Potenzialanalyse
Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick über die gesetzlichen Grundlagen, Ziele, Inhalte und den grundlegenden Ablauf der Potenzialanalyse im Rahmen der Kommunalen Wärmeplanung (KWP). Dabei gehen wir auch auf die Berücksichtigung von räumlichen, technischen, rechtlichen oder wirtschaftlichen Restriktionen ein.
„§ 16 Absatz 1 WPG sieht für die Potenzialanalyse die systematische Analyse der im beplanten Gebiet vorhandenen Potenziale zur Erzeugung von Wärme aus erneuerbaren Energien, zur Nutzung von unvermeidbarer Abwärme sowie zur zentralen Wärmespeicherung vor. Bereits bekannte räumliche, technische, rechtliche oder wirtschaftliche Restriktionen für die Nutzung von Wärmeerzeugungspotenzialen sind zu berücksichtigen. Darüber hinaus sind die Potenziale zur Energieeinsparung durch Wärmebedarfsreduktion in Gebäuden und industriellen oder gewerblichen Prozessen abzuschätzen (§ 16 Absatz 2 WPG)“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 58).
„Lokale Wärmequellen werden in den meisten Kommunen zukünftig eine deutlich wichtigere Rolle für die Wärmeversorgung spielen als bisher. Deshalb ist die Analyse der Potenziale der zielkonformen lokalen Wärmequellen ein elementarer Bestandteil der Wärmeplanung“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 58).
„Ziel [der Analyse] ist eine hinreichend genaue Abschätzung der im beplanten Gebiet vorhandenen Potenziale für Wärmeerzeugung aus zielkonformen Energiequellen sowie der Potenziale zur Energieeinsparung durch Wärmebedarfsreduktion. Neben einer ersten Abschätzung der Wärmeertragsmengen sollten auch zeitliche Verfügbarkeiten der Wärmequellen in Bezug zur Wärmenachfrage in den Blick genommen werden. Die Potenzialanalyse wird erste Anhaltspunkte dafür geben, welche Flächen für die Wärmeversorgung von besonderer Bedeutung sein könnten. Die Ergebnisse sind wesentlich für die Erstellung des Zielszenarios und die Einteilung des beplanten Gebiets, inklusive der Identifikation von Teilgebieten mit erhöhtem Energieeinsparpotenzial. Des Weiteren sollen die Ergebnisse Wärmeversorgern und -verbrauchern konkrete Anhaltspunkte geben, welche Wärmequellen sie in ihren zukünftigen Detailplanungen vertieft untersuchen sollten“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 58).
Bei der Analyse der Potenziale lokaler Wärmequellen ist auch deren Flächenbedarf zu kalkulieren. Zielkonforme Energiequellen sind z.B. Geothermie, unvermeidbare Abwärme und Solarenergie. Insbesondere bei Abwärme ist die zeitliche Verfügbarkeit detailliert zu erfassen.
„Die Potenzialanalyse erfordert die Ermittlung der Potenziale im beplanten Gebiet, getrennt nach Energieträgern und räumlich differenziert,
- zur Erzeugung von Wärme aus erneuerbaren Energien (die Berücksichtigung folgender Wärmequellen wird nahegelegt: tiefe und oberflächennahe Geothermie, Grundwasser, Umweltwärme, Abwasser, Solarthermie auf Freiflächen, Biomasse, lokal erzeugter Wasserstoff),
- zur Nutzung von Wärme aus unvermeidbarer Abwärme,
- zur zentralen Wärmespeicherung,
- zur Energieeinsparung durch Bedarfsreduktion von Gebäude- und Prozesswärme“
(Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 58).
Dafür ist die systematische Erhebung und georeferenzierte Einordnung folgender Potenzial-Daten erforderlich:
- Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung (Senkung des Energiebedarfs):
- Energieeinsparung durch Wärmebedarfsreduktion in Gebäuden
- Energieeinsparung in industriellen und gewerblichen Prozessen
- Analyse der im beplanten Gebiet vorhandenen Potenziale zur Nutzung von unvermeidbarer Abwärme
- Nutzung von Wärme aus erneuerbaren Energien auch mittels Sektorkopplung
- Nutzung von Kälte aus erneuerbaren Energien auch mittels Sektorkopplung
- Ermittlung der vorhandenen Potenziale zur zentralen Wärmespeicherung
- Ermittlung der vorhandenen Potenziale für die Errichtung dezentraler Wärmenetze bspw. auf Basis zellularer Energie-Konzepte
„Zu Beginn erfolgt ein Flächenscreening, bei dem Flächen ermittelt werden, die bestimmte Technologien einschränken oder ausschließen (Naturschutzgebiete, Wasserschutzgebiete, Heilquellengebiete etc.). Anschließend werden für jede Technologie relevante Informationsquellen zusammengestellt und entsprechende Daten erhoben. Daraus werden räumlich differenzierte Energiepotenziale sowie Potenziale für Großwärmespeicher abgeleitet, wobei ebenfalls die zeitlich schwankenden Verfügbarkeiten der Wärmequellen festgehalten werden. Mögliche Anlagenstandorte können bereits eingezeichnet werden. Insbesondere für die Potenzialermittlung von unvermeidbarer Abwärme und lokal erzeugtem Wasserstoff ist ein Austausch mit einschlägigen Unternehmen angebracht“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 58).
„Zur Berechnung der Einsparpotenziale der Gebäudewärme bietet sich an, zunächst das maximale Einsparpotenzial – die Differenz aus den Wärmemengen der Bestandsanalyse und energetischen Ziel-Gebäudeenergiekennwerten (Empfehlungen im Technikkatalog) – zu berechnen. Anhand als realistisch erachteter Sanierungsquoten in der jeweiligen Kommune kann abgeschätzt werden, welcher Anteil des maximalen Einsparpotenzials erreicht werden kann“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 58).
„Zudem sind die Potenziale zur Prozesswärmeeinsparung im Austausch mit den Großverbrauchern zu bestimmen. Bei Unsicherheiten wird empfohlen, den Trend der Energieeinsparung der vergangenen Jahre fortzuschreiben und etwaige Unsicherheiten qualitativ zu berücksichtigen“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 59).
Ablauf der Potenzialanalyse
Bei der Potenzialanalyse werden in der Regel folgende Aspekte betrachtet: theoretisches, technisches, wirtschaftliches, nachhaltiges und realistisch erschließbares Potenzial.
- Theoretisches Potenzial: Das theoretische Potenzial bezieht sich auf die Gesamtheit der verfügbaren Energiequellen in einer bestimmten Region und innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, unabhängig von technischen oder wirtschaftlichen Einschränkungen. Es zeigt das maximale Potenzial auf, das theoretisch genutzt werden könnte.
- Das technische Potenzial ist der Anteil des theoretischen Energie-Potenzials, das sich unter Berücksichtigung von anlagentechnischen Parametern nutzbar machen lässt. Weitere Restriktionen bestehen hinsichtlich Flächenverfügbarkeit und der erforderlichen technischen Erschließungs- und Anschluss-Infrastruktur.
- Das wirtschaftliche Potenzial betrachtet, welche Energiemengen unter Berücksichtigung der aktuellen Marktsituation und Kostenstrukturen wirtschaftlich rentabel genutzt werden können. Über einen längerfristigen Zeithorizont sind jedoch kaum verlässliche Aussagen zur Wirtschaftlichkeit möglich. In diesem Fall empfehlen wir die weitere Untersuchung auf Grundlage des technischen Potenzials fortzuführen und den Schwerpunkt auf den Aspekt der Nachhaltigkeit zu legen.
- Das nachhaltige Potenzial bewertet das technische Potenzial hinsichtlich des Aspekts der Nachhaltigkeit als eine wesentliche Zielvorgabe der Kommunalen Wärmeplanung. Es berücksichtigt Umweltaspekte wie die nachhaltige Ressourcen-Verfügbarkeit sowie die Reduzierung von THG-Emissionen und nimmt dabei die gesamte Wertschöpfungskette eines Energieträgers in den Blick. (Scope-Konzept des GreenHouseGas-GHG-Protokolls)
- Das erschließbare Potenzial beschreibt die tatsächlich realisierbaren Energiemengen und berücksichtigt alle weiteren Ausschlusskriterien. Diese werden mehrheitlich durch lokale Einfluss-Faktoren wie gesellschaftliche Akzeptanz und begrenzte Haushaltsmittel für Investitionen bestimmt.
Durch die Berücksichtigung dieser Aspekte können Kommunen fundierte Entscheidungen treffen und effektive Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien in der Wärmeversorgung planen. Im Folgenden sind die genannten Potenziale schematisch dargestellt (Schematische Darstellung der Potenzialarten. Quelle: Darstellung nach Thrän und Pfeiffer 2013).
„Die gesammelten Daten sind im Wärmeplan textlich, tabellarisch, grafisch und kartografisch darzustellen und nach Abschluss der Potenzialanalyse im Internet zu veröffentlichen. Unter anderem umfasst dies:
- das jährliche Gesamtpotenzial an Energie zur Wärmeerzeugung, getrennt nach Energieträger/Technologie
- die kartografische Darstellung von Gebieten, die einzelne Technologien ausschließen (z. B. Natura 2000-Gebiete, Wasserschutzgebiete, Grünzüge)
- je Technologie: die kartografische Ausweisung der einzelnen Potenzialflächen/Standorte sowie Angabe der jährlichen Energiepotenziale
- Potenziale der Wärmeeinsparung räumlich differenziert darzustellen; bezogen auf das Gesamteinsparpotenzial ist eine Differenzierung nach Nutzungstyp empfehlenswert (z. B. Wohngebäude, Gebäude des GHD-Sektors, Gebäude der Industrie sowie Prozesswärme, getrennt nach GHD und Industrie)“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 59).
„In Teilgebieten, für die als Ergebnis der Eignungsprüfung eine verkürzte Wärmeplanung durchgeführt werden kann, kann sich die Analyse der Wärmequellen auf die Potenziale beschränken, die für eine dezentrale Versorgung in Betracht kommen. Dies umfasst vorrangig oberflächennahe Geothermie, Umgebungsluft und Grundwasser. Darüber hinaus wird auch in Gebieten verkürzter Wärmeplanung die Potenzialanalyse von Freiflächen-Solarthermie und zentraler Wärmespeicherung empfohlen, um diese für eine mögliche Nutzung in einem bestehenden oder zukünftigen nahegelegenen Wärmenetz zu ermitteln“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 60).
„Nur in den Teilgebieten der verkürzten Wärmeplanung, in denen ein erhöhtes Energieeinsparpotenzial vermutet wurde, wird das Wärmeeinsparpotenzial abgeschätzt. Hierbei kann wie in der normalen Wärmeplanung vorgegangen werden“ (Leitfaden Wärmeplanung 2024, S. 60).
Zielszenario und Wärmeversorgungsgebiete
Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick über die gesetzlichen Grundlagen, Ziele, Inhalte und die Entwicklung des Zielszenarios. Als Teil des Zielszenarios finden Sie hier auch Informationen zur Einteilung des beplanten Gebiets in Wärmeversorgungsgebiete. Diese Einteilung ist nicht für Gebiete relevant, die nach der Eignungsprüfung als Gebiete zur dezentralen Wärmeversorgung ausgewiesen wurden. Für diese kann eine verkürzte Wärmeplanung durchgeführt werden.
KWW-Datenkompass zur Kommunalen Wärmeplanung
Der KWW-Datenkompass zeigt je nach Bundesland, welche Organisationen die jeweiligen Daten zur Kommunalen Wärmeplanung liefern können.