Neue Stromverbraucher, Abwärmequellen & Netze

Abstract

Die Wärmeversorgung transformiert sich gegenwärtig radikal. Mit dem Gebäudeenergiegesetz, dem ihm folgenden Gebäudemodernisierungsgesetz sowie dem Gesetz für die Wärmeplanung und zur Dekarbonisierung der Wärmenetze haben Bundesregierungen Weichenstellungen zur Vermeidung von CO2-Emissionen gegeben. Nun ist es an den Kommunen, ihre Wärmeversorgung fossilfrei und nachhaltig umzubauen. Zudem wird der Verbrauch an Strom deutlich wachsen. Um durch Elektrifizierung der Anwendungen in Mobilität, Gebäuden und Industrie, die fossilen Kraftstoffe sowie die Brennstoffe Erdgas und Heizöl abzulösen, werden mehrere hundert TWh/a Strom zusätzlich benötigt. Dieser Strom muss produziert, ggf. gespeichert und über Netze verteilt werden. Weiter in die Höhe getrieben wird der Stromverbrauch durch neue Rechenzentren und die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse. In absehbarer Zeit werden Rechenzentren einen jährlichen Strombedarf von über 30 TWh haben, so dass wesentliche Mengen Abwärme in Wärmenetze eingespeist werden könnten. Sowohl im Bereich der Rechenzentren wie auch bei den Elektrolyseuren ist dabei gegenwärtig die Tendenz erkennbar, Einheiten zu planen, die sehr hohe Leistungen haben und daher auch sehr große Mengen an Abwärme bereitstellen könnten. Obwohl der Bedarf an Wärme zur Heizung der Gebäude sehr groß ist und die Wärmenetze gegenwärtig stark ausgebaut werden, kann die insgesamt zukünftig zur Verfügung stehende Abwärmemenge nur dann einer sinnvollen Nutzung zur Heizung zugeführt werden, wenn zwei Dinge gelingen: Die Abstimmung der Größe der Projekte mit ihren Abwärmepotenzialen auf die Aufnahmefähigkeit angeschlossener Wärmenetze. Die anteilige Speicherung der im Sommer anfallenden Abwärmemenge in Saisonalspeichern. Beide Wärmequellen - Rechenzentren und Elektrolyseure - versprechen im Gegensatz zu anderen Abwärmepotenzialen einen langfristig sicheren Betrieb. Welche Wärmemenge aber zukünftig an welchen Orten zur Verfügung gestellt werden könnte und welche Anforderungen bei der Standortwahl (z.B. Sicherheitsanforderungen, Kostenaspekte, Anbindung an notwendige Infrastrukturen) existieren, kann von kommunalen Endscheiderinnen und Entscheidern bisher kaum beurteilt werden und Vernetzungen mit anderen Akteuren finden kaum statt. Auch hinsichtlich der technologischen Alternativen (z.B. groß/zentral oder kleiner/dezentral) und Umsetzungsvoraussetzungen wie Sicherheitsaspekten und Netzanschlüssen besteht eine Informationslücke. Dies führt dazu, dass es trotz der benannten Vorteile bisher kaum gelingt, die Abwärme von Rechenzentren und Elektrolyseuren in die kommunale Wärmeplanung zu integrieren. Mit der hier vorliegenden primär technischen orientierten Basisanalyse soll ein erster Schritt zur Beantwortung der zentralen Frage unseres Projektes getan werden: Wie können Ansiedlungen neuer großer Stromverbraucher wie Rechenzentren und Elektrolyseure mit Stromnetzen sowie dem lokale Wärmebedarf durch kommunale Entscheiderinnen und Entscheider besser aufeinander abgestimmt werden?