Berlin muss seine Wärmeversorgung klimaneutral gestalten, so sieht es das Wärmeplanungsgesetz vor. Wärmespeicher spielen dabei für ein klimaneutrales Berlin eine zentrale Rolle. Das zeigt eine gemeinsame Untersuchung des Reiner Lemoine Instituts (RLI), des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM) im Auftrag der Berliner Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt (SenMVKU). Fazit: Große saisonale Wärmespeicher ermöglichen es, überschüssige Wärme zu nutzen, unabhängiger von fossilen Brennstoffen zu werden und das Stromnetz zu entlasten.

Denn saisonale Wärmespeicher helfen dabei, überschüssige Wärme aus dem Sommer in Zeiten höheren Wärmebedarfs im Winter zu verschieben. Dafür gibt es verschiedene Speichertypen. Die Wissenschaftler:innen sehen besonders Aquiferwärmespeicher als geeignet für Berlin an. Hierbei handelt es sich um offene Systeme zur Speicherung und Rückgewinnung von Wärme in hydraulisch abgeschlossenen Grundwasserschichten. „Wärmespeicher ermöglichen es, erneuerbare Energien effizienter zu nutzen. Sie reduzieren die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und entlasten das Energiesystem. Sie sind deshalb essenziell für eine klimaneutrale Wärmeversorgung in Berlin“, sagt Marie-Claire Gering, wissenschaftliche Mitarbeiterin und Projektleiterin am RLI. Für Berlin sehen die Wissenschaftler:innen jedoch Handlungsbedarf bei der Flächenverfügbarkeit, Rechtsunsicherheiten im Genehmigungsverfahren und Informationsbedarf zu den geologischen Bedingungen.

Wärmespeicher helfen, lokale Abwärme und erneuerbare Wärmequellen umfassender zu nutzen, etwa aus Rechenzentren, Abwasserwärme oder Solarthermie. Mit steigenden Preisen für fossile Energieträger, beispielsweise durch den Emissionshandel und mit einem höheren Elektrifizierungsgrad der Wärmeversorgung werden Wärmespeicher wirtschaftlich immer attraktiver.

Mehr Kapazität für Langzeit- und Kurzzeit-Wärmespeicher für ein klimaneutrales Berlin sinnvoll

Langzeitspeicher könnten bereits bei einer Leistung von 700 Megawatt aus erneuerbaren Energien und Abwärme und einer Speicherkapazität von bis zu 440 Gigawattstunden den Anteil erneuerbarer Wärme und Abwärme im Berliner Fernwärmenetz der Berliner Energie und Wärme um rund fünf Prozentpunkte erhöhen. Kurzzeitspeicher wie Behälterwärmespeicher könnten das Stromnetz stabilisieren und Lastspitzen abfedern. Die Untersuchung zeigt, dass eine Verdopplung bis Verdreifachung der bestehenden Kurzzeitspeicherkapazität auf bis zu 6,6 Gigawattstunden für das Berliner Fernwärmenetz sinnvoll wäre.

In dezentralen Quartiersnetzen könnten Aquiferwärmespeicher bis zu 33 Prozent der Jahreswärme speichern. Besonders für urbane Abwärmequellen wie Rechenzentren oder Abwassersysteme sind diese Speicher entscheidend, da sie deren Energie nahezu vollständig nutzbar machen.

Flächenverfügbarkeit als zentrales Hindernis: Unterirdische Speicher als Lösung

Berlin hat begrenzte Flächen für oberirdische Wärmespeicher, die zudem auf baurechtliche und städteplanerische Hürden stoßen können. Unterirdische Lösungen wie Aquiferwärmespeicher sind eine vielversprechende Alternative. Allerdings muss man noch überprüfen, ob der Berliner Untergrund sich für diese Speicherarten geologisch eignet. Bestehende Wissenslücken soll die vom Senat beschlossene „Roadmap Geothermie“ schließen.

Neben den technischen Herausforderungen erschweren Rechtsunsicherheiten im Genehmigungsverfahren, vor allem in der Abgrenzung zwischen berg- und wasserrechtlichem Genehmigungsregime sowie fehlende Transparenz in der Verwaltungspraxis die Umsetzung von Wärmespeichern. Eine politische Entscheidung, die Wärmespeicher als Teil der öffentlichen Daseinsvorsorge definiert, könnte den Ausbau beschleunigen. Darüber hinaus sind für den Wärmespeicherausbau allgemeine Herausforderungen der Energiewende wie hohe Investitionskosten und weitere technoökonomische Hemmnisse relevant.

Die Ergebnisse des Projekts über Wärmespeicher für ein klimaneutrales Berlin gehen in die Berliner Wärmeplanung ein. Den Abschlussbericht und weitere Informationen zur Wärmeplanung in Berlin finden sind unter diesem Link zu finden.

In Nürnberg sollen Wärmespeicher im Sommer Überschüsse des PV-Stroms in Form von Wärme einlagern.

Quelle: Reiner Lemoine Institut | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH