Eine Müllverbrennungsanlage mitten in der Stadt mit Skipiste auf dem Dach und Kletterwand an der Fassade. Seit 2017 ist diese Idee in Kopenhagen zur Realität geworden. „Amager Bakke“ produziert aus 400.000 Tonnen Müll im Jahr Strom für 62.500 Haushalte und Fernwärme für 160.000 Haushalte in der dänischen Hauptstadt. Dabei ist die Anlage doppelt so effizient und stößt zehnmal weniger Stickoxide aus als ihr Vorgänger.

Die Skipiste, die Kletterwand und weitere Aktivitäten an der Müllverbrennungsanlage machen das Projekt weltweit bekannt. Dabei wird sie für ihre Klimafreundlichkeit gelobt. Die Müllverbrennung kann jedoch nur ein Baustein einer klimaneutralen Strom- und Wärmeversorgung sein, denn auch hier wird CO₂ aus fossilen Quellen ausgestoßen, solange z.B. Plastik aus Öl mit verbrannt wird. Da der anfallende Müll jedoch nicht mehr deponiert werden darf, gibt es heutzutage für nicht recycelbare Stoffe aus Klimaschutzsicht keine bessere Alternative, als ihn für die Wärmeversorgung zu nutzen, also thermisch zu verwerten. Die Verbrennung von trockenem Klärschlamm oder Biomasse, die Nutzung von industrieller Abwärme oder von überschüssigem Strom, wenn das Stromangebot aus Wind- und Solarkraftwerken den Bedarf übersteigt, sowie Solarthermie und Geothermie sind weitere mögliche Bestandteile einer klimafreundlichen Wärmeversorgung und werden in der Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Die meisten dieser Technologien können allerdings nicht in jedem Haushalt einzeln eingesetzt werden. In dicht besiedelten Gebieten ist eine zentrale Wärmeerzeugung in großen Anlagen notwendig, wodurch sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile entstehen. Die Wärme wird dann in einem Nah- oder Fernwärmenetz zu den Haushalten transportiert.

Kern der klimaneutralen Wärmeversorgung: Wärmenetze mit Großspeichern

Heutzutage versorgen wir in Deutschland unsere Häuser zum größten Teil mit Wärme aus einzelnen Öl- und Gasheizungen in unseren Kellern, wobei viel klimaschädliches CO₂ entsteht. Die Wärmeversorgung in der Stadt Kassel wird aktuell zu über zwei Dritteln der Endenergie mit Erdgas-Einzelheizungen und zu ca. 21 % mit Fernwärme gedeckt. Dazu kommen Heizölkessel in Wohngebäuden mit einem Anteil von ca. 9 %. “Damit basiert die Wärmeversorgung zu einem hohen Anteil auf fossilen Energieträgern. Dies macht einen schnellen Umstieg auf klimafreundlichere Alternativen nötig. Neben der Verbrennung von Abfallstoffen wird dafür in Zukunft Solarenergie, Erdwärme und die Nutzung von Abwärme aus Industrieprozessen eine wichtige Rolle spielen“, so Prof. Ulrike Jordan vom Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik der Universität Kassel.

Der Großteil des Wärmebedarfs in Zentral- und Nordeuropa fällt für die Raumheizung im Winter an. Günstige erneuerbare Wärme liefert hingegen die Sonne vor allem im Sommer. Auch die Müllverbrennung steht im Sommer nicht still, da der Müll ganzjährig anfällt. Das führt dazu, dass heute teilweise Wärme im Sommer an die Umgebung abgegeben werden muss und somit nicht mehr nutzbar ist. Daraus ergibt sich ein weiterer Baustein der klimafreundlichen Wärmeversorgung: Saisonale Speicherung. Dafür werden sehr große Anlagen benötigt, die es möglich machen, die Wärme aus dem Sommer für den Winter zu speichern.

Dänische Städte sind Vorreiter in der Anwendung solcher Technologien.

Die Stadt Vojens hat einen Erdbeckenspeicher mit einer Größe von 200.000 Kubikmetern für die saisonale Wärmespeicherung gebaut. Das entspricht etwa der Größe von 80 Becken des Kasseler Auebads. In Aalborg sind zwei ähnliche Speicher mit einem Fassungsvermögen von jeweils 500.000 Kubikmeter in Planung.

Wichtig dabei ist, diese Speicher mit einem gut ausgebauten, engmaschigen Fernwärmenetz zu kombinieren. Erst dann ist es möglich, regenerative Wärme aus Sonne, Abfall, Abwärme und weiteren Technologien effizient zu nutzen.

Viel Potenzial in der Kasseler Industrie

Auch in Kassel ist der Planungsprozess einer klimaneutralen Wärmeversorgung im Gange. Im August 2019 hat die Kasseler Stadtverordnetenversammlung beschlossen, „den Umstieg auf klimaneutrales Handeln so zu fördern, dass schnellstmöglich eine vollständige Versorgung mit erneuerbaren Energien erreicht wird“. Erklärtes Ziel ist es, dass Kassel bis 2030 klimaneutral wird. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen und den dazu notwendigen Prozess aktiv zu befördern, wurde im März 2020 ein Klimaschutzrat eingerichtet, der den Magistrat und die Stadtverordnetenversammlung auf dem Weg hin zur Klimaneutralität und in Fragen des Klimaschutzes konstruktiv begleitet und berät.

Zum Thema „klimaneutrale Wärmeversorgung“ hat der Klimaschutzrat bereits einige konkrete Vorschläge gemacht. So soll beispielsweise mit einem Abwärmekataster untersucht werden, welchen Beitrag die Abwärme der Kasseler Industrie zur Wärmeversorgung leisten kann.

Industrie und Gewerbeunternehmen sind für rund 42 % der energiebedingten CO₂-Emissionen im Kasseler Stadtgebiet verantwortlich. Klimaneutralität lässt sich nur erreichen, wenn der Energieverbrauch und die damit verbundenen Emissionen drastisch sinken und der verbleibende Energiebedarf regenerativ gedeckt wird. Das Potenzial zur Abwärmenutzung in Industrie und Gewerbe ist hoch. So geht beispielsweise global mehr als ein Drittel der für Produktionsprozesse eingesetzten Energie in der Industrie verloren.

Gleichermaßen lassen sich in einem Abwärmekataster potenzielle Abnehmer für Abwärme in den Gewerbegebieten Kassels identifizieren. Dabei ist zu beachten, dass auch eine Abwärmenutzung aus Abwasser erfolgen kann oder dass beispielsweise Wärmepumpen, Energiespeicher oder sogenannte Sorptionskälteanlagen, die Wärme für die Kälteproduktion brauchen, zur Versorgung angrenzender Betriebe eingesetzt werden können. Ebenso kann in vielen Fällen ein Anschluss an das Kasseler Fernwärmenetz sinnvoll sein.

Nächster Meilenstein: Wärmeleitplanung

Es zeigt sich also: Es gibt viele Möglichkeiten und Ansätze zur klimaneutralen Wärmeversorgung. Dabei bringt jede Technologie ihre Vor- und Nachteile mit sich. Dies muss oftmals individuell abgewogen, d. h. auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden. Für die Umsetzung einer umfassenden Wärmewende in der Stadt Kassel bedarf es daher einer ambitionierten kommunalen Wärmeleitplanung zur Ermittlung der bestmöglichen Kombination an Technologien. Eine solche Wärmeleitplanung für Kassel wird zurzeit vom Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik der Universität Kassel zusammen mit dem Umwelt- und Gartenamt der Stadt Kassel und den Städtischen Werken mit Förderung durch das Land Hessen durchgeführt. Die Wärmeleitplanung wird die Stadt in räumliche Sektoren unterteilen, in denen nach Vorkommen lokaler regenerativer Wärmequellen die Art der Wärmeversorgung priorisiert wird. Beispielsweise bietet es sich an, Gebäude in der Nähe des Müllheizkraftwerkes und auch Gebiete, die dicht besiedelt sind, möglichst mit Fernwärme zu versorgen. Weiterhin beeinflussen mögliche Abwärmequellen die Gebietseinteilung. Es werden Gebiete entstehen, in denen die Wärmeversorgung mit kleineren, effizienten Wärmenetzen erfolgen soll, die mit niedrigeren Temperaturen betrieben werden und zum Teil mit dem Fernwärmenetz verbunden werden können. „Die skandinavischen Länder nehmen hier eine Vorreiterrolle ein. Nach neueren Studien wird in Zukunft aber auch in deutschen Großstädten ein Anteil von durchschnittlich 70% des Wärmeverbrauchs durch Wärmenetze bereitgestellt“, so die Leiterin der Kasseler Studie, Prof. Jordan.

Die Wärmeleitplanung ist also ein wichtiges Mittel zur Gestaltung eines klimaneutralen Kassels. Denn eines ist klar: Auf diesem Weg gibt es keine Zeit mehr zu verlieren. Bei der kommunalen Wärmewende kann Kassel Vorreiter werden. Und wer weiß: Vielleicht kann sich in Zukunft ja sogar die eine oder andere Stadt in Dänemark etwas von Kassel abschauen.

Foto: Kallerna (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amager Bakke 2.jpg), https://creativecommons.org/ licenses/by-sa/4.0/legalcode