OPEN HEAT GRID - Offene Wärmenetze in urbanen Hybridsystemen

Primäres Forschungsthema von OPEN HEAT GRID war die Untersuchung der Möglichkeiten zur Forcierung der Einspeisung industrieller Abwärme in bestehende Fernwärmenetze. Die Projektergebnisse zeigen, dass Abwärme nicht kostenlos ist: trotz minimaler variabler Kosten müssen sich die Investitionskosten in üblichen Amortisationszeiten rechnen. Die Analyse zeigt, dass es keiner staatlichen Regelung im Sinne einer Einspeiseverpflichtung oder Marktliberalisierung bedarf. Jedoch liegen aus ökonomischer Sicht Informationsasymmetrien vor, wodurch es möglich ist, dass rationale Entscheidungen nicht zustande kommen.

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation/Motivation

Industrieunternehmen können als bidirektionaler Koppelpunkt für die Energienetze Strom, Gas und Wärme dienen und Speicher- und Verschiebungspotenziale zwischen diesen erschließen. Industrielle Abwärme steht in unterschiedlichen Temperaturniveaus in hohen Mengen zur Verfügung. Grundsätzlich könnte diese Abwärme in bestehenden Fernwärmesystemen zum Einsatz kommen.

Inhalte und Ziele

Das Projekt OPEN HEAT GRID untersuchte primär, welche Hemmnisse für die Integration von industrieller Abwärme in Fernwärmenetze bestehen. In Folge wurde analysiert, wie politische Instrumente zum Einsatz kommen können und sollen, um die Integration von Abwärme zu forcieren.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Technische Hemmnisse betreffen v.a. die Temperaturniveaus der Abwärme in Relation zu der des Fernwärmenetzes sowie die Auskoppelung und deren Kontinuität (Prozesskontinuität). Grundsätzlich kann attestiert werden, dass die meisten Technologien zur Aufbereitung und Speicherung verfügbar, aber nicht wirtschaftlich sind. Je nach Charakteristik der Abwärmequelle (Temperatur, zeitliche Verfügbarkeit, Standort,...) können unterschiedliche Technologien zur Nutzung eingesetzt werden.

Aus wirtschaftlicher Sichtweise ist zu attestieren, dass (entgegen der oft geäußerten Meinung) Abwärme nicht kostenlos ist. Zwar gehen die variablen Kosten aufgefangener Abwärme gegen null, da die Bereitstellung quasi keinen Energieträgereinsatz benötigt, jedoch müssen sich die Fixkosten (Investitionskosten) in üblichen Amortisationszeiten rechnen, woraus sich implizit ein minimaler durchschnittlicher „Einspeisetarif" in Euro/kWh ableiten lässt.

Dieser durchschnittliche „Einspeisetarif" ist primär von der Investitionssumme und der abgenommenen Wärmemenge abhängig: Die über die Jahre hinweg eingesparten (Energieträger-)Kosten des Wärmenetzbetreibers deckeln die Wirtschaftlichkeit der Investition. Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung sind Abschläge für Risiken (Abwanderung, Prozessänderung, Energietarifänderungen) einzukalkulieren.

Die Investitionen für die Einspeisung der industriellen Abwärme müssen sich durch die Einsparungen in der Produktion des Wärmenetzbetreibers amortisieren. In Wien und Linz ist eine Amortisation aktuell nur im Winter bzw. der Übergangszeit möglich, denn im Sommer steht quasi kostenlose Fernwärme primär durch Müllverbrennung zur Verfügung.

Ausblick

Die Analyse der Akteursinteressen und der ökonomischen Anreize zeigt, dass die Einspeisung aus alternativen Wärmequellen (dies kann neben Abwärme auch Solarthermie, Power-to-Heat, etc. sein) gleich einem Markt funktioniert (vgl. Abbildung) und daher aus ökonomisch-theoretischer Sicht (Unterstellung „rationaler Entscheidungen") keiner staatlichen Regelung im Sinne einer Einspeiseverpflichtung oder Marktliberalisierung bedarf.

Auch erweist sich die aktuelle Regelung der externen Einspeisung mit privatrechtlichen Verträgen als am flexibelsten. Auf Basis der angeführten Argumente zur Wirtschaftlichkeit lässt sich daraus die Empfehlung für höhere Investitionsförderungen ableiten.

Jedoch ist auch zu attestieren, dass die aktuelle Situation einer externen Einspeisung als hochkomplex zu bezeichnen ist (interagierende technische, wirtschaftliche und rechtliche Parameter). Aus ökonomischer Sicht liegen folglich Informationsasymmetrien vor, wodurch es für die einzelne Situation möglich ist, dass rationale Entscheidungen nicht zustande kommen.

Daher sollten für zielführende Verhandlungen und die zugehörigen Kosten-Nutzen-Analysen Guidelines entwickelt werden. Ein gesetzlich fundierter „regulierter Zugang", wie er in Schweden gegeben ist, der aber den Wärmenetzbetreiber im Fall eines externen Zugangs eindeutig nicht schlechterstellt, stellt eine Motivation für Verhandlungen dar.

Eine Substitution des Betriebs der gasgefeuerten Heizkraftwerke ist auch für Wärmenetzbetreiber von wirtschaftlichem Interesse, wenn der Preis der Abwärme günstiger ist als die variablen Kosten bestehender Produktionseinheiten. Für die Zeit während und nach Amortisation sollen Regelungen für ein Profit Sharing zwischen Wärmenetzbetreiber, Industrieunternehmen und ggf. Energiedienstleister bereits schon vor der Investition angedacht werden.

Vergleich der Kostenstrukturen für die Einspeisung aus alternativen Quellen. Eigene Darstellung, Energieinstitut an der JKU Linz. Erstellt im Rahmen des Projekts „Open Heat Grid“, 2016. (Moser)

Publikationen

Primäres Forschungsthema von OPEN HEAT GRID war die Untersuchung der Möglichkeiten zur Forcierung der Einspeisung industrieller Abwärme in bestehende Fernwärmenetze. Schriftenreihe 1/2018

Herausgeber: BMVIT
Deutsch

Projektbeteiligte

Projektleitung

Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

Kontaktadresse

Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz
MMag. Dr. Simon Moser
Altenberger Straße 69
A-4040 Linz
Tel.: +43 (732) 2468-5658
E-Mail: moser@energieinstitut-linz.at
Web: www.energieinstitut-linz.at