Zukunftsorientierte Nah- und Fernwärme in Köln

Die Oberbürgermeisterin 
Dezernat, Dienststelle 
II/20/201/2 
 
Vorlagen-Nummer  16.01.18 
 0183/2018 
Beantwortung einer Anfrage nach § 4 der Geschäftsordnung 
öffentlicher Teil 
Gremium Datum 
Ausschuss für Umwelt und Grün 18.01.2018 
 
Zukunftsorientierte Nah- und Fernwärme in Köln 
hier: Anfrage der Fraktion DIE LINKE im Rat der Stadt Köln (AN/0002/2018) vom 04.01.2018 
 
Vor dem Hintergrund des im  Dezember 2015 beim Pariser Klimagipfel beschlossenen, von der 
Bundesrepublik Deutschland unterzeichneten Abkommens zur Begrenzung der Erderwärmung auf 
1,5 Grad bittet die Fraktion DIE LINKE zur Thematik „Zukunftsorientierte Nah - und Fernwärme in 
Köln“ um Beantwortung folgender Fragen im Ausschuss für Umwelt und Grün am 18.01.2018: 
 
1. Werden die Kraft -Wärme gekoppelten Heizkraftwerke der Rheinenergie derzeit vorrangig 
strom- oder wärmegeführt betrieben? 
 
2. Wird es im Zuge eines zunehmenden Anteils volatiler Pri märenergieträger möglich sein 
die Heizkraftwerke stromgeführt zu betreiben? 
 
3. Gibt es Pläne bzw. sieht die Verwaltung die Möglichkeit, die Fernwärmenetze der 
Rheinenergie zusätzlich mit elektrischen Widerstandsheizern und Wärmepumpen, zur 
Nutzung „überschüssigen Stroms“ auszustatten? Wenn ja, wie sehen diese aus? 
 
4. Welche Kapazitäten zur Wärmespeicherung sind vorhanden und auf welches Niveau 
sollen sie bis zum Jahr 2040 ausgebaut werden? 
 
5. Unter welchen Bedingungen ist nach Ansicht der Verwaltung, ein weiterer  Ausbau 
„klassischer“, mittels Heizkraftwerke betriebener Fernwärmenetze überhaupt noch 
ökologisch sinnvoll und wie begründet die Verwaltung ihre Auffassung? 
 
 
Die Verwaltung hat hierzu die RheinEnergie AG um Beantwortung gebeten. Die Antwort der 
RheinEnergie AG lautet wie folgt:  
 
„Zu 1.: 
 
Der Betrieb der Heizkraftwerke der RheinEnergie orientiert sich zunächst an der Wärmelast bzw. an 
der Wärme- bzw. Dampfnachfrage der Kunden. Sofern darüber hinaus zusätzliche Deckungsbeiträge 
(Differenz aus Strompreiserlösen und variablen Kosten für die Stromerzeugung, d. h. im 
Wesentlichen Brennstoff und CO 2-Emissionszertifikate) am Strommarkt erzielt werden können, so 
werden diese Erlöspotenziale durch eine entsprechende Anpassung der Fahrweise der 
Heizkraftwerke genutzt. Da dies überwiegend in Stunden mit knapperen Stromangebot (= hohe 
Strompreise) erfolgt, ist dies ein aktiver Beitrag zur Systemsicherheit der elektrischen 
Energieversorgung in Deutschland, etwa bei aufkommenden „Dunkelflauten“.

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Zu 2.: 
 
Durch das zunehmende und volatilere Stromangebot aus Sonne und Wind sind die Anforderungen an 
den Betrieb der Heizkraftwerke gestiegen. Die RheinEnergie AG wird diesen Anforderungen an allen 
Standorten gerecht. Die aktuell prominenteste Maßnahme ist die in 2 016 in Betrieb gegangene KWK-
Anlage Niehl 3. Diese ist mit ihrer hochflexiblen Fahrweise in der Lage, auf volatile Strompreise und 
Wärmenachfrage zu reagieren. Dies begründet sich in den hohen Leistungsgradienten (innerhalb 
weniger Minuten ist die Leistung um mehrere Hundert Megawatt variabel) der Anlage, der Möglichkeit 
einer Leistungsabsenkung auf ein Minimum von ca. 17% der Nennlast und dem zur Verfügung 
stehenden Wärmespeicher am Kraftwerksstandort (ca. 25.000 m3).  
Die zunehmenden Anforderungen (aus de r wachsenden volatilen PV - und Windeinspeisung) an eine 
effiziente KWK -Wärmeversorgung hat mittlerweile auch Einzug bei diversen Positionierungen von 
politischen Parteien gefunden. Ein deutliches Beispiel findet sich etwa hier:  
https://www.linksfraktion.de/themen/a-z/detailansicht/kraft-waerme-kopplung-kwk/).  
In diesem Beispiel ist auch positiv der relevante Beitrag hocheffizienter KWK in Ballungszentren 
gewürdigt und auch ihre Bedeutsamkeit für die Energiewende erläutert. Diese Darstellung spiegelt 
exakt die auch von uns vorgebrachten Argumente. 
 
Zu 3.: 
 
Mit dem Auftreten einer höheren Anzahl von negativen Strompreisen hat die RheinEnergie im Jahre 
2012 erste wirtschaftliche Überlegungen und Abschätzungen hinsichtlich der Integration von 
elektrischen Widerstandsheizern (i. F. Power -to-Heat bzw. PtH) in das Fernwärmenetz 
vorgenommen. Dabei hat das städtische Unternehmen folgende Erkenntnisse gewonnen:  
 
 Die Anzahl der Stunden mit niedrigen bzw. negativen Strompreisen war für eine auskömmliche 
Wirtschaftlichkeit von PtH-Anlagen bei Weitem nicht ausreichend.  
 Die Belastung des aus dem Netz der allg. Versorgung entnommenen Stroms mit Umlagen und 
Abgaben „verteuerte“ die niedrigen bzw. negativen Strompreise in einem Maße, dass der Betrieb 
einer PtH-Anlage nur in wenigen Stunden im Jahr sinnvoll war. 
 Positive wirtschaftliche Beiträge waren zur damaligen Zeit jedoch aus der Vermarktung negativer 
Regelenergie (Zuschaltung von Leistung) gegeben.  
 
Insgesamt führten diese Rahmenbedingungen dazu, dass in den Jahren ca. 2013 bis 2015 im 
erheblichen Umfang PtH -Projekte umgesetzt wurden, die ihre positive Wirtsc haftlichkeit im 
Wesentlichen aus der Vermarktung negativer Regelenergie darstellen konnten. Mit dem deutlichen 
Verfall der Preise für negative Regelenergie stoppte diese Entwicklung abrupt, und viele Projekte 
klagen nun im Anschluss über eine mangelnde Wirtschaftlichkeit.  
 
Die RheinEnergie hat die wirtschaftlichen Optionen und den Markt für den Einsatz von PtH-Anlagen in 
den letzten Jahren ausführlich beobachtet und in 2016/2017 eine erneute 
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vorgenommen, mit dem Ergebnis, das s aufgrund der gestiegenen 
Abgaben und Umlagen sowie den weiter gefallenen Preisen für negative Regelenergie keine positive 
Rendite für eine PtH -Projekte gegeben ist. Der Markt und die Rahmenbedingungen werden jedoch 
weiterhin aktiv beobachtet.  
 
Aufgrund ihrer Effizienz (durch die Nutzung der Umgebungswärme) bieten grundsätzlich auch große 
Wärmepumpen Potenziale für die Bereitstellung von EE -Wärme in Fernwärmenetzen. Diese 
Potenziale werden jedoch weitestgehend durch die relativ hohen Investitionen (bspw. in Relation zu 
PtH-Anlagen) wieder zunichtegemacht.   Auch das zu erreichende Temperaturniveau in den 
Fernwärmenetzen mindert die Effizienz (bzw. die Arbeitszahl) einer Großwärmepumpe. 
 
Zu 4.: 
 
RheinEnergie betreibt bereits seit 1995 im größten Fernwärmenet z „Innenstadt/Deutz“ einen 
Wärmespeicher mit einem Volumen von 25.000 m³. Dies entspricht dem Volumen von rd. 315.000 
Thermenspeichern in durchschn. Etagenwohnungen oder 185.000 Thermenspeichern in durchschn.

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Einfamilienhäusern. Die Kapazität umfasst rd. 7 50 MWh Fernwärme. Mit dieser Kapazität können 
rechnerisch ca. 8.500 Haushalte einen durchschn. Wintertag oder 34.000 Haushalte an einem 
durchschn. Sommertag versorgt werden (jeweils ohne weitere Wärmezufuhr). 
Sofern die technischen und wirtschaftlichen Rah menbedingungen stimmen oder es aus anderen 
Gründen erforderlich sein wird, wird RheinEnergie - unter rationellen und ökonomischen 
Gesichtspunkten - in den Ausbau weiterer Speicherkapazitäten investieren. Dies gilt sowohl im 
Bereich der Groß-KWK als auch im Bereich der kleineren BHKW. 
 
Zu 5.: 
 
Grundsätzlich bietet die Wärmebereitstellung in Ballungsgebieten mittels Fernwärme aus 
Heizkraftwerken – zzgl. auch Nahwärme i. V. m. BHKW - viele ökologische Vorteile gegenüber 
anderen Wärmeversorgungsoptionen. Diese Vorteile sind dann besonders hoch, wen n die 
Wärmeerzeugung durch hocheffiziente KWK-Anlagen und den Brennstoff Erdgas erfolgt.  
 
 Die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme führt dazu, dass der Einsatz wertvoller 
Primärenergie möglichst geringgehalten wird. Je umweltschonender die Erzeugun g von Strom 
und Wärme erfolgt, desto niedriger ist der Einsatz der Primärenergie sowie der damit verbundene 
Primärenergiefaktor. Bspw. ist der Primärenergiefaktor für das Innstadtnetz der Stadt Köln gleich 
Null. 
 
 Der effiziente Einsatz von Primärenergie i.  V. m. der Verwendung des Brennstoffes Erdgas führt 
zu niedrigen CO 2-Emissionen, da Erdgas die geringsten spez. CO2 -Emissionen aller fossilen 
Brennstoffe aufweist. Diese Motivation liegt auch dem Ausbau des Kraftwerksstandortes Niehl 
auf Erdgasbasis zugrun de, der im vorletzten Jahr abgeschlossen wurde. Im Vergleich zu der 
sonst (weiterhin notwendigen) getrennten Erzeugung von Strom und Wärme werden durch die 
gekoppelte Erzeugung erhebliche Emissionen (auch regional, vor Ort) vermieden. 
 
 Das Erzeugungsprofil von KWK-Anlagen in der allgemeinen Versorgung korrespondiert sehr gut 
mit der Einspeisung aus Erneuerbaren Energien. Durch ihre zusätzlichen Flexibilitätsoptionen im 
Stromsystem kann auch ein wachsender fluktuierender Stromanteil aus Sonne und Wind genutz t 
werden. Bspw. können Power-to-Heat-Konzepte in diesem Zusammenhang die Integration hoher 
fluktuierender EE-Anteile im Strommarkt begünstigen (siehe auch „Prognos-Gutachten 2014“)[1] 
 
 Aufgrund der vorgenannten ökologischen Vorteile bietet die Verwendung v on Fernwärme (auch 
Nahwärme) in Ballungsgebieten für den Neubau und den Bestandsbau den Vorteil, dass 
gesetzlichen Vorgaben erfüllt werden können (z.  B. Einhaltung der Vorgaben der EnEV und / 
oder des EEWärmeG) und dies als eine der preiswertesten Optionen (s. o.g. link). 
 
 Bestandsgebäude mit älteren und zum Teil noch ölbefeuerten Heizungsanlagen lassen sich 
durch den weiteren Ausbau der Fernwärme schnell und effizient modernisieren. Vergleichbare 
Emissionseinsparungen sind in diesem Fall technisch nicht oder nur sehr aufwendig und damit 
unter volkswirtschaftlich deutlich größerem Aufwand realisierbar. 
 
 Emissionssenkende/effizienzsteigernde Maßnahmen, wie der Bau unserer hochmodernen GuD -
KWK-Anlage Niehl 3 oder weitere Optimierungen im Kraftwerkspark, wirk en somit gleichzeitig auf 
mehrere Tausend Haushalte. Die Emissionsvermeidungen ergeben sich zudem direkt regional 
vor Ort in Köln. 
 
                                                 
[1] Potenzial- und Kosten-Nutzen-Analyse zu den Einsatzmöglichkeiten von Kraft-Wärme-Kopplung (Umsetzung der EU-
Energieeffizienzrichtlinie) sowie Evaluierung des KWKG im Jahr 2014, Prognos AG / Fraunhofer IFAM / IRRES / BHKW -Consult, 01. 
Oktober 2014

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Die Vorteile der Wärmebereitstellung hocheffiziente KWK -Anlagen auf Erdgasbasis erhöhen sich mit 
zunehmender Anschlussdichte . Deshalb bietet die Stadt Köln als wachsendes Ballungszentrum mit 
steigenden Einwohnerzahlen ideale Bedingungen für derartige Versorgungskonzepte.  
Wärmenetze sind in Bezug auf die Quelle für die eingespeiste Wärme äußerst flexibel und 
zukunftsfähig. Sie lassen sich mühelos durch Wärme auf Basis synthetischer Gase speisen (etwa 
Wasserstoff oder Power -to-Gas). Auch der Thinktank „Agora Energiewende“ hat, vertreten durch 
seinen Geschäftsführer (Herr Graichen) bei einer Veranstaltung Anfang Dezember 2017 in B erlin, 
Wärmenetze öffentlich als flexible und zukunftsfähige Lösungen für Ballungsräume bezeichnet. 
 
Wir würden es begrüßen, wenn der Ausbau der KWK sowie der Fern - und Nahwärmenetze allgemein 
aufgrund der zuvor genannten Vorteile auch seitens der Politik weiter unterstützt wird.“

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Anlage 
 
1)    Zentrale KWK-Anlagen und Fernwärmenetze im Stadtgebiet Köln 
 
 
 
 
 
2)    Dezentrale KWK-Anlagen im Stadtgebiet Köln 
 
 
Kenndaten zum 31.12.2016