Klimaschutzstadt Kiel.100%

Energieversorgung

Für die Erreichung der Klimaneutralität in der Landeshauptstadt Kiel im Jahr 2050 ist die Art und Weise der zukünftigen Energieversorgung auf dem Stadtgebiet von entscheidender Bedeutung.

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Wichtige Schritte zur Klimaneutralität

Grundsätzlich gilt es durch die Umsetzung energieeffizienter Maßnahmen und klimafreundliches Nutzungsverhalten zunächst den Verbrauch bzw. Bedarf an Energie weitestgehend zu reduzieren. Darüber hinaus muss die Effizienz in der Energieversorgung gesteigert werden. Eine Erreichung der angestrebten CO2-Neutralität bis zum Jahr 2050 ist nur möglich, wenn die nicht-vermeidbaren Energiebedarfe in der Zukunft vollständig durch den Einsatz regenerativer Energieträger gedeckt werden.

Im Bilanzjahr 2014 wurde für das Kieler Stadtgebiet ein Endenergieverbrauch von ca. 4.661 GWh ermittelt, der sich auf die verschiedenen Sektoren wie folgt aufteilt:

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Endenergieverbrauch im Jahr 2014

Durch den oben genannten Endenergieverbrauch wurden 2014 auf dem Kieler Stadtgebiet 1.948.000 t CO2Äq. Treibhausgas-Emissionen verursacht, die sich wie folgt auf die verschiedenen Sektoren verteilen:

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Treibhausgasemissionen im Jahr 2014

Die unterschiedlichen Anteile der Sektoren am Endenergieverbrauch und an den Treibhausgas-Emissionen resultieren aus den unterschiedlichen Treibhausgas-Intensitäten (Treibhausgasausstoß je kWh Endenergie) der eingesetzten Energieträger (z. B. Kraftstoffe im Handlungsbereich Mobilität gegenüber Strom und Erdgas im Handlungsbereich Wohnen & Konsum). 

Energieerzeugung im Bilanzjahr 2014

Im Bilanzjahr 2014 ist die Stromerzeugung auf dem Kieler Stadtgebiet geprägt von zentralen Erzeugungsanlagen, die alle in Kraft-Wärme-Kopplung Strom (KWK) erzeugen und dabei auch Wärme in das Kieler Fernwärmenetz einspeisen.

Das steinkohlebasierte Gemeinschaftskraftwerk Kiel (GKK) leistet mit einem Anteil von 92% den größten Beitrag für die Stromerzeugung auf dem Stadtgebiet. Die Müllverbrennung Kiel GmbH & Co. KG (MVK) leistet ca. 3 % der gesamten Stromerzeugung. Lokale erdgasbetriebene Heizkraftwerke (HKW) und Blockheizkraftwerke (BHKW) machen ca. 5 % der lokalen Stromerzeugung aus. Erneuerbare Energieträger (Photovoltaikanlagen und ein Wasserkraftwerk) leisten einen Beitrag von ca. 1 % zur lokalen Stromerzeugung.

Da der überwiegende Teil der Stromproduktion auf dem Kieler Stadtgebiet über KWK-Anlagen erfolgt, besteht eine sehr enge Verbindung zu der lokalen leitungsgebundenen Wärmeerzeugung (Anteil 41 %). Zusätzlich zu diesen KWK-Anlagen werden zur Abdeckung der Spitzenlast oder als Reserve Heizwerke auf dem Stadtgebiet vorgehalten, die jedoch nur wenige Stunden im Jahr in Betrieb sind.

Das Gemeinschaftskraftwerk erzeugt einen Anteil von 69 % an der Wärmeerzeugung für die Fern- und Nahwärme. Die Müllverbrennung Kiel GmbH & Co. KG speist eine Wärmemenge in das Kieler Fernwärmenetz ein und trägt in Summe ca. 16 % zur Gesamtwärmeerzeugung bei. Heizkraftwerke und Blockheizkraftwerke machen einen Anteil von ca. 13 % an der gesamten Wärmeerzeugung aus. Die lokalen Heizkraftwerke komplettieren die Erzeugung mit einem Beitrag von ca. 2 % an der Gesamtmenge.

Die verbleibenden 59 % der Wärmeversorgung erfolgt über Einzelheizungen, die im Wesentlichen mit Erdgas, Heizöl und Strom betrieben werden.

Für die Aufteilung des Wärme- und Brennstoffverbrauchs auf die Endenergieträger im Jahr 2014 ergibt sich folgende Verteilung:

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Energieversorgung der Endenergieträger im Jahr 2014

Im Rahmen der Erstellung der neuen Kieler Klimaschutzstrategie „Masterplan 100 % Klimaschutz“ wurde besonderen Wert darauf gelegt den möglichen Weg zu einem klimaneutralen Kiel im Jahr 2050 gemeinsam mit den verschiedenen Akteursgruppen in der Landeshauptstadt zu entwickeln.

Auf Basis einer umfassenden Analyse der regional vorhandenen Potenziale zur Nutzung regenerativer Energieträger für die Strom- und Wärmeerzeugung sowie einer stundenscharfen Modellierung des Kieler Energiesystems, wurden im Rahmen der Workshops „CO2-neutrale Energieversorgung 2050“ und „Zukunft der Fernwärme“ sowie zahlreichen Einzelgesprächen mögliche Pfade zu einer 100 % regenerativen Energieversorgung im Jahr 2050 diskutiert. Die Ergebnisse daraus sind maßgeblicher Bestandteil der heutigen Klimaschutzstrategie.

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Energieeinsparpotenziale bis zum Jahr 2050

In Summe aller Sektoren kann in der Landeshauptstadt Kiel in dem Workshopszenario gegenüber dem Jahr 1990 bis zum Jahr 2050 eine Endenergieeinsparung von 44 % erreicht werden. Um das Ziel der Klimaneutralität im Jahr 2050 zu erreichen, gilt es den verbleibenden Endenergiebedarf durch den Einsatz regenerativer Energieträger zu decken.

CO2-neutrale Energieversorgung bis zum Jahr 2050

Mit der Inbetriebnahme des Kieler Küstenkraftwerks im Jahr 2019 wird ein wichtiger Meilenstein in Richtung Klimaneutralität erreicht. Durch die Nutzung von Erdgas anstelle von Steinkohle wird es möglich, die Treibhausgas-Intensität der lokalen Stromerzeugung um ca. 55 % zu reduzieren. Analog wird die Treibhausgas-Intensität der lokalen Fernwärmeerzeugung um ca. 40 % gesenkt werden können.

Um die Klimaneutralität im Jahr 2050 erreichen zu können, sind die auf dem Stadtgebiet bestehenden Potenziale zur Nutzung regenerativer Energieträger nicht ausreichend, um den voraussichtlichen Endenergieverbrauch zu decken. Aus diesem Grund wurde auch das angrenzende Kieler Umland mit den Kreisen Rendsburg-Eckernförde und Plön sowie die Stadt Neumünster mitbetrachtet. 

CO2-neutrale Stromversorgung im Jahr 2050

Entsprechend der Untersuchungsergebnisse, kann der Stromverbrauch im Jahr 2050 zu jeder Stunde durch regional verfügbare regenerative Energieträger gedeckt werden. Ausnahme sind notwendige Importe des CO2-neutralen Energieträgers Biomethan, die für die lokale Strom- und Wärmeerzeugung im Kieler Küstenkraftwerk sowie in dezentralen Blockheizkraftwerken benötigt werden.

Die Tabelle zeigt einen möglichen Versorgungsmix für die Landeshauptstadt Kiel im Bereich Strom im Jahr 2050:

Versorgungsmix Strom 2050

Es wird angenommen, dass in der Region im Jahr 2050 eine Menge von 807 GWh Überschussstrom vorhanden ist, der für Wärmepumpen genutzt werden kann (Großwärmepumpen zur leitungsgebundenen Wärmeerzeugung und Wärmepumpen zur Versorgung von Einzelgebäuden). Bei der Ermittlung des Potenzials wurde berücksichtigt, ob zum Zeitpunkt der Überschusssituation auch ein Wärmeverbrauch besteht, d. h. Überschussstrom in den Sommermonaten trägt nur in kleinem Umfang zum Potenzial für Wärmepumpen bei.

Mit dem dargestellten Versorgungsmix kann in der Landeshauptstadt Kiel im Jahr 2050 eine Treibhausgas-Intensität der Stromerzeugung nach dem Territorialmix von 41 g CO2Äq / kWhel erreicht werden.

CO2-neutrale Wärmeversorgung im Jahr 2050

Um das Ziel der CO2-Neutralität in der Landeshauptstadt Kiel zu erreichen, dürfen die Endenergieträger Erdgas und Heizöl im Jahr 2050 nicht mehr zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden. Daher müssen die Versorgung mit Fern- und Nahwärme und die Versorgung auf Basis von Einzelheizungen optimal miteinander kombiniert werden.

Als Energieträger sollten dabei die lokal verfügbaren Potenziale der Solarthermie und der Biomasse, die regional verfügbaren Potenziale der Biomasse (sofern Überschusskapazitäten in der Region bestehen), regional verfügbarer Überschussstrom und als letzte Option überregional bezogene regenerative Energieträger wie etwa Biomethan eingesetzt werden.

Eine ausschließlich auf lokalen und regionalen Potenzialen basierende Wärmeversorgung wird voraussichtlich aufgrund des nach Energieeinsparungen verbleibenden Wärmeverbrauchs im Jahr 2050 nicht darstellbar sein. Es ist das Ziel den überregionalen Import (v.a. biogener) Energieträger auf ein verträgliches uns nachhaltiges Maß zu reduzieren.

Die Tabelle stellt einen möglichen Versorgungsmix für die Landeshauptstadt Kiel im Bereich Wärme im Jahr 2050 dar.

Versorgungsmix Wärme 2050

Die erdgasbetriebenen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen wie das Kieler Küstenkraftwerk und die Blockheizkraftwerke bringen die technischen Voraussetzungen mit, in der Zukunft auch mit einem regenerativen Energieträgers wie Biomethan betrieben werden zu können. Durch eine entsprechende Umstellung des Energieträgers, können sämtliche an die Nah- und Fernwärme angeschlossene Abnahmestellen auf einmal auf eine klimaneutrale Energieversorgung umgestellt werden.

Aus diesem Grund ist anzustreben den Anteil von Nah- und Fernwärme in allen Sektoren zu erhöhen. Durch die angenommene Entwicklung des Energieträgereinsatzes werden in größerem Umfang regional verfügbare Potenziale für CO2-neutrale Energieträger genutzt. 

CO2-neutrale Mobilität im Jahr 2050

Auch für den Bereich Mobilität gilt, dass das Ziel der CO2-Neutralität in der Landeshauptstadt Kiel in der Zukunft nur erreicht werden kann, wenn die fossilen Endenergieträger Diesel und Benzin im Jahr 2050 nicht mehr zum Antrieb von Fahrzeugen eingesetzt werden und der für den Antrieb von Elektrofahrzeugen eingesetzte Strom komplett regenerativ bereitgestellt bzw. im Fahrzeug erzeugt wird (wie etwa in der Brennstoffzelle aus Wasserstoff).

Es wird davon ausgegangen, dass die im Jahr 2050 noch im Mobilitätsbereich eingesetzten Kraftstoffe nahezu CO2-neutral sein müssen (z.B. durch Biodiesel, Bioethanol oder synthetisch hergestellte CO2-neutrale Kraftstoffe. Des Weiteren wird für die Bereiche Schienenpersonennahverkehr und Schienengüterverkehr davon ausgegangen, dass Wasserstoff aus regenerativ erzeugtem Überschussstrom zum Einsatz kommen wird, der im Jahr 2050 zu 100 % CO2-neutral zur Verfügung gestellt werden kann.

Der zusätzliche Stromverbrauch für die Versorgung von Fähr- und Kreuzfahrtschiffen mit Landstrom ist ebenfalls im Szenario zur Transformation der lokalen Stromversorgung berücksichtigt. 

Umsetzungsmaßnahmen – Aufgaben des Masterplanmanagements

Neben den im Text erwähnten klimaschutzwirksamen Maßnahmen, die im Wesentlichen im Einflussbereich der verschiedenen Akteure liegen, wurde auch eine Vielzahl von Umsetzungsmaßnahmen entwickelt, die nach Möglichkeit durch das Masterplanmanagement der Landeshauptstadt Kiel zu initiieren sind.

Folgende Maßnahmenvorschläge wurden im Rahmen der Workshops erarbeitet:

  • E-101 Gezielte Ansprache von Öl- und Gasheizungsbesitzern
  • E-102 Anreize für Fernwärmekunden zum Energiesparen schaffen
  • E-103 Beratung zur Umstellung von Heizungssystemen auf regenerative Energien
  • E-104 Absenkung Rücklauftemperatur - Anreize für Verbraucher schaffen
  • E-105 Energieversorgungskonzepte für Neubaugebiete
  • E-106 Prüfung regionaler Biomethanpotenziale
  • E-107 Modellquartier Strominfrastruktur
  • E-108 Untersuchung der Möglichkeiten und Potenziale saisonaler Wärmespeicher
  • E-109 Pilotprojekt "Ultrafiltration des Trinkwassers gegen Legionellen"
  • E-110 Quartiersenergiegenossenschaften / Bürgersolaranlagen / Mieterstrommodell
  • E-111 Detailuntersuchung Potenziale überbetriebliche Abwärmenutzung
  • E-112 Detailuntersuchung Notwendigkeit für Stromspeicher im Strom-Verteilnetz
  • E-113 Detailuntersuchung Quellen Umgebungswärme für große Wärmepumpen (> 500 kW)
  • E-114 Detailuntersuchung Betriebsweise des Kieler Küstenkraftwerks im Jahr 2050
  • E-115 Detailuntersuchung gesamtenergetische Betrachtung Klärschlammverbrennung
  • E-116 Initiierung Energieverbund KielRegion
  • E-117 Lastgangmanagement in den kommunalen Gebäuden (Fernwärme)
 

 


Zu den weiteren Handlungsbereichen

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