Dekarbonisierung
Dekarbonisierung, auch Entkarbonisierung genannt, beschreibt den schrittweisen Abbau von Kohlenstoffdioxid- und Treibhausgasemissionen in Wirtschaft und Gesellschaft. Im Kern geht es darum, fossile Energieträger wie Kohle, Erdgas und Öl durch erneuerbare und kohlenstofffreie Energiequellen zu ersetzen. Dazu zählen unter anderem Windkraft, Solarenergie, Geothermie, Biomasse und grüner Wasserstoff.
Ziel der Dekarbonisierung ist es, den Ausstoß klimaschädlicher Gase dauerhaft zu reduzieren und langfristig ganz zu vermeiden. Sie ist ein zentraler Bestandteil der Energiewende und notwendig, um die im Pariser Klimaabkommen festgelegten Klimaziele zu erreichen. Für Deutschland ist die vollständige Klimaneutralität aller Energiesysteme bis 2045 gesetzlich festgelegt.
Dekarbonisierung kurz erklärt
- Umstellung von fossilen auf erneuerbare Energieträger zur Reduktion von CO₂-Emissionen.
- Zentrales Ziel: Klimaneutralität aller Sektoren bis 2045 (Deutschland).
- Im Wärmesektor: gesetzliche Pflicht 2030 (30% erneuerbar), 2040 (80%), 2045 (100%).
- Schlüsseltechnologien: Wärmepumpen, Solarthermie, Geothermie, Wasserstoff, Abwärmenutzung.
- Sektorenkopplung: Verbindung Strom- und Wärmenetze für optimale Flexibilität.
Rechtliche Rahmenbedingungen in Deutschland
Mit dem Wärmeplanungsgesetz (WPG), das seit dem 1. Januar 2024 gilt, wurde ein verbindlicher Rahmen für die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung geschaffen. Bundesländer sind verpflichtet, kommunale Wärmepläne erstellen zu lassen. Diese Pläne legen fest, wie die Wärmeversorgung künftig klimaneutral organisiert werden soll und ob Gebiete über Fernwärme, dezentrale Wärmepumpen oder klimaneutrale Gase versorgt werden.
Für Fernwärmenetze gelten verbindliche Zwischenziele:
- bis 2030: mindestens 30 Prozent erneuerbare Energien oder Abwärme
- bis 2040: mindestens 80 Prozent
- bis 2045: vollständige Versorgung aus erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme
Neue Wärmenetze müssen bereits seit März 2025 einen Mindestanteil von 65 Prozent erneuerbarer Wärme erfüllen.
Wie erfolgt die Dekarbonisierung des Wärmesektors?
Die Dekarbonisierung erfolgt über einen Mix verschiedener Technologien, die kombiniert eingesetzt werden.
Großwärmepumpen
Sie nutzen Abwärme aus Industrie, Infrastruktur oder Umweltquellen und heben diese auf ein nutzbares Temperaturniveau für Wärmenetze. Sie arbeiten effizient und verursachen keine lokalen Schadstoffemissionen.
Solarthermie und solare Wärmenetze
Großflächige Kollektoranlagen erzeugen Wärme direkt aus Sonnenenergie und speisen diese in Wärmenetze ein. Sie liefern kostengünstige, planbare Wärme und eignen sich besonders für den Sommerbetrieb.
Geothermie
Tiefengeothermie nutzt die konstante Erdwärme und liefert grundlastfähige Wärme unabhängig von Wetter und Tageszeit. Ihre Nutzung ist stark von regionalen geologischen Bedingungen abhängig.
Wasserstoff
Fossilfreier Wasserstoff kann langfristig Erdgas in bestehenden Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen ersetzen. Die Infrastruktur bleibt erhalten, der Brennstoff wird ausgetauscht. Verfügbarkeit und Zeitpläne sind derzeit jedoch noch unsicher.
Power-to-Heat und Sektorkopplung
Überschüssiger Strom aus Wind- und Solaranlagen wird direkt zur Wärmeerzeugung genutzt. Wärmespeicher übernehmen dabei eine wichtige Pufferfunktion und erhöhen die Flexibilität des Gesamtsystems.
Abwärmenutzung
Unvermeidbare Abwärme aus Industrie und Gewerbe wird in Wärmenetze integriert, statt ungenutzt an die Umwelt abgegeben zu werden.
Nachhaltige Biomasse
Biomasse kann ergänzend eingesetzt werden, ist jedoch begrenzt verfügbar und wird daher meist auf einen begrenzten Anteil im Technologiemix beschränkt.
Herausforderungen der Dekarbonisierung
- Unklare Verfügbarkeit und Kosten von Wasserstoff
- Regionale Unterschiede bei Geothermie- und Abwärmepotenzialen
- Hohe Investitionskosten und lange Planungszeiten
- Balance zwischen Klimaschutz, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit
- Technische und organisatorische Komplexität der Umstellung