Wärmewende für eine klimaneutrale Zukunft
Die SWM setzen auf erneuerbare Energien. Da die meiste Energie für die Wärmeversorgung, also zum Heizen oder für Warmwasser, eingesetzt wird, treiben wir die Energiewende auch im Wärmemarkt voran. Denn mittelfristig wollen wir den Münchner Bedarf an Fernwärme CO₂-neutral decken, überwiegend durch Tiefengeothermie.
Wärmewende: Ein wichtiger Teil der Energiewende
Mehr als 50 Prozent der gesamten Energie, die in Deutschland verbraucht wird, fließt in die Wärmeversorgung, wird also fürs Heizen, Kühlen oder die Warmwasserbereitung benötigt. In Privathaushalten machen Heizung und Warmwasser sogar rund 90 Prozent des gesamten Verbrauchs aus (Quelle: www.umweltbundesamt.de
Um bei der Energiewende
Ziel der Landeshauptstadt München und der SWM ist es, aus der Verbrennung von Kohle auszusteigen und die Kraftwerke langfristig CO₂-neutral zu betreiben. Gleichzeitig müssen wir die Energieversorgung der Bürger*innen jederzeit und preiswert sicherstellen. Deshalb können wir noch nicht ganz auf fossile Energieträger verzichten.
Mit dem Prozess der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) nutzen wir das Erdgas, den saubersten unter den fossilen Energieträgern, so effizient wie möglich: 90 Prozent der Energie aus dem Erdgas werden dabei zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt. Zudem modernisieren wir unsere KWK-Anlagen, so dass sie noch effizienter arbeiten. Wenn technisch machbar, sollen sie künftig auch mit regenerativen Brennstoffen wie Biomethan oder Wasserstoff betrieben werden können. Dadurch und durch die Integration von Tiefengeothermie wird die jetzt schon gute CO₂-Bilanz der Fernwärme weiter verbessert.
Fernwärme: Auf dem Weg zur CO₂-Neutralität
Fernwärme für München
Fernwärme wird zentral und überwiegend in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) produziert, in den umweltschonenden KWK-Anlagen des Heizkraftwerks Nord und des Energiestandorts Süd. Dabei wird die Abwärme, die bei der Stromerzeugung entsteht, nicht wie bei herkömmlichen Kraftwerken an die Umwelt abgegeben, sondern zur Wärmeversorgung genutzt. Durch diese Kopplung von Strom- und Wärmeerzeugung wird der eingesetzte Brennstoff gegenüber getrennten Erzeugungsmethoden wesentlich effizienter verwendet. Gegenüber einer getrennten Strom- und Wärmeerzeugung werden so ca. 1 Million Tonnen CO₂ pro Jahr eingespart. Das Fernwärmenetz der SWM hat eine Länge von ca. 900 km und wird stetig erweitert.
Durch die Integration von Tiefengeothermie wird die jetzt schon gute CO₂-Bilanz der Fernwärmeerzeugung kontinuierlich verbessert. Dazu wird auch das in manchen Bereichen Münchens noch genutzte alte Dampfnetz in den nächsten Jahren zu einem Heizwassernetz umgerüstet – dieses Netz ist energiewirtschaftlich besser und lässt sich besser mit der Nutzung von Tiefengeothermie vereinbaren.
Wie das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung genau funktioniert und welche Kraftwerke der SWM sie nutzen:
Kraft-Wärme-Kopplung
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Geothermie: Umweltfreundliche Wärme aus der Tiefe
Geothermische Energie ist eine natürlich vorkommende Energieart aus dem Erdinneren – genauer aus dem Gestein und den darin zirkulierenden Fluiden (z. B. Wasser). Dort, wo
ausreichend heißes Wasser in größeren Mengen an die Erdoberfläche geholt werden kann, ist eine technische Nutzung wirtschaftlich und nachhaltig möglich. Die Energie kann direkt als Wärme oder zur Erzeugung von Strom oder Kälte genutzt werden.
Die oberflächennahe Geothermie nutzt die Erdwärme bis zu einer Tiefe von wenigen Metern und wird häufig im Wohnungsbau eingesetzt. Von Tiefengeothermie spricht man bei der Nutzung der Erdwärme aus über 400 bis zu mehreren tausend Metern Tiefe.
Nach heutigem Stand der Technik wird das global erschließbare Wärmereservoir der Geothermie auf das 30-fache sämtlicher fossiler Energiereserven geschätzt (Quelle: Bundesverband Geothermie).
In München gibt es ein riesiges Vorkommen dieser natürlichen Energie: In einer Tiefe von 2.000 Metern (nördliche Stadtgrenze) bis über 3.000 Metern (südliche Stadtgrenze) unter der Erdoberflache befinden sich große Mengen heißen Wassers mit Temperaturen von 80 bis über 100 Grad Celsius.
Nord-Süd-Schnitt durch das Voralpenland
Fernwärmekreis im Geothermie-Heizwerk Freiham
Heben des Schatzes unter der Erde
Zur Nutzung der Geothermie wird das heiße Wasser an die Oberfläche gepumpt, wo ihm die Energie entzogen und auf das Fernwärmenetz übertragen. Das abgekühlte Wasser wird an anderer Stelle wieder in dieselbe Erdschicht in der Tiefe zurückgeführt.
Die Wasser-Kreisläufe in der Geothermieanlage, dem Fernwärmenetz und dem jeweils versorgten Gebäude sind dabei drei vollständig voneinander getrennte Systeme. Somit ist diese Art der Erdwärmenutzung ein Kreislauf mit sehr geringem Eingriff ins Ökosystem. Außerdem ist die Erdwärme ein regionales Produkt, dessen Verfügbarkeit weder von Tageszeit noch von Wetter oder Klima abhängig ist.
SWM: Vorreiter der Tiefengeothermie
Wir sind eines der führenden deutschen Unternehmen für die Erschließung und Nutzung der Tiefengeothermie. Wir haben bereits jahrelange Erfahrung mit dieser Technik und betreiben seit 2004 erfolgreich mehrere Geothermieanlagen in München und der Region.
Ausbau der Geothermie in und um München
Mittelfristig wollen wir in München und der Region Erdwärme mit einer thermischen Leistung von mindestens 400 MW erschließen. Dafür bauen wir die Geothermie im Stadtgebiet und südlich davon aus, auch in Kooperation mit benachbarten Gemeinden und anderen Unternehmen.
Vibro-Seismik: das Ohr in die Tiefe
Mit Untersuchungen des Untergrundes prüfen wir, welche Gebiete sich für eine Geothermie-Nutzung eignen. Bereits mehr als 10 Millionen Euro haben wir in Messungen investiert.
Die Messungen werden im umweltschonenden Vibroseis-Verfahren durchgeführt: An der Erdoberflache erzeugen Vibro-Fahrzeuge Schallwellen. Diese werden im Untergrund von verschiedenen Gesteinsschichten in unterschiedlichen Tiefenlagen reflektiert (Reflexionsseismik). Hochempfindliche Erdmikrophone (Geophone) registrieren die reflektierten Schallwellen. So entsteht ein dreidimensionales Bild des Untergrunds, auf dem man den Verlauf und die Ausbildung von Gesteinsformationen, die Thermalwasser enthalten, erkennen kann.
Film zur Seismikerkundung Anfang 2020
Wir haben den südöstlichen Landkreis München mit Seismik erkundet. Unser Ziel: herauszufinden, wie viel weiteres Potenzial in der Erdwärme steckt. Rund 3 Wochen lang haben Vibro-Fahrzeuge den Untergrund untersucht. Jetzt wurden die Messungen abgeschlossen. Von den Ergebnissen wird nicht nur München profitieren, sondern auch die Kommunen in der Region.
Ausbau der Tiefengeothermie in München
Unsere nächste Geothermieanlage ist im Münchner Süd-Osten geplant. Dort bestehen günstige geologische Voraussetzungen, die eine hohe Temperatur und Förderrate des Thermalwassers erwarten lassen. Hinzu kommt, dass die Anlage hier gut in das bestehende Fernwärmenetz eingebunden werden kann, um die Wärme zu den Kund*innen zu bringen.
Um die Geothermie nutzen zu können, muss sie ins Fernwärmenetz eingebunden werden. Daher wird parallel zum Bau der nächsten Geothermieanlage das Fernwärmenetz modernisiert.
Ausbau der Tiefengeothermie in der Region
Die Zusammenarbeit mit der Region ist ebenfalls wichtig. Denn die SWM betreiben auch in Kirchstockach, Dürrnhaar und Sauerlach Geothermieanlagen. Diese produzieren vor allem umweltfreundlichen Ökostrom und sollen langfristig überwiegend auf die Produktion von Fernwärme umgestellt werden. Die Geothermieanlagen sollen künftig nicht nur angrenzende Gemeinden versorgen, sondern über eine Fernwärmetrasse in das SWM Fernwärmesystem eingebunden werden.
Partnerschaften in der Region
In der Region um München sind neben uns weitere Wegbereiter der Geothermie aktiv. Um den Bodenschatz geologisch, ökologisch und ökonomisch optimal nutzen zu können, wollen die Erdwärme Grunwald (EWG), die Innovative Energie Pullach (IEP) und die SWM Erfahrungen und Ressourcen bündeln. Unter anderem untersuchen wir die Möglichkeiten, unsere Wärmenetze zu verbinden, gemeinsam neue Geothermieanlagen zu errichten und je nach Möglichkeit bestehende auszubauen.
Nutzung der oberflächennahen Geothermie in München
Neben der Erdwärme aus der Tiefe kann man auch oberflächennahe, geothermische Quellen wie beispielsweise Grundwasser erschließen und daraus Wärme und Kälte gewinnen. Die sogenannte oberflächennahe Geothermie ist auch privat beim Hausbau mittels Erdwärmesonde oder Flächenkollektor möglich.
Wir nutzen die oberflächennahe Geothermie im Norden Münchens bereits seit 2004 zur Kühlung mit Grundwasser aus U-Bahn-Dükern (brunnenähnliche Grundwasserfassungen). Seitdem sind weitere Anlagen hinzugekommen. Sie können im Sommer kühlen und im Winter heizen (mit Wärmepumpen in Kombination mit Fernwärme).
Beispiel für innovative Wärme- und Kälteversorgung
Bürogebäude in der Balanstraße
Für ein Bürogebäude an der Balanstraße bauen wir eine geothermische Anlage, die mit oberflächennahem Grundwasser und Fernwärme Wärme und Kälte bereitstellen soll. Aus drei „Förderbrunnen“ wird das Grundwasser aus einer Tiefe von ca. 15 bis 20 Metern entnommen und in die Kundenanlage geleitet. Dort gibt es seine thermische Energie mittels Wärmetauscher ab. Anschließend wird das Wasser über zwei „Schluckbrunnen“ wieder zurück in die Erde geleitet.
Mit Hilfe von Wärmepumpen kann die thermische Energie des Grundwassers auf verschiedene Temperaturniveaus erwärmt oder zur Kühlung eingesetzt werden. Wir verwenden dafür eine Technik, die das Wasser nicht verändert. Es ist nach der Nutzung lediglich geringfügig wärmer bzw. kälter als bei der Entnahme. Nach der Rückleitung in den Untergrund regeneriert sich das Grundwasser nach gewisser Zeit wieder und gilt damit als erneuerbare Wärme- und Kältequelle.
Niedertemperatur-Wärme
Weitere Maßnahmen für die Wärmewende
Studie: Langzeitwärmespeicher in der Nah- und Fernwärme
Wenn den Wärmebedarf schwankt, z. B. wegen der Jahreszeit, müssen wir flexibel reagieren können. Üblicherweise werden dafür lokale Warmwasserspeicher genutzt, wie sie in vielen Gebäuden installiert sind.
Ökologisch besonders interessant wäre aber, wenn man z. B. die Wärme des Sommers (beispielsweise aus Solarthermie) für den Winter speichern könnte. Die dafür nötigen saisonalen Langzeitwärmespeicher müssten im Vergleich zu den heute üblichen Warmwasserspeichern wesentlich mehr Energie über einen viel längeren Zeitraum speichern können. In einer Studie untersuchen wir, wie sich Tiefenspeicher, also unterirdische Langzeitwärmespeicher, technisch, ökologisch und wirtschaftlich realisieren lassen.
Investition in intelligente Wärme
Im Verbundprojekt C/sells erforschen die SWM wir gemeinsam mit ca. 50 Partnern aus Energiewirtschaft, IT und Forschung eine intelligente Energieversorgung für die Zukunft.
Das Teilprojekt „Intelligente Wärme München“ legte den Fokus auf die Flexibilisierung von sogenannten Power-To-Heat- Anlagen. Das sind Anlagen, die zusätzlich anfallenden Strom in Wärme umwandeln, z. B. mit Speicherheizungen und Wärmepumpen. Ziel des Projekts ist es, die Anlagen so zu steuern, dass sie intelligent auf schwankende Strommengen aus erneuerbaren Energien (z. B. Sonne oder Wind) reagieren können. Im Feldversuch wurden über 70 Haushalte in München in ein neuartiges Steuersystem integriert.
Dezentrale Wärmelösungen
Schon seit über 20 Jahren bieten wir SWM auch individuelle, dezentrale Lösungen zur Wärme- und Kälteversorgung an. Wir unterstützen Interessent*innen in München und Umgebung dabei, ihren Wärme- oder Kältebedarf einfach, flexibel und ohne eigene Investitionen zu decken. Möglich ist dies mit unserem Contracting-Angebot, bei dem wir für Sie z. B. Erdgas-Brennwertkessel, Dampfkessel, Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen, Solarthermieanlagen oder Kältemaschinen planen und betreiben. Schon mehr als 250 solcher Anlagen wurden gemeinsam mit uns realisiert – unter anderem für Wohnungen, Bürogebäude, Hotels oder Krankenhäuser.
Pilotprojekt
Solare Nahwärme Ackermannbogen
Im Jahr 2006 haben die Landeshauptstadt München, das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE Bayern) und die SWM das Pilotprojekt „Solare Nahwärme Ackermannbogen“ umgesetzt. Ziel war es, ein Neubaugebiet rund ums Jahr zu mindestens 50 Prozent mit Sonnenenergie für Heizung und Warmwasser zu versorgen. Ausgewählt wurde hierfür ein Teilabschnitt des neuen Stadtquartiers „Am Ackermannbogen“ mit insgesamt 320 Wohneinheiten.
Auszeichnungen
