GRÜNE NAHWÄRME MIT ERDWÄRME
TECHNISCHE LÖSUNG
Scope I – das direkte Emissionsvolumen
Die bei der oberflächennahen Geothermie entstehenden Scope I-Emissionen, welche in Folge der Betriebsaktivitäten direkt vom Nahwärmenetzbetreiber verursacht und damit auch verantwortet und kontrolliert werden, beziehen sich i.W. auf Bohrungen und Pumpvorgänge. Gegenüber konventionellen fossilen Brennstoffen fällt jedoch das direkte Emissionsvolumen vergleichsweise gering aus.
Bei oberflächennaher Geothermie nehmen Wärmepumpen und die darin verwendeten Kältemittel eine zentrale Funktion ein. Sie verfügen grundsätzlich über ein hohes Treibhauspotenzial, was insbesondere bei Leckagen oder der unsachgemäßen Entsorgung zu einer erheblichen Treibhausgasemission führen kann.
Scope II – das indirekte und „eingekaufte“ Emissionsvolumen
Scope II-Emissionen, die den größten Anteil der weltweiten Treibhausgas-Emission ausmachen, resultieren hingegen als indirekte Treibhausgas-Emissionen vornehmlich aus „eingekaufter“ Energie, wie beispielsweise Strom, Fernwärme oder Kühlung. Der wesentliche Unterschied zu Scope I-Emissionen besteht somit darin, dass sie zwar außerhalb der vom Unternehmen direkt bestimmbaren Systemgrenzen erzeugt, aber vom eigenen Unternehmen verbraucht werden.
Bei der oberflächennahen Geothermie umfasst die Scope II-Emission den für den Betrieb der Wärmepumpen „eingekauften“ Strom. Für den Fall, dass die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Strom betrieben wird, der vollständig aus erneuerbaren Energiequellen wie Solarenergie, Windenergie oder Wasserkraft stammt, sind die CO2-Emissionen des Betriebs der Wärmepumpe nahezu null.
Oberflächennahe Geothermie – Technisches Prinzip und Umsetzung
Im Gegensatz zur Tiefengeothermie erfolgen bei der oberflächennahen Geothermie die Bohrungen in der Regel nur bis zu einer Tiefe von ca. 100 Meter. Zusätzlich besteht je nach geographischer Beschaffenheit des Bodens auch die Möglichkeit, die Erdwärmesonden horizontal in Gräben zu verlegen.
Die mit einem Wärmeträgermedium befüllten Kunststoffrohre werden in das Bohrloch eingeführt und zu einer Schleife verlegt. Die thermische Energie (Erdwärme) wird dabei vom Trägermedium aufgenommen und an den Verdampfer geleitet. Hier befindet sich ein Kältemittel, dass die Energie aufnimmt und bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Der gewonnene Dampf wird anschließend im Verdichter komprimiert, um damit eine höheres Temperaturniveau zu erzeugen. Der überhitzte Kältemitteldampf wird am Verflüssiger an das bestehende Heizsystem übertragen, kühlt sich dabei weiter ab und wird über diesen Kondensationsvorgang wieder verflüssigt.
Das abgekühlte Wärmeträgermedium wird anschließend wieder über die Kunststoffrohre ins Erdreich gepumpt und kann dort wieder von Neuem Wärmeenergie aufnehmen. Die Wärmepumpe wird gewöhnlich zwischen dem Heizsystem und dem Wärmeabgabesystem installiert. Das verwendete Heizsystem kann dabei ein konventionelles System mit einem Heizkessel und/oder einem Warmwasserspeicher sein. Es ist effizient, umweltfreundlich und eröffnet ein erhebliches Einsparpotenzial bei Energiekosten.
Standort und Dimensionierung der Wärmepumpe
Die Größe der Wärmepumpen richtet sich neben der Gebäudegröße vor allem am erforderlichen Heizbedarf. Selbst eine 50kW Sole-Wasser-Wärmepumpe kann bei einem Volumen von ca. 3qm problemlos in einem herkömmlich dimensionierten Hausanschlussraum aufgestellt werden.
Darüber hinaus besteht auch insbesondere bei Mehrfamilienhäusern die Möglichkeit, die in einem separaten Container verbauten Wärmepumpen außerhalb des Gebäudes aufzustellen.
Bei der Auswahl des Stroms für die Wärmepumpe, der von verschiedenen Parametern abhängt, ist die DGC bemüht einen Tarif zu wählen, der über einen möglichst hohen Anteil an erneuerbaren Energien verfügt, um so die Nachhaltigkeit des Systems zu maximieren.
Genehmigungen
Die für Installation und Betrieb der oberflächennahen Geothermie erforderlichen Genehmigungen werden von der DGC bei den dafür zuständigen örtlichen Behörden eingeholt.
Da auch die oberflächennahe Geothermie Auswirkungen auf Bodenveränderungen haben kann, arbeitet wir schon in der Planungsphase eng mit den zuständigen Behörden zusammen, um negative Auswirkungen für die Umwelt, sowie Tier- und Pflanzenwelt ausschließen zu können.
Resilienzsteigerung durch den Einsatz der Geothermie
Im Rahmen der anstehenden Energiewende sind Dezentralisierung der Energieversorgung und Digitalisierung bestimmende Faktoren. In diesem Umfeld kommt der Resilienz der technischen Systeme vor Ort, also der Fähigkeit bei einem Teilausfall nicht vollständig zu versagen ein immer stärkerer Stellenwert zu.
Wohnungsunternehmen, die sich bei der Wärmeversorgung ihrer Liegenschaften für „Nahwärme durch Erdwärme“ entscheiden, erlangen zusätzlich auch eine stärkere Resilienz. Da die Stromversorgung der Wärmepumpen mit dem regionalen Stromversorger individuell geregelt werden kann, ergibt sich über definierte Zeitfenster, in dem keine Versorgung benötigt wird, die Möglichkeit insgesamt einen günstigeren Stromtarif zu erhalten.
Zusätzlich können Strompufferspeicher im Falle eines Teilausfalls des Stromnetzes die Mangelversorgung der Wärmepumpen überbrücken und damit die Resilienz des technischen Systems nochmals erhöhen.
Da die Stromversorgung der Wärmepumpen vornehmlich durch lokal ansässige Stromanbieter erfolgt, würden Netzverluste, die sich Hauptsächlich durch den ohmschen Widerstand der Übertragungsmedien ergibt, deutlich reduziert werden.
Gesetzlich festgelegte Preisentwicklung der CO2-Abgabe
Im Jahr 2019 legte das Klimakabinett der Bundesregierung da sog. Klimapaket vor, in dem u.a. auch ein nationales Emissionshandelssystem für die im Gebäudesektor verwendeten Brennstoffe beinhaltet ist. Das System, das im Januar 2021 eingeführt wurde und auf dem Brennstoffemissionshandelsgesetz fußt, startete mit einer für 2021 gesetzlich festgelegten CO2-Abgabe von 25 Euro pro emittierte Tonne Kohlenstoffdioxid (CO2). In der im Gesetz definierten Einführungsphase von 2021 -2025 können Emissionszertifikate zu einem Festpreis erworben werden. Ein Zertifikat berechtigt somit zur Emission einer Tonne Treibhausgase pro Kalenderjahr. Ab 2026 wird erstmals ein Preiskorridor vorgegeben.
Ziel dieses Emissionsrechtehandels ist, die Emission von Treibhausgasen durch die Verbrennung fossiler Energieträger (z.B. Öl und Gas) mit einer Abgabe pro Tonne Treibhausgas zu belegen, um damit die Umstellung auf regenerative Energien zu fördern. Die schrittweise Anhebung der CO2-Abgabe auf fossile Energieträger dürfte zukünftig zu einem signifikanten Preisanstieg führen, was die Verwendung dieser Energieträger zunehmend unattraktiver machen dürfte und damit auch einen Anreiz zur Emissionsreduktion schafft.
Bis Ende 2022 konnten Immobilieneigentümer die Kosten der CO2-Abgabe vollständig auf ihren Mieter umlegen. Ab Januar 2023 werden die aus dem Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) resultierenden CO2-Kosten bei Wohngebäuden nicht mehr allein vom Mieter getragen, sondern auch vom Vermieter. Die Aufteilung erfolgt in Abhängigkeit des CO2-Ausstoßes pro Quadratmeter Wohnfläche im Jahr. Bei Wohngebäuden mit einer besonders schlechten Energiebilanz (Grenzwert 52kg CO2-Ausstoß pro qm und Jahr) trägt der Mieter lediglich 5% der Abgabe. Die restlichen 95% der Abgabe hat der Vermieter zu tragen. Entspricht das Gebäude hingegen dem aktuellen Neubaustandard EH 55, trägt der Mieter die CO2-Abgabe weiterhin allein. Der CO2-Verbrauch einer Immobilie ist in der Jahresabrechnung des Energieversorgungsunternehmens angegeben.
Um für das Gebäude den CO2-Ausstoß pro qm Wohnfläche und Jahr zu reduzieren können Eigentümer beispielsweise kostenintensive Dämmmaßnahmen an der Außenhülle des Gebäudes vornehmen. Insbesondere für ältere Immobilien mit zum Teil ungenügender Wärmedämmung können so horrende Kosten entstehen. Sofern jedoch die Versorgung über ein DGC-Nahwärmenetz erfolgt, entstehen weder für Mieter noch für Vermieter Kosten.