Konzept ist seit 2020 bereits in der Umsetzung.
•  Netz Rieselfeld/Weingarten (Freiburger Wärmeversorgung GmbH, Betrieb durch Badenova-Wärmeplus): Für das Netz (Vorlauftemperatur 100 °C) wurden mehrere dekarbonisierte Energien technisch und wirtschaftlich untersucht und anhand von Kosten und Treibhausgasemissionen bewertet. Auf dieser Basis wurden mehrere Varianten möglicher Erzeugerparks konzipiert. Ein möglicher Erzeugerpark könnte industrielle Abwärme und Grundwasserwärme in der Grundlast nutzen. In der Mittellast kämen ein Holzhackschnitzel-Kessel und ein Erdgas-Blockheizkraftwerk zum Einsatz, in der Spitzenlast ein Erdgaskessel. Mit der Umsetzung einer solchen Lösung ließe sich der Treibhausgasemissionsfaktor auf rd. 80 g CO_2e/kWh senken (Berechnung gemäß Bisko-Methodik für die kommunale Klimabilanz mit exergetischer Methode) und damit den für 2030 definierten Zielwert von 98 g CO_2e/kWh noch unterschreiten.

Für die mehr als 25 Wärmenetze in Freiburg wurde im Maßnahmenplan festgelegt, dass alle Netzbetreiber innerhalb von fünf Jahren einen Transformationsplan für eine vollständige Dekarbonisierung erarbeiten sollen. Zur Dekarbonisierung sollen dabei vorrangig lokale erneuerbare Quellen genutzt werden. Für die verschiedenen Netztypen (Dampf, Heißwasser) wurden Treibhausgaszwischenziele für 2030 definiert. Für das Dampfnetz des UKF wird zudem als kurzfris­tige Maßnahme empfohlen, die Optionen zur Prüfung einer per­spektivischen Umstellung des Dampfnetzes auf Heißwasser zu untersuchen, um die Bedingungen für die Einbindung von Abwärme, Umweltenergie oder Geothermie zu verbessern.

Fazit

Die Zusammensetzung des Konsortiums und regelmäßige 14-tägige Abstimmungstermine haben eine gemeinsame Erarbeitung von Ergebnissen unterstützt. In den intensiven Diskussionen fanden bei allen Beteiligten Perspektivwechsel auch jenseits der Komfortzonen statt; dabei ist ein gemeinsames Verständnis für die nächsten Schritte zur Dekarbonisierung gewachsen. In den kommenden Jahren plant die Badenova Investitionen in Höhe von 200 Mio. € zur Erkundung und Erschließung von tiefer Geothermie und zum weiteren Ausbau der Wärmenetze in Freiburg und umliegenden Kommunen mit dem Ziel, kommunale Wärmeplanung in kommunale Realität zu transformieren. Mit den Erfahrungen aus dem Pilotprojekt Freiburg wird die kommunale Wärmeplanung in der Badenova-Gruppe nun sukzessive im Sinne einer integrierten Energieleitplanung als wertvolles Planungs- und Steuerungsinstrument der regionalen Wärmewende implementiert.

Literatur

[1]    GEF, Ifeu, Badenova: Masterplan Wärme Freiburg. www.freiburg.de/pb/1847688.html
[2]    Geomer GmbH: Wärmeatlas Deutschland 2.0 – Wärmebedarfsdaten. www.geomer.de/produkte/geodaten/waermebedarfsdaten-waermeatlas-20.html
[3]    Öko-Institut, Ifeu-Institut: Fortschreibung Klimaschutzkonzept Freiburg 2018. www.freiburg.de/pb/site/Freiburg/get/params_E-1430614942/1323913/Fortschreibung%20Klimaschutzkonzept%202018_1.pdf

Dipl.-Ing. (FH) Susanne Ochse, Projektleitung, GEF Ingenieur AG, Leimen, susanne.ochse@gef.de, www.gef.de
Manuel Baur, Leiter Integrierte Infrastrukturplanung, bn-Netze GmbH (Badenova Netzgesellschaft), Freiburg, manuel.baur@bnnetze.de, www.bnnetze.de
Dipl.-Ing. Christian Paul, Projektentwicklung, Badenova-Wärmeplus GmbH & Co. KG, Freiburg, christian.paul@badenova.de, badenovawaermeplus.de