Würzburgs Energiewende

Hier stelle ich wesentliche Infos zur Energiewende in Würzburg zusammen. Diese Seite gehört zum Würzburg-Monitor.

  1. Chronik der Energiewende in Würzburg, Zielvorgaben der Stadt
  2. CO2-Emissionen in Würzburg
  3. Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien
  4. Fernwärme (Wärmesektor)

Chronik der Energiewende in Würzburg

Diese „Chronik“ erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Zeigt aber was in der Stadt strategisch passiert ist.

2004: Mit der Umstellung des Heizkraftwerkes an der Friedensbrücke erfolgt der Kohleausstieg in Würzburg.

2009: Die Stadt Würzburg beschließt bis 2020 den Treibhausgasausstoß um 50% gegenüber dem Jahr 1990 zu reduzieren.

2012: Mit dem integrierten Klimaschutzkonzept 2012 wurde die Situation in der Stadt analysiert und Maßnahmen entwickelt, um das 2009 festgelegte Ziel von 50% Einsparung zu erreichen. (Langversion, Kurzversion). Außerdem wurde eine Vision für Würzburg 2030 erstellt.

2016: Ein Fortschrittsbericht zu den Maßnahmen aus dem Klimaschutzplan 2012 wird erstellt

2018: Der Green City-Plan wird erstellt und veröffentlicht. Er ist eigentlich auf die Verkehrswende ausgerichtet. Darin enthalten sind Vorschläge für saubere und emissionsarme Mobilität. Mit den Maßnahmen sollen die Schadstoffgrenzwerte (NOx, Feinstaub etc.) eingehalten werden. Ein Teil der Verkehrswende deckt sich mit der Energiewende. Deshalb kann man den Green City Plan auch als Teil der Energiewende begreifen. Dies ist wichtig, denn der Verkehr ist der schwierigste Aufgabe beim Klimaschutz. Nicht nur in Würzburg, sondern in ganz Deutschland.

2019: Ende 2019 erfolgte eine Prognose für das Erreichen des 50%-Ziels. Zu diesem Zeitpunkt lagen die Daten der Energiebilanz für das Jahr 2018 vor. Die ergaben, dass Würzburg 2018, also zwei Jahre vor dem Zieldatum den CO2-Ausstoß um 40,2% reduziert hat. Das 50%-Ziel wird aber voraussichtlich nicht 2020, sondern erst drei Jahre später erreicht. Daraufhin hat die Stadt zwei weitere Ziele in einem „Klimaversprechen“ konkretisiert. Erstens soll die Stadt bis 2045 klimaneutral werden. Zweitens soll zumindest die Stadtverwaltung bis 2030 klimaneutral arbeiten. Die Anstrengung der Stadtverwaltung ist aber mehr als Vorbild und Symbol zu verstehen. Sie emittiert nämlich nur rund 2% aller Treibhausgase in Würzburg.

Bis Ende 2020 soll ein neues Klimaschutzkonzept erstellt werden.

CO2-Emissionen in Würzburg

CO2-Reduzierung in Würzburg sein 1990 und Ziele bis 2045
CO2-Reduzierung in Würzburg sein 1990 und Ziele bis 2045
JahrCO2-Ausst. in TonnenEinsparung zu 1990Einwohnerpro Einwohner
19901.561.000 (Ausgangspunkt)127.77712,2 t / EW
20001.505.0003,6 %127.96611,8 t / EW
20051.115.00029,0 %129.6288,6 t / EW
20101.029.00034,1 %133.799*7,7 t / EW
2015947.00039,3 %124.8737,6 t / EW
2016951.00039,1 %126.0107,5 t / EW
2017950.00039,1 %126.6357,5 t / EW
2018915.00041,4 %127.8807,2 t / EW

Quelle Emissionen: Klimaschutzkonzept Würzburg von 2012, Seite 32 + Fortschrittsbericht Klimaschutz von 2016, Seite 37 + Stadt Würzburg/Fachbereich Umwelt- und Klimaschutz, Einwohnerzahlen aus Wikipedia. *2011 wurde die Bevölkerung neu gezählt. Wie fast überall in Deutschland wurde die Einwohnerzahl nach unten korrigiert. (in einer früheren Version hatte ich vorläufige Zahlen für die Jahre 2014 und 18. Diese habe ich nach einer Anfrage bei der Stadt aktualisiert.

Von 1990 bis 2018 wurde der CO2-Ausstoß in Würzburg um 41,4% reduziert. In ganz Deutschland wurden in diesem Zeitraum die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland um 30,8% reduziert. Im Jahr 2009 hat der Stadtrat ein Ziel von 50% Reduzierung im Jahr 2020 beschlossen (Stadtratsbeschluss vom Dezember 2009). Zur Erreichung dieses Zieles wurde 2012 ein Klimaschutzkonzept erstellt. Die CO2-Bilanz der Stadt lässt sich bisher nur für das Jahr 2018 erstellen. Neuere Daten liegen noch nicht vor. 2019 ging man davon aus, dass das 50%-Ziel der Stadt Würzburg nicht ganz erreicht werden würde. Im Verkehrssektor wurde nicht genug eingespart. Bedingt durch die Corona-Einschränkungen ist das Ziel aber greifbar.

Der Rückgang der Emissionen 2005 ist auf die Umstellung des Heizkraftwerks von Kohle auf Gas (GuD) zurückzuführen. 2018 Hatte das HKW noch einen CO2-Ausstoß von 201.000 Tonnen, also 21,5% der Gesamtemissionen Würzburgs (Quelle: WVV-Geschäftsbericht 2018)

Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien

Bei der Stromerzeugung in Würzburg und Umgebung interessiere ich mich nur für das was wirklich hier erzeugt wird. Den Einkauf von Strom, der woanders produziert wird lasse ich bewusst weg.

Laut dem Energie-Atlas Bayern wurde 2017 vom gesamten Stromverbrauch in der Stadt Würzburg 3,5% durch erneuerbare Energien im Stadtgebiet erzeugt. Würzburg braucht als kleine Großstadt viel Strom, hat aber nicht genug geeignete Flächen, um ausreichend erneuerbaren Strom zu erzeugen. Im Stadtgebiet gibt es zum Beispiel kein einziges Windrad, weil es rechtlich nicht möglich ist eines zu errichten.

Dagegen wird im Landkreis Würzburg mehr Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt als dort selbst verbraucht wird. Dadurch liegt der Anteil dort bei 112 %. Man kann sich leicht vorstellen, dass die Windräder im Umland der Stadt auch diese selbst versorgen.

Ich habe deshalb eine mit einer ganz einfache Rechnung beides kombiniert. Den Stromverbrauch und Erzeugung von Ökostrom im Landkreis und der Stadt Würzburg. Daraus kann man zwar keinen theoretisch korrekten Wert ermitteln, weil Strom über große Entfernungen geleitet und verbraucht wird. Es ist ein Indikator, um den praktischen Stellenwert von erneuerbarer Stromerzeugung in der Gegend einzuschätzen. Dabei ergibt sich ein Anteil von 53,7 % erneuerbarer Stromerzeugung, gemessen am Stromverbrauch.

Anteil von erneuerbaren Energien am Gesamtstromverbrauch in Würzburg (Stand 2017)

Etwa 2/3 des Stroms wird im Kraftwerkspark der WVV mit Gas und Müll erzeugt.

  • Gesamtstromverbrauch 2017: 681 GWh
  • Stromerzeugung durch die WVV 2017: 455 GWh
    (davon 371 im HKW, 6 im BHKW, 78 im MHKW) Details dazu unter „Fernwärme“ (Quelle: WVV Geschäftsbericht 2018, Seite 75)

Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen finden auf den zahlreichen Photovoltaik-Anlagen auf Dächern und Flächen in der Stadt statt. Die Stadt hat eine Karte erstellt auf der man sehen kann an welchen Stellen sich eine PV-Anlage besonders lohnt.
Außerdem gibt es ein kleines Wasserkraftwerk unterhalb der Alten Mainmühle. Dort werden 6,5 GWh jährlich erzeugt (ca. 1% des Stromverbrauchs).
Auch im Klärwerk (Zellerau) wird Strom erzeugt. Seit dem Bau der neuen Faultürme sind die Kapazitäten noch gestiegen.

(Zur Stromerzeugung konnte ich bisher keine weiteren Zahlen recherchieren. Wer kann helfen? Wie hoch ist der Anteil erneuerbarer Stromerzeugung in Würzburg? Wenn möglich ausgesplittet in Wasser, Solar, Wind, Bioenergie)

Fernwärme

Das Heizkraftwerk an der Friedensbrücke ist ein modernes und hocheffizientes Gas-und-Dampfturbinenkraftwerk. Die WVV erzeugt dort Strom und Fernwärme. Dadurch, dass beides gleichzeitig erzeugt wird (Kraft-Wärme-Kopplung), wird 20% weniger Energie benötigt als bei getrennter Erzeugung. Das Heizkraftwerk wurde 1954 errichtet und mehrfach umgebaut. So wurde 2004 vom Energieträger Kohle auf Gas umgestellt. Damit wurde Würzburg Kohleausstieg schon vor vielen Jahren vollzogen. Erdgas ist zwar ein fossiler Energieträger, im Vergleich zu Öl oder Kohle wird aber weit weniger CO2 ausgestoßen. In Würzburg wird das auch noch Gas besonders effizient genutzt. Langfristig kann Erdgas auch durch erneuerbar produziertes Gas ersetzt werden. Im Moment ist der CO2-Ausstoß des HKW noch wesentlich für Würzburg (2018: 21,5%).

Elektrische Leistung: 125 MW: Das entspricht etwa 39 durchschnittlichen Windkraftanlagen, wenn sie ihre maximale Leistung bringen (3,2 MW Nennleistung, also unter optimalen Bedingungen)
Thermische Leistung: 425 MW: Damit werden Privathaushalte, Firmen und öffentliche Einrichtungen mit Fernwärme beliefert.

Weil es mitten in der Stadt liegt gibt es aber noch etwas anderes zu berücksichtigen… Im Jahr 2005 wurde die Fassade umgestaltet, um das Kraftwerk in die Umgebung zu integrieren. Die Meinungen zur Optik des Heizkraftwerkes sind geteilt. Die Fassadengestaltung hat aber bereits Architekturpreise gewonnen.  2008: „Best Architects 08“ Gold in Kategorie „Gewerbe- und Industriebauten“, 2013: „Iconic Awards 2013“, Sieger in „Product Facades“.

Das Heizkraftwerk an der Friedensbrücke in Würzburg
Das Heizkraftwerk an der Friedensbrücke | Foto: Robert Behrendt
HKW 2020, Wärmespeicher im Bau

Modernisierung 2020: Das Kraftwerk hat 2 Turbinen. Die erste wird jetzt modernisiert. Sie wird damit produktiver und umweltfreundlicher. Es geht weniger Energie verloren. Außerdem wird ein Wärmespeicher eingebaut. Es ist ein Heißwasserspeicher mit 2800 Kubikmetern Kapazität, mit dem die Wärme zwischengespeichert und bei Bedarf abgegeben werden kann. Diese Umstellung passt auch gut zum Fernwärmenetz, dass gerade von Wasserdampf auf Heißwasser umgestellt wird. Der Heißwasser-Speicher ist auch eine Möglichkeit, um in Zukunft auf Power-to-Heat zu setzen. Das bedeutet, per Sektorkopplung mit erneuerbar produzierten Strom Wärme zu erzeugen. Der Umbau läuft bis 2021. Insgesamt ist es ein wichtiger Zwischenschritt auf dem Weg zur Klimaneutralität.

Regelleistung: Außerdem hat das Kraftwerk Bedeutung für die Energiewende in ganz Deutschland. Es erbringt Regelleistung, um die Schwankungen auszugleichen, die durch die Nutzung von Solar- und Windenergie anfallen. Wenn zu wenig Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird kann das Kraftwerk Würzburg seine Leistung in 5 Minuten hochfahren. Wenn der Wind stark bläst und die Sonne die Solaranlagen hoch auslastet kann das Kraftwerk seine Stromerzeugung schnell herunterfahren. Mit diesen Ausgleichen wird auch Geld verdient. Es werden auch andere Kraftwerksbetreiber in ganz Deutschland beraten, um das gleiche zu tun. Gesteuert aus Würzburg.

Das Fernwärmenetz in Würzburg hat eine Länge von 54 Kilometern (!) und wird laufend verlängert und verdichtet. Im Februar 2018 wurden laut WVV 1200 Privathaushalte, Gewerbekunden und öffentliche Einrichtungen dadurch mit Wärme versorgt. Die Fernwärme entsteht fast ausschließlich durch hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung (Wärme und Strom werden zusammen produziert). Zu 80-85% wird Erdgas im genutzt, hauptsächlich im Heizkraftwerk an der Friedensbrücke. Im Müllheizkraftwerk wird 15 bis 20 Prozent der Fernwärme erzeugt, dort aber mit dem „erneuerbaren“ Brennstoff Müll. Daneben gibt es noch die kleinen Heizkraftwerke Sanderau und Elferweg, wo aber nur Wärme für Lastspitzen produziert wird.

Dass Würzburg überhaupt ein Fernwärmenetz hat liegt auch an der Zerstörung der Innenstadt 1945. Beim Neuaufbau der Stadt hat man die Gelegenheit genutzt und ab 1951 das Leitungsnetz installiert. Dadurch wollte man auch der Luftverschmutzung durch die damals üblichen Kohleofen entgegenwirken. Durch die Lage im Talkessel war das damals ein Problem.

Seit 2010 wird das Fernwärmenetz von Dampf aus Heißwasser umgestellt. Diese Umstellung soll 2025 abgeschlossen sein. Auch das ist ein Beitrag zum Klimaschutz, denn damit wird die Effizienz bei der Erzeugung gesteigert und Energieverluste beim Transport reduziert.

Möglichkeiten von fossilem auf „grünes“ Gas umzustellen

Um Würzburg zur einer klimaneutralen Stadt zu machen, muss früher oder später der Verbrauch von fossilem Erdgas heruntergefahren werden. Durch das Müllheizkraftwerk wird bereits ein Teil der Energie sozusagen erneuerbar erzeugt. Mit „grünen“ Alternativen zum Erdgas kann man einerseits die zentralen Kraftwerke befeuern, andererseits könnte dieses Gas auch an Nicht-Fernwärmekunden verkauft werden.

Möglichkeit 1 – Biogas aus Energiepflanzen
Wie man im Fortschrittsbericht von 2016 (Seite 39) lesen kann gab es 2009 Pläne eine Biogasanlage am Stadtrand zu bauen. Hier sollten Energiepflanzen wie z.B. Mais vergärt werden, um das so erzeugte Biogas direkt in das Erdgasnetz einzuleiten. 2013 wurden die Pläne aber verworfen, weil die Vergabe von Fördermitteln bundesweit geändert wurde. Darüber hinaus steht der Anbau von Mais für Biogasanlagen in der Kritik (Biodiversität, Explosion der Wildschweinpopulation).

Möglichkeit 2 – Biogas aus Bioabfällen
Es wurde auch geprüft, ob man im Kompostwerk Würzburg (Gattingerstraße, beim Müllheizkraftwerk) ebenfalls Biogas erzeugen kann. Aus Bioabfällen würde also neben dem Kompost zusätzlich Gas hergestellt. Dies wurde aber verworfen, weil die Mengen an Bioabfällen zu gering sind. Außerdem würde dabei der erzeugte Kompost eine zu geringe Qualität haben.

Möglichkeit 3 – Wasserstoff/synthetisches Gas
Mit Power-to-Gas-Technologien kann mittels Strom aus Wasser das Gas Wasserstoff erzeugt werden. Wenn der Strom aus erneuerbaren Energiequellen kommt, dann ist dieser auch noch klimaneutral bzw. „grün“. Meist wird dabei Überschussstrom genutzt. Einerseits kann man Wasserstoff in geringen Mengen in das Gasnetz einleiten und dieses Gemisch wie Erdgas nutzen. Andererseits ist es auch möglich in einem zweiten Schritt daraus synthetisches Methan herzustellen. Das ist chemisch gesehen das Gleiche wie Erdgas. Es ließe sich dann wie das bisherige Erdgas nutzen. Die Technologie in großen, industriellen Maßstäben einzusetzen steht gerade erst am Anfang. So erzeugtes Gas ist noch sehr teuer. Außerdem ist der Wirkungsgrad nicht hoch, weil bei der Umwandlung Strom-Wasserstoff-Methan jedes Mal viel Energie benötigt wird.
Hier hat die Stadt Würzburg noch kein Projekt begonnen. Auch ist noch keine Machbarkeitsstudie auf den Weg gebracht. Sicher wird diese Technologie aber im neuen Klimaschutzkonzept 2020 berücksichtigt.

Weitere Möglichkeiten im Wärmebereich

Power-to-Heat
Wie beim Wasserkocher kann aus Strom Wärme produziert werden. Wenn dabei Überschüsse aus erneuerbarer Stromerzeugung genutzt werden, ist dies eine effektive, emissionsfreie Technologie. Mit dem Einbau des Heißwasserspeichers im HKW an der Friedensbrücke besteht zumindest die theoretische Möglichkeit dazu. Dabei passt PtH perfekt zu einem Gaskraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung. Es kann schnell heruntergefahren werden wenn die Einspeisung von erneuerbar erzeugtem Strom hoch ist. Die Fernwärmebereitstellung kann dann jedoch mit PtH weiterlaufen, z.T. mit sehr geringen Kosten für den Überschussstrom. Dabei wird 100% der Energie in Wärme umgewandelt. Der Wirkungsgrad ist höher als bei Power-to-Gas, weil die Umwandlungen entfallen. Bevor PtG eingesetzt wird ist es also sinnvoller PtH einzusetzen.

(Ob die Nutzung von Power-to-Heat im Würzburger Heizkraftwerk angedacht ist werde ich recherchieren.)

Solarthermie
Es gibt 2 Arten Solarenergie zu nutzen. Mit PV-Anlagen wird Strom erzeugt. Mit Solarthermie dagegen kann man die Sonne zur Bereitstellung von Wärme nutzen. Solarthermie wird meist als „Zusatz“ eingesetzt.

(Zahlen zur Nutzung in Würzburg muss ich noch ermitteln!)

Wärmepumpen
(Luft)-Wärmepumpen sind eine Möglichkeit Wärme zu erzeugen. Wenn der dazu benötigte Strom erneuerbar produziert wird, ist es auch die Wärme.

( Zahlen zur Nutzung in Würzburg muss ich noch ermitteln!)

Sanierung und Energieberatung

Durch die Stadt kann man sich kostenlose Erstberatungen für energetische Sanierungen, Energieeinsparungen, Dämmung etc. einholen. Für tiefergehende, aufwändige Beratung gibt es Förderungen. Es gibt insgesamt mehrere Initiativen von verschiedenen Trägern. Z.B. Vor-Ort-Energieberatung oder kostenlose Messungen mit Wärmebildkameras. Hier ist auch das kommunale Energie- und Klimazentrum zu nennen.

Fazit zum Bereich Wärme

Würzburgs Stärken:Das Fernwärmenetz ist eine große Chance. Die Wärmeverteilung ist unabhängig von der Wärmeerzeugung. In Zukunft können erneuerbare Brennstoffe (Power-to-Gas), erneuerbar produzierter Strom (Power-to-Heat) oder andere Wärmequellen (Abwärme aus Industrieprozessen, Biomasse, Solarthermie) genutzt werden.
Würzburgs Schwächen:Das Potenzial für Erdwärme / Geothermie ist nicht hoch (damit könnte man wetterunabhängige erneuerbare Energie einbinden)
Maßnahmen:Ausbau und Modernisierung des Heizkraftwerkes und des Fernwärmenetzes, kostenlosen Beratungen zum energetischen Sanieren

Folgendes muss ich noch zum Thema Wärme recherchieren:
1. Wird der neue Wärmespeicher des HKW schon von Anfang an auch mit externen, erneuerbaren Strom betrieben werden? (Power-to-Heat)
2. Gibt es Maßnahmen zur Förderung der Fernwärme-Nutzung?
3. Wie sieht der Wärmesektor insgesamt aus? (Anteil erneuerbarer Energien / Wie viele Haushalte heizen womit?)

Energiewende im Verkehr

Der Anteil von erneuerbaren Energien im Verkehr ist (wie praktisch überall) noch verschwindend gering. Informationen stehen in meinem Würzburg-Monitor Verkehrswende.