07.2021 - 01.2022

Wärmenetze – Entwicklung der Wärmenetze und deren Wärmeerzeuger in Deutschland

Gutachten zum Netzentwicklungsplan

Im Gutachten wird ein räumlich und zeitlich aufgelöster Datensatz zur Abbildung der Nah- und Fernwärme in Deutschland erzeugt. Dabei werden sowohl Wärmenetze der allgemeinen Versorgung, als auch der Industrie betrachtet. Die Wärmeeinspeisung wird differenziert nach verschiedenen Energieträgern. In drei Szenarien wird die Entwicklung der Wärmenetze bis 2050 in Anlehnung an die Studie „Klimaneutrales Deutschland 2045“ betrachtet. Die Zeitreihen der Fernwärmelast berücksichtigen verschiedene Sanierungsraten und daraus resultierende Heizgrenztemperaturen.  

Die einzelnen Arbeitspakete und Eingangsdaten gliedern sich wie folgt:  

Abbildung 1: Arbeitspakete im Projekt

Wärmestatistik in Deutschland

Die Zusammenführung verschiedener Statistiken (AGEB, BMWI, AGFW, Statistische Ämter des Bundes und der Länder sowie Statistisches Bundesamt) ergibt einen umfassenden Blick auf die leitungsgebundene Wärmebereitstellung in Deutschland.

Abbildung 2: Leitungsgebundene Wärmebereitstellung in Deutschland, schematisch.

Regionalisierung

Für die Wärmenetze der allgemeinen Versorgung und der Industrie gibt es drei Szenarien zur Fernwärmeeinspeisung differenziert nach Energieträgern. Die bestehenden Wärmenetze der allgemeinen Versorgung liegen auf Ebene der Gemeinden bzw. Wärmenetze vor und weisen die Fernwärmeeinspeisung differenziert nach Energieträgern aus. Für die industriellen Wärmenetze ist die regionale Auflösung die Landkreis-Ebene. Die Ergebnisse erlauben eine differenzierte Betrachtung einzelner Wärmenetze.

Abbildung 3: Ergebnisse ausgewählter Wärmenetze in Deutschland.

Szenarien

Die Szenarien orientieren sich an der Studie „Klimaneutrales Deutschland 2045“. Für die regionale Entwicklung des Wärmeabsatzes wurde für alle Gemeinden das Potenzial für Wärmenetze auf einem 100 m-Gitter für verschiedene Sanierungsraten und Anschlussquoten bestimmt.

Abbildung 4: Wärmebedarf und Fernwärmebepotenzial auf 100 m-Gitter.

Zeitreihen

Die Berechnung von Zeitreihen basiert auf ERA5-Wetterdaten sowie realen Zeitreihen verschiedener Wärmenetze in Deutschland. Durch eine abschnittsweise lineare Regression für verschiedene Typtage und Tageszeiten werden Zeitreihen für verschiedene Wetterjahre und Landkreise erstellt. Im Rahmen einer Postprozessierung werden die realen Volllaststunden der einzelnen Wärmenetze berücksichtigt.

Abbildung 5: Normierte Last über Außentemperatur.

Gebäudesanierung

In Anlehnung an die „Klimaneutrales Deutschland 2045“ ergeben sich konkrete Vorgaben zur Reduktion des Wärmebedarfs der Wohngebäude. Diese beeinflussen über die Heizgrenztemperatur und die maximale Heizlast die Zeitreihen der Wärmenetze. Die resultierenden Effekte wurden in einem eigenen Arbeitspaket berücksichtigt.

Abbildung 6: Maximale Heizlast in Abhängigkeit der Heizgradtage.