IEA SHC Task 55: Positionspapier Integration großer solarthermischer Heiz- und Kühlsysteme in Wärme- und Kältenetze (2021)

Große solare Energiesysteme besitzen großes Potenzial, eine nachhaltige Energieversorgung im städtischen Umfeld zu gewährleisten, die Verwendung von Erdöl zu reduzieren und CO₂-Emissionen zu verringern. In europäischen Städten und darüber hinaus entstehen daher neue, ökonomisch attraktive und technologisch innovative Möglichkeiten zur Integration von Solarthermie in Wärmenetze.

Status quo

Bereits in den 1970er-Jahren wurden erste solarthermische Netzwerke in den USA und Europa errichtet. Weltweit ist Dänemark ein gutes Beispiel für einen gut entwickelten kommerziellen solarthermischen Wärmemarkt, aber andere Märkte holen auf, besonders China. Auch in Österreich, Deutschland, Schweden, Frankreich, Polen, Griechenland und der Schweiz existieren kleinere Nischenmärkte für die Nutzung von Solarthermie in Wärmenetzen. Weltweit waren 2020 262 große solarthermische Systeme für Wärmenetze mit einer installierten Kapazität von 1 410 MWth und einer Kollektorfläche von rund 2 Mio. m² in Betrieb.

Potenzial

Experten des IEA Task 55 schätzten das Potenzial in Europa für einen solaren Deckungsgrad von 20 % und einer Grenze der Wärmegestehungskosten zwischen 25 und 60 €/MWh ab. Großes Potenzial besteht z. B. in Polen und derzeit werden Förderprogramme für große solarthermische Installationen in Polen eingerichtet.

Die Potenzialanalyse ergab weiters, dass die Umsetzung von großen solarthermischen Systemen in den meisten Ländern möglich und auch ökonomisch sinnvoll ist. Eine Kombination mit saisonaler Wärmespeicherung und anderen Wärmeerzeugungstechnologien erhöht die Sinnhaftigkeit zur Umsetzung voll dekarbonisierter Wärmenetze noch weiter.

Erforderliche Maßnahmen

Um eine schnelle Dekarbonisierung von Wärmenetzen zu unterstützen werden im Positionspapier Maßnahmen in den Bereichen Komponentenentwicklung, Planung und Installation von solaren Wärmenetzen, Demonstration, Simulation und Validierung sowie Bewusstseinsbildung vorgeschlagen.

Diese reichen von Optimierung der Systemtechnologie über neue Geschäftsmodelle oder Regelungen für Planung und Kommissionierung der Systeme bis zu Machbarkeitsstudien und Demonstrationsprojekten. Hier können neue Technologien und Konzepte wie Niedertemperaturnetze, Mittel- und Hochtemperaturkollektoren, PVT-Systeme, neue Materialien und Technologien für Kollektoren oder Speicher sowie Regelungs- und Monitoringkonzepte erprobt werden.

Die gezielte Verbreitung von Informationsmaterial für Regierungen, Schulungsunterlagen und Simulationstools für Ingenieure, bessere Kommunikation mit Speicher- und Wärmepumpenindustrie sowie die Kommunikation von Best-Practice-Beispielen und Kosteneffektivität sind essentiell im Hinblick auf bewusstseinsbildende Maßnahmen.

Durch Key Performance Indicators basierend auf Tests und Simulationslösungen soll das Vertrauen in den Sektor gestärkt sowie eine Vergleichbarkeit der Hersteller sowie Planungsangebote ermöglicht werden.