Solare Fernwärme: Sonnenwärme für die ganze Siedlung

Sonnenwärme und Holzenergie ersetzen im oberbayerischen Moosach alte Ölheizungen. Mitte Mai 2018 feierten die Gemeinde, der Energieanbieter Naturstrom und die Energiegenossenschaft Regenerative Energie Ebersberg den offiziellen Baubeginn eines regenerativen Nahwärmenetzes. Seit diesem kommenden Winter versorgen nun ein 390-Kilowatt- und zwei 530-Kilowatt-Biomassekessel gemeinsam mit einer 1.106 Quadratmeter großen Freiflächen-Sothermie-Anlage die privaten und kommunalen Anschlussnehmer über ein Wärmenetz. Ein 100.000 Liter fassender Puffertank speichert die umweltfreundliche Wärme. Die Nahwärmeversorgung in Moosach gehört zu einem halben Dutzend neuer, kommunaler Wärmenetze mit Sonnenkollektoren, die im vergangenen Jahr in Betrieb gegangen sind. So entstanden in den baden-württembergischen Gemeinden Liggeringen und Randegg große Solarthermiefelder. Ebenso im hessischen Mengsberg sowie in Ellern in Rheinland-Pfalz und an der schleswig-holsteinischen Nordseeküste in Breklum.

Solare Fernwärme aus dem Netz kommt an

Solarthermie kann in diesen Netzen 20 bis 50 Prozent des jährlichen Bedarfs zu Erzeugungskosten zwischen drei und fünf Cent pro Kilowattstunde liefern. Das Potenzial leitungsgebundener Solarthermie für eine saubere und wirtschaftliche Versorgung entdecken aber auch städtische Energieversorger. Das beweisen die mit 8.300 Quadratmeter größte netzgebundene Solarwärmeanlage Deutschlands im brandenburgischen Senftenberg und eine neue Pilotanlage der Stadtwerke Düsseldorf.

Einen Aufschwung solarer Wärmenetze erwartet Thomas Pauschinger vom Stuttgarter Steinbeis-Forschungsinstitut Solites: „Wir gehen davon aus, dass sich bei Großanlagen die Kollektorfläche in Deutschland in den nächsten Jahren verdoppeln wird.“ Den wesentlichen Teil der derzeitigen Planungen sieht er bei städtischer Fernwärme. Laut Pauschinger speisen in Deutschland 25 Solarthermieanlagen mit einer Leistung von 35,1 Megawatt ihre Energie in Wärmenetze. Systeme mit einer Leistung von 8,8 Megawatt werden gebaut oder befinden sich in Planung, für weitere 36,6 Megawatt laufen vorbereitende Arbeiten.

Deutschland folgt einem europä­ischen Trend. Fast 300 solare Fernwärme-Anlagen mit einer Leistung über 350 Kilowatt speisen Wärmenetze in den Ländern der Europäischen Union. Die installierte Gesamtkapazität liegt bei 1.100 Megawatt. Der Präsident des europäischen Fernwärmeverbandes Euroheat&Power, Werner Lutsch, erwartet, dass die Solarthermie im vergangenen Jahr erstmals einen Beitrag von mehr als einer Terawattstunde zur Fernwärmeversorgung beigetragen hat. 2050 soll der Anteil der leitungsgebundenen Solarwärme auf 240 Terawattstunden steigen. Die Menge entspräche 15 Prozent des gesamten europäischen Fernwärmebedarfs. Angesichts des durchschnittlichen Wachstums der vergangenen fünf Jahre von jeweils 35 Prozent sieht Lutsch die Solarthermie- und die Fernwärmeindustrie auf einem guten Weg. Zumal beide Branchen seiner Meinung nach inzwischen an einem Strang ziehen: „Es ist eine nachhaltige Verbindung zwischen den Industriebranchen der Solarthermie und der Fernwärme geschaffen worden.“

Sonnenkollektoren liefern bezahlbare Wärme für Wärmenetze

Von dieser Verbindung hofft die Firma Citrin Solar zu profitieren und ihr Geschäftsfeld erweitern zu können. So hat der Moosburger Kollektor- und Wärmetankhersteller nicht nur einen Sonnenkollektor und einen Pufferspeicher speziell für Nahwärmeprojekte entwickelt. Unmittelbar neben seinen Firmen- und Produktionsgebäuden plant er auf einem bislang nicht genutzten Gelände, das der Firma gehört, eine Kleinsiedlung mit Doppel-, Reihen- und Mehrfamilienhäusern. Ein Leitungsnetz wird sie mit Wärme versorgen. Das Unternehmen will die Kollektorfläche einer bereits auf dem Firmendach vorhandenen Solarthermieanlage von 210 auf bis zu 300 Quadratmeter erweitern, um mit ihr 25 bis 30 Prozent des Wärmebedarfs der 34 Wohneinheiten liefern zu können. Die restliche Energie erzeugt eine ebenfalls bereits existierende Hackschnitzelanlage.

Doch Citrin Solar macht bei der Wärmeversorgung nicht halt. Eine ökologische Stromversorgung und nachhaltige Mobilitätsangebote vervollständigen das Energiekonzept.

„Geplant ist eine Infrastruktur, welche die Sektoren Wärme, Energie und Mobilität energieeffizient koppelt und in ein verzahntes Versorgungskonzept integriert“, erklärt Geschäftsführer Hanns Koller. Auf die Häuser werden deshalb Photovoltaikmodule montiert und innen Stromspeicher aufgestellt. Zudem ist an eine öffentliche Schnellladestation für Elektroautos und an ein Carsharingmodell gedacht. Mit seinem nahezu Kohlendioxid-neutralen Energiekonzept weist das Solarthermieunternehmen in eine ökologische Zukunft für den Wohnbau. „Wir wollen aber kein Leuchtturmprojekt sein“, sagt Koller, „das macht den Eindruck als sei es einmalig und teuer.“ Stattdessen gehe es um eine sichere und bezahlbare Wärmeversorgung. Aus diesem Grund hat Citrin Solar sein Grundstück nicht an einen Bauträger verkauft, sondern übernimmt die Umsetzung mit der neu gegründeten Tochterunternehmen CS Wohnbau selbst.

Solarthermie in der Kombination mit Holzpellets

Um umweltfreundliches und kostengünstiges Wohnen geht es auch in der Siedlung Parkstadt in Unterliederbach, einem Stadtteil von Frankfurt am Main. Dank der Kombination von Holzpellets und Solarthermie in einem Wärmenetz genießen die Mieterinnen und Mieter dauerhaft niedrige Nebenkosten. Die Parkstadt Unterliederbach ist ein gelungenes Beispiel dafür, wie eine regenerative Wärmeversorgung kostengünstig und klimaschonend gelingen kann. Mit dem Projekt hat die kommunale Konversions-Grundstücksentwicklungsgesellschaft als Vermieterin das Ziel verwirklicht, im sozialen Wohnungsbau mit erneuerbaren Energien die Nebenkosten für das Heizen und die Gebäudetechnik langfristig niedrig zu halten. Die Wärmenetzkundinnen und -kunden in dem Quartier zahlen für eine Kilowattstunde Wärme 5,5 bis sechs Cent. Der jährliche Grundpreis beträgt 350 Euro.

In Deutschland liegt der Anteil von Nah- und Fernwärme am Endenergieverbrauch der Haushalte laut der KEA Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg bei knapp 14 Prozent. Zum Vergleich: In Dänemark erreicht er 63 Prozent – und das mit einem hohen Beitrag erneuerbarer Energien. So gilt das Land als Vorreiter der solaren Fernwärme. In weit über 100 Gemeinden und Städten liefern Solarthermieanlagen ihre Energie in die Leitungsrohre. Die Leistung der solaren Fernwärmesysteme liegt bei insgesamt 700 Megawatt, mehr als zwanzigmal so viel wie in Deutschland.

Dänemark macht es vor

Die dänischen Beispiele zeigen, wie erneuerbare Energien durch die großen Wärmespeicher der Anlagen für solare Fernwärme auf lokaler Ebene im Sinne der Sektorenkopplung intelligent kombiniert werden können. Durch die Großspeicher lassen sich sowohl Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) als auch Power-to-Heat-Anlagen optimal betreiben. Dänemark verdankt seine Vorreiterrolle politischen und infrastrukturellen Gegebenheiten. Zum einen sind die fossilen Brennstoffe Öl und Gas hoch besteuert, zum anderen ist die Fernwärmeversorgung stark verbreitet.

Bund und Land fördern Sonnenkollektoren für Wärmenetze

Mit seinen Förderprogrammen hat der Bund in Deutschland die Weichen für eine weitere Steigerung der Solarthermie in Wärmenetzen gestellt. Seit Juli 2017 fördert er besonders energieeffiziente Modellvorhaben. Im Marktanreizprogramm gibt es eine Innovationsförderung für große Solarthermieanlagen in Wärmenetzen. Fördergelder für Sonnenkollektoren für Wärmenetze vergibt auch das KWK-Gesetz. Neben der Stromvergütung für KWK-Anlagen und der Förderung von Wärme- und Kältespeichern sieht es eine investive Förderung für Wärmenetze vor. Das Land Baden-Württemberg unterstützt mit einem Förderprogramm ebenfalls die Errichtung und den Ausbau energieeffizienter Wärmenetze mit Sonnenkollektoren.

Von dem Landesprogramm profitiert die Stadt Altensteig im Nordschwarzwald. Die Stadtwerke betreiben seit über 30 Jahren ein Wärmenetz im Ort, das sie erweitern wollen. Kern des Wärmenetzes sind öffentliche Gebäude wie das Rathaus und die Musikschule. Die Heizzentrale ist in der Hohenbergschule untergebracht. Ein Blockheizkraftwerk mit drei Gasmotoren erzeugt die Wärme, seit 2016 außerdem eine Solarthermieanlage mit 400 Quadratmeter Kollektorfläche. Nun soll sich das Wärmenetz auf elf Wohngebäude am Fluss Nagold vergrößern. 2019 sollen die Leitungen verlegt werden. Das Land Baden-Württemberg fördert die Erweiterung mit 66.500 Euro.

Während man das Quartierkonzept entwickelt hat, befragte die Energieberatungsfirma Endura Kommunal die Gebäudeeigentümer in der Altstadt des Ortes zum Alter ihrer Heizungen und zu ihrem Interesse an einem Wärmeanschluss. Ergebnis: Die Heizungen von rund einem Drittel der Eigentümerinnen und Eigentümer sind seit über 20 Jahre in Betrieb. Weil laut Energieeinsparverordnung Heizungen, die älter als 30 Jahre sind, ausgetauscht werden müssen und das baden-württembergische Erneuerbare-Wärme-Gesetz bei einem Austausch der Heizung 15 Prozent erneuerbare Energien vorschreibt, stieß der Anschluss an die solare Nahwärme auf großes Interesse. So dürften auch in Altensteig bald alte Ölheizungen der Sonne weichen.

Diesen Beitrag hat das Redaktionsteam des Solarthermie-Jahrbuchs verfasst. Sie können das Solarthermie-Jahrbuch 2023 unter diesem Link bestellen.