Ein maßgeblicher Baustein des Klimaschutzes ist die deutliche Reduzierung des CO2-Ausstoßes, weshalb seit geraumer Zeit auf verschiedenen Ebenen diskutiert wird, künftig auf fossile Brennstoffe – vornehmlich Braun- und Steinkohle – zur Erzeugung von Elektrizität und Wärme zu verzichten. Wurde die sogenannte Energiewende zunächst hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Stromerzeugung thematisiert, geht es zwischenzeitlich auch um die Frage, wie wir künftig Raumwärme und Trinkwarmwasser (TWW) bereitstellen wollen – Stichwort „Wärmewende“. Es wird zunehmend deutlich, dass der ordnungsrechtliche Rahmen die Realitäten nicht mehr adäquat beschreibt und daher überprüft und neu justiert werden muss.
Neben weltumspannenden Klimaschutzambitionen (zuletzt Abkommen von Paris/Bonn) besteht eine nahezu unüberschaubare Vielzahl von Klimaschutzprogrammen auf europäischer, nationaler und regionaler Ebene. Aktuell wurde im Verlauf der Verhandlungen zum Koalitionsvertrag erneut deutlich, dass Deutschland die bis zum Jahr 2020 selbstgesteckten Ziele zur CO2-Reduzierung nicht erreichen wird.
Kraft-Wärme-Kopplung ist Bestandteil der Energiewende
Es ist seit vielen Jahrzehnten unbestritten, dass die Kraft-Wärme-Kopplung ökonomisch und ökologisch sinnvoll ist, wenn Strom mit fossilen Energieträgern erzeugt wird. Diese Technologie ist längst in Gesetzen und Verordnungen – etwa EEWärmeG und EnEV – sowie in technischen Regelwerken festgeschrieben. Es liegt einfach nahe, die ohnehin bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme zur energetischen Bewirtschaftung von Gebäuden zu nutzen.
Mit anderen Worten: Fossil befeuerte Großkraftwerke entstanden zuvorderst wegen der Stromerzeugung. Die anfallende Abwärme entwickelte sich – historisch gewachsen – zu einem zunehmend geschätzten Nebenprodukt. Hieraus resultierten in der Folge komplexe Wechselwirkungen zwischen dem Produkt „Abwärme“ und den Anforderungen an die energetischen Mindeststandards derart versorgter Gebäude. Zu nennen sind hier beispielhaft die Primärenergiefaktoren der ausgekoppelten Fernwärme und das Hocheffizienzkriterium zur Dokumentation des Wärmeanteils, der als Kuppelprodukt aus der Stromproduktion anzurechnen ist. Die Privilegierung der Kraft-Wärme-Kopplung im Zusammenhang mit der Kohleverstromung reicht dabei so weit, dass sogar die Anforderungen aus dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz formal erfüllt werden können.
Seit dem 1.1.2009 erkennt das EEWärmeG Fernwärme, die überwiegend aus Kraft-Wärme-Kopplung entspringt, als Ersatzmaßnahme für den Pflichtanteil an erneuerbaren Energien im Neubaubereich an. Somit erfüllt die Abwärme aus der Verstromung fossiler Brennstoffe – namentlich der Kohle – die Vorgaben zur Nutzung erneuerbarer Energien.
Wegen zu viel grünem Strom gehen Kraftwerke vom Netz
Zwischenzeitlich wirken sich die Veränderungen durch die Energiewende auch auf die Strompreise aus. Temporär ergeben sich aktuell äußerst niedrige Erlöse beim Stromhandel – es gibt sogar Zeitfenster, in denen die Strompreise an der EEX negativ werden. Vor diesem Hintergrund müssen Großkraftwerke gegenwärtig auch bei einer nicht kostendeckenden Situation auf dem Strommarkt betrieben werden, um die Wärmeversorgung sicherzustellen. Die Stromerzeugung verschiebt sich somit erstmals vom Haupt- zum Nebenprodukt. In der Konsequenz prüfen Kraftwerksbetreiber, wie sie ihre Kosten optimieren können. In diesem Zuge erwägen sie sogar, Großkraftwerke planmäßig über Wochen und Monate vom Netz zu nehmen bzw. abzuschalten.
Bestehende Gesetze und Verordnungen betrachten gegenwärtig nahezu ausschließlich die Auswirkungen für die Stromversorgung (vgl. etwa: § 13b I EnWG). Ist ein Kraftwerk für die Netzstabilität „systemrelevant“, kann auch die nur temporäre Stilllegung durch die Bundesnetzagentur (BNetzA) eingeschränkt oder untersagt werden. Der Kraftwerksbetreiber erhält dafür einen finanziellen Ausgleich, der von den Stromkunden im Rahmen der Netznutzungsentgelte bezahlt werden muss. Nach Auskunft der BNetzA sind diese Kosten zwischen 2011 und 2016 um das nahezu Fünfzehnfache angestiegen – von 16,8 Mio. Euro im Jahr 2011 auf 248 Mio. Euro im Jahr 2016.
Die strombedingte Systemrelevanz und die damit verbundene Einsatzbereitschaft bzw. Vorhalteleistung reichen jedoch regelmäßig bei Weitem nicht aus, die zur Wärmeversorgung erforderliche Abwärme bereitzustellen. Zudem sind die Zeitfenster für die erforderliche Stromproduktion regelmäßig nicht deckungsgleich mit der bedarfsgesteuerten Wärmeauskopplung. Selbst ein als systemrelevant in Bereitschaft vorgehaltenes Kraftwerk kann die Wärmeversorgung der angeschlossenen Abnehmer nicht einmal näherungsweise sicherstellen.
Kraftwerk geht zeitweise vom Netz – wer liefert die Wärme?
Wie sich dieses Spannungsfeld in der Praxis auswirkt, lässt sich erstmals am Beispiel der planmäßigen Stilllegung des größten Kraftwerkes in Hessen jeweils für die Sommermonate in den kommenden Jahren ablesen. Der Eigentümer und Betreiber Uniper (vormals E.ON) kündigte am 20. Oktober 2017 in einer Pressemitteilung an, dass das steinkohlebasierte Großkraftwerk Staudinger bei Großkrotzenburg am Main (Block 5) „künftig in den Sommermonaten still“ steht (Abb. 1). Das mag aufgrund der oben aufgeführten Sachzusammenhänge ökonomisch aus Sicht des Betreibers vielleicht nachvollziehbar sein, jedoch ist nicht nur die gewählte Kommunikation, sondern der Gesamtprozess äußerst kritisch zu hinterfragen. Bereits in den 1990er-Jahren wurde die Betriebsgenehmigung des hier maßgeblichen Blocks 5 unter Betonung von Aspekten des Umweltschutzes mit der regelmäßigen Auskopplung von Wärme bei der Stromerzeugung in Verbindung gebracht. Seit Jahrzehnten beziehen etwa die Stadtwerke Hanau GmbH (SWH) die Abwärme aus der Kohleverstromung von E.ON/Uniper und vermarkten diese als Fernwärme in ihrem Versorgungsgebiet. Derzeit besteht ein Liefervertrag bis 2024. Somit verlassen sich nicht nur die Stadtwerke, sondern auch Bauherren, Bestandshalter und Fernwärmekunden auf eine gesicherte Wärmeversorgung aus dem Großkraftwerk.
Von der Stilllegungsentscheidung durch Uniper hat die Geschäftsführung der SWH durch die oben erwähnte Pressemitteilung erfahren. Der Inhalt dieser offiziellen Pressemitteilung unter namentlicher Berufung auf den Vorstand ist nicht nur fragwürdig, sondern schlicht falsch. So heißt es dort wörtlich: „Die Fernwärmeversorgung ist von der Anzeige nicht betroffen und während der Stillstandmonate sichergestellt“ (Abb. 2). Diese außergewöhnliche Fehlleistung in Sachen Unternehmenskommunikation verkennt bzw. ignoriert die Sachzusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen Wärmeauskopplung und Anforderungen an die energetische Gebäudequalität bei Planung, Neubau und Sanierung im Bestand. Es verblieb allein bei der SWH die Fernwärmeabnehmer über die komplexen Sachzusammenhänge zu informieren.
Ein Reserveheizwerk im Dauerbetrieb birgt Risiken
Auch die Aussagen zur Versorgungssicherheit sind beachtenswert. Die Stadtwerke Hanau verfügen über zwei erdgasbasierte Heizwerke – somit ohne Kraft-Wärme-Kopplung – die nur für eine Not- bzw. Reserveerzeugung gedacht sind und für den Fall vorgehalten werden, dass es im Kraftwerk Staudinger zu unvorhergesehenen Störungen kommt oder Block 5 planmäßig in Revision geht. Diese Reserve- bzw. Notversorgung ist ausdrücklich nicht für den Dauerbetrieb konzipiert, sondern bestenfalls für Stunden oder Tage. Dies auch deshalb, weil die SWH gegenüber Uniper verpflichtet sind, die von Uniper erzeugte Wärme abzunehmen – ein Recht auf Belieferung besteht hingegen nicht. Somit sah sich die SWH über Jahrzehnte nicht in der Pflicht, selbst Heizkraftwerke vorzuhalten. Um die Fernwärmebezugskosten für die Kunden in Grenzen zu halten, wurden für die Not- und Reserveversorgung lediglich Heizwerke vorgesehen. Eine Redundanz für diese Anlagen besteht nicht. Steht das Kraftwerk Staudinger über Monate still, kann in der Praxis jeder Zwischenfall in den Heizwerken die Wärmeversorgung beeinträchtigen oder einen Totalausfall herbeiführen.
Am 12. Mai 2014 ereignete sich in Block 5 ein folgenschwerer Unfall, in dessen Folge dieser Block über neun Monate hinweg nicht zur Verfügung stand. In diesem Zeitraum konnten die SWH die Wärmeversorgung der angeschlossenen Kunden – personal- und kostenintensiv – mit den genannten Reserveeinrichtungen tragen. Im Unterschied zu der damaligen Havarie handelt es bei der jetzigen geplanten Abschaltung nicht um eine Notsituation, sondern um eine einseitige, und kalkulierte Unternehmensentscheidung von Uniper zu Lasten der SWH.
Selbst wenn die SWH auch in den Sommermonaten der kommenden Jahre die Wärmeversorgung mit ihren Not- und Reserveeinrichtungen erneut erfolgreich aufrechterhält, bleibt die Aussage der offiziellen Pressemitteilung von Uniper dennoch unzutreffend. Zum einen verschlechtert sich der Primärenergiefaktor der Fernwärme (Pef) deutlich (Abb. 3) – zum anderen kann es sein, dass die dann an den Verbrauchsstellen zur Verfügung stehende Fernwärme die Anforderungen einer Ersatzmaßnahme im Sinne des EEWärmeG nicht mehr erfüllt. Potenziell betroffen sind somit sämtliche Bauvorhaben fernwärmeversorgter Gebäude im Anwendungsbereich von EnEG, EnEV, EEWärmeG und KWKG.
Was hat die Abschaltung eines Kraftwerkes mit der Wärmedämmung eines Hauses zu tun?
Abgesehen von dem geplanten Stillstand in den Sommermonaten der kommenden Jahre hat sich gezeigt, dass der Uniper Block 5 auch in den Wintermonaten – etwa 2017 – nicht wie in der Vergangenheit nahezu konstant betrieben wurde und gleichmäßig verlässlich Wärme ausgekoppelt werden konnte.
So musste die Ersatzwärmeversorgung der SWH im Heizwerk Wolfgang im letzten Jahr 188 Mal hoch- bzw. heruntergefahren werden (Abb. 4). Davon in 70 Fällen mit kurzer Reaktionszeit zwischen 22 Uhr nachts und 5 Uhr morgens. Diese Betriebsführung belastet nicht nur Mitarbeiter und Material, sondern führt zu signifikant höheren Kosten. Zugleich verschieben sich der Primärenergiefaktor und der Anteil der in Kraft-Wärme-Kopplung erzeugten Wärmemenge zum Nachteil der Kunden der SWH.
Lag im Jahr 2016 die Eigenerzeugung der SWH noch bei 16 % des Gesamtfernwärmebedarfs aller Abnahmestellen, musste dieser Anteil bereits im Jahr 2017 mit ca. 30,5 % nahezu verdoppelt werden (Abb. 5). Der völlige Stillstand von Staudinger in den Sommermonaten 2018 steigert, je nach tatsächlichem Wärmebedarf in diesem Zeitfenster, den Anteil der SWH-Eigenerzeugung auf deutlich über 40 %, möglicherweise sogar auf über 50 %. Somit entfiele auch die Eignung der Fernwärme als Ersatzmaßnahme im Sinne des EEWärmeG. Ohne einen Anteil oder gar das Mitverschulden der SWH werden sich in der Folge die Kosten bei Neubau oder grundlegender Modernisierung deutlich erhöhen.
Die Auswirkungen auf Bauvoranfragen, Bauanträge und eventuell die Gewährung von Fördermitteln der öffentlichen Hand im Rahmen der energetischen Gebäudesanierung wurden bisher, soweit ersichtlich, in Verbindung mit dem Kohleausstieg nicht sach- bzw. fachgerecht thematisiert. Vor dem Hintergrund, dass sich der Primärenergiefaktor zunächst von 0,52 auf 0,7 verschlechtert und auch fraglich ist, ob sich künftig die Mindestanforderungen aus dem EEWärmeG erfüllen lassen, kommt man zu dem Schluss, dass die Unternehmenspressemitteilung von Uniper schlicht unzutreffend ist.
Temporär stillgelegte Kraftwerke beeinflussen den Pef
Die derzeit übliche Berechnungsmethode zur Ermittlung von Primärenergiefaktoren auf Basis des Regelwerks AGFW FW309 zeigte sich bereits in der Vergangenheit in wesentlichen Teilen als fragwürdig. Der im Jahr 2017 vorgelegte Gesetzentwurf für ein Gebäudeenergiegesetz (Zusammenführung von EnEV und EEWärmeG) sah erstmalig in § 24 GEG-Entwurf vor, diese Faktoren künftig auf der Basis einer Rechtsverordnung – und somit demokratisch legitimiert – zu ermitteln bzw. auszuweisen.
Von der grundlegenden Kritik an den bestehenden Regelwerken und deren Umsetzung abgesehen, zeigt sich auch hier der Vorgang um die temporäre Stilllegung des Kraftwerks Staudinger als bemerkenswert. Die E.ON New Build and Technology GmbH hat für das damalige E.ON-Kraftwerk Staudinger (heute Uniper) ein Primärenergiefaktorzertifikat für das Fernwärmenetz in Hanau mit einem Pef von 0,52 ausgestellt (Abb. 6). Gerechnet von der genannten Konzernpressemitteilung im Oktober 2017 hatte diese Bescheinigung nach Aussage von E.ON selbst eine Gültigkeit bis zum Jahresende 2021 – mithin noch über mehr als vier Jahre. Offenkundig beschreibt jedoch dieses Zertifikat die Situation der Wärmeerzeugung vor Ort nicht mehr zutreffend. Bei der Unternehmensentscheidung handelt es sich auch nicht um ein unvorhersehbares Ereignis wie etwa der Störfall im Block 5 am 12. Mai 2014. Vielmehr wird hier ein Kraftwerksblock planmäßig – mit Vorankündigung – stillgelegt und damit das eigene Pef-Zertifikat infrage gestellt bzw. inhaltlich entwertet. Investoren, Bauherren und Bestandshalter lassen jedoch auf dieser Grundlage von ihren Fachplanern mögliche Varianten vergleichen und Kosten berechnen.
Das Hanauer Modell und die Kraftwerksabschaltung
Die SWH führten ab Jahr 2014 ein innovatives Berichtswesen für ihre Fernwärmekunden ein und veröffentlichen im Internet einmal jährlich einen Herkunftsnachweis und Brennstoffreport, den ein unabhängiger Wirtschaftsprüfer bescheinigt. Dieser bemerkenswerte Ansatz ist der Zeit weit voraus und wird in Fachkreisen als das „Hanauer Modell“ bezeichnet.
In der Konsequenz einer offenen, glaubwürdigen und kundenorientierten Kommunikation sahen sich die SWH nunmehr veranlasst, das von E.ON erstellte Pef-Zertifikat von der Internetseite zu entfernen. Aufgrund der unklaren Zusammensetzung der Wärmeerzeugung in naher Zukunft wird als Rückfallposition zunächst der Pef = 0,7 kommuniziert. Dieser Sachzusammenhang wirkt sich zwangsweise auf die energetischen Anforderungen an Gebäuden aus.
Das Versorgungsgebiet von Hanau ist von zahlreichen ehemaligen Großkasernen geprägt. Nach dem Abzug der US-amerikanischen Streitkräfte standen diese zunächst leer. In den letzten Jahren wurden bereits mehrere Kasernen im Rahmen einer Revitalisierung zu zeitgemäßen und ansprechenden Wohnanlagen entwickelt
Aktuell steht das wohl anspruchsvollste Konversionsprojekt – die Revitalisierung der Pioneer-Kaserne mit mehr als 1500 Wohneinheiten – in den Startlöchern. Die beschriebenen Umstände im Zusammenhang mit der Wärmeauskopplung des Kraftwerks Staudinger führten dazu, dass die Projektentwicklungsgesellschaft und die SWH sich auf die Wärmeversorgung durch Uniper nicht mehr verlassen, die seit Jahrzehnten vorhandene Fernwärmeversorgung des Bestandsareals unterbrechen und eine zeitgemäße Insel- bzw. Quartierslösung planen. Diese Vorgehensweise entspricht allerdings nicht dem Leitbild des Fernwärmevorrangs im erst 2017 erneut novellierten Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz.
Mögliche Lösungsansätze – Novellierung des ordnungsrechtlichen Rahmens
Auch in diesem Kontext zeigt sich, dass der vorhandene ordnungsrechtliche Rahmen möglichst kurzfristig und sachgerecht an die Praxis der Energie- und Wärmewende anzupassen ist. Zunächst sollte geprüft werden, ob nicht auch die Frage einer sicheren Wärmeversorgung aus KWK bei der Entscheidung über die Systemrelevanz von Großkraftwerken durch die BNetzA künftig angemessen berücksichtigt werden sollte. Bisher beachtet die BNetzA auftragsgemäß und gesetzeskonform lediglich die stromwirtschaftliche Komponente des Vorgangs. Daher sollten möglichst zeitnah die einschlägigen Bestimmungen des Energiewirtschaftsgesetzes EnWG um eine ausdrückliche Zuständigkeit der BNetzA für Fragen der leitungsgebundenen Wärmeversorgung ergänzt werden – zumindest, wenn diese mit der Stromerzeugung verknüpft ist.
Frankfurter Modell – Netzverbund zur Effizienzsteigerung und CO2-Minimierung bei erhöhter Versorgungssicherheit
Ein Blick auf die jüngsten Entwicklungen der Fernwärmeversorgung in Frankfurt am Main zeigt mögliche Lösungsansätze und kann geeignete Impulse vermitteln. Hier wurde zunächst in den letzten Jahren mit erheblichen Investitionen ein Netzverbund aus vier historisch gewachsenen Teilnetzen realisiert. Dieser Verbund ermöglicht seit August 2017 beispielsweise das Verschieben von Abwärme aus der thermischen Abfallverwertung in andere Quartiere und Stadtviertel, sogar bei Unterquerung des Hauptbahnhofs und des Mains. In der Folge können beispielsweise in den Sommermonaten Wärmemengen aus dem Müllheizkraftwerk in Stadtviertel weitergeleitet werden, deren Wärmeerzeugung bisher ausschließlich unter Verwendung fossiler Brennstoffe erfolgte. In der weiteren Konsequenz kann somit der Kohleeinsatz im Wärmenetzverbundgebiet tatsächlich signifikant reduziert werden. Möglich erscheint sogar künftig die Stilllegung eines Kohleblocks in den Sommermonaten. Das CO2-Einsparpotenzial beträgt 100 000 t/a. Dadurch, dass die traditionellen Teilnetze nunmehr tatsächlich miteinander hydraulisch verbunden sind und somit Wärmemengen physisch real verschoben werden können, handelt es sich nicht um eine in der Branche leider weiterhin übliche theoretische bzw. buchhalterische Maßnahme. Das vielversprechende Beispiel der Mainova AG aus Frankfurt lässt sich jedoch nicht unmittelbar auf die Konstellation in Hanau übertragen, da die SWH seit vielen Jahrzehnten von der Zulieferung durch E.ON/Uniper abhängig ist. Die Fragen einer sicheren, ununterbrochenen Wärmeversorgung und eines seriös dokumentierten Pef hätten im Fall Staudinger zunächst durch Uniper geklärt werden müssen.
Werner Dorß
ist Rechtsanwalt in Frankfurt am Main und berät ausschließlich im Zusammenhang mit der energetischen Bewirtschaftung von Anlagen und Immobilien. Einer seiner Tätigkeitsschwerpunkte ist das Wärmerecht.
1 Etwa 19 000 Haushalte in Hanau und Großkrotzenburg hängen am Fernwärmenetz – weil das Großkraftwerk Staudinger nun wegen des Stromüberschusses aus regenerativen Energieträgern über die Sommermonate abgeschaltet wird, sind die daran angeschlossenen Stadtwerke gezwungen, auf Quartiers- und Insellösungen umzusteigen, damit die Wärmeversorgung sichergestellt bleibt. Das Abschalten von Kohlekraftwerken hat demnach Auswirkungen, die auf politischer Ebene noch nicht in Gänze erkannt wurden und daher bislang in Gesetzen und Verordnungen ungelöst sind.
2 Ausschnitt aus der Pressemitteilung von Uniper, in der der Kraftwerksbetreiber die zeitweise Stilllegung des Kraftwerks Staudinger ankündigt, was angeblich keinerlei Auswirkungen auf die Fernwärmeversorgung hätte. Diese Aussage ist schlicht falsch!
3 Würden die Stadtwerke Hanau künftig gezwungen sein, aufgrund der Stilllegung des Großkraftwerks Staudinger die Wärmeversorgung mit ihren eigenen Heizwerken Wolfgang und West zu übernehmen, fiele die CO 2 -Bilanz für Hanau deutlich schlechter aus und der Primärenergiefaktor würde sich zunächst von 0,52 auf 0,7 verschieben. Das Szenario wurde für ein reales Gebäude durchgerechnet – um die gesetzlichen Mindestanforderungen an den Wärmeschutz einzuhalten, müsste in der Konsequenz besser gedämmt werden und das Bauen würde sich somit verteuern.
4 Die Grafik belegt die deutlich gestiegenen Laufzeiten in den Heizwerken Wolfgang und Kesselstadt in Hanau in Jahr 2017 gegenüber 2016. Grund des Anstiegs war der stark schwankende Betrieb des Großkraftwerks Staudinger, das mangels Wärmeauskopplung das Fernwärmenetz häufig nicht mehr ausreichend bedient hat.
5 Vergleich der Anteile des Kraftwerks Staudinger und der Heizwerke der Stadtwerke Hanau bei der Fernwärmeerzeugung. Die Eigenerzeugung der SWH musste in der Folge des stark schwankenden Betriebs von Staudinger nahezu verdoppelt werden, wobei die stadtwerkseigene Erzeugung nicht in KWK erfolgt.
6 Der von E.ON gutachterlich bescheinigte Primärenergiefaktor für die Stadtwerke Hanau, dessen Wert von 0,52 noch bis Ende 2021 Gültigkeit hat – obwohl er durch die veränderte Erzeugung der Fernwärme nur noch Makulatur ist.
