Neue Geschäftsmodelle für den Betrieb von Fernwärmenetzen
für die erfolgreiche Transformation von alten Fernwärmeinfrastrukturen hin zu innovativen Fernwärmesystemen sind nicht nur die technischen Aspekte entscheidend. Wichtig ist auch, dass die Systeme wirtschaftlich betrieben werden können. Niedrige und verlässliche Preise für die Kunden sind dabei gerade mit den jüngsten dynamischen Entwicklungen in der Energiewirtschaft besonders hervorzuheben. In der 25. Ausgabe unseres Research Newsletter möchten wir daher die wesentlichen Aussagen von zwei Artikeln zusammenfassen, welche sich damit beschäftigen, wie notwendige Veränderungen in Wärmenetzen mit neuen Geschäftsmodellen unterstützt werden können.
Der Artikel Developing innovative business models for reducing return temperatures in district heating systems: Approach and first results von P. Leoni et al. untersucht, wie Temperaturabsenkungen in bestehenden Fernwärmenetzen wirtschaftlich umgesetzt werden können. Dabei konzentriert sie sich die Untersuchung vor allem wie die Rücklauftemperaturen der Abnehmer gesenkt werden können. P. Leoni et al. erarbeiten drei Lösungsansätze: (1) Kundinnen und Kunden stärker auf die Vermeidung von Betriebsfehlern und die Bedeutung von Temperaturabsenkungen aufmerksam machen, (2) in Fehlererkennung und Optimierungen investieren (mit strategischen Partnerschaften und Crowd-Funding) und (3) Spezielle Verträge für Energieeinsparungen zu gestalten, bei denen insbesondere die Mieterinnen und Mieter profitieren.
In dem Artikel Contracts, Business Models and Barriers to Investing in Low Temperature District Heating Projectsuntersuchen K. Lygnerud et al. insbesondere die Hindernisse die aktuell bestehen, um Abwärme in Fernwärmesystemen zu nutzen. Dazu werden auch die Herausforderungen in der Vertragsgestaltung identifiziert und diskutiert. Eine große Herausforderung ist, dass unterschiedliche Parteien mit unterschiedlichen Interessen in Projekte zur Abwärmenutzung involviert sind.
Beiden Untersuchungen nutzen eine Stakeholder Analyse als Methodik. Dabei werden Betreiber, Kundinnen und Kunden, Investoren aber auch politische Entscheidungsträger von Fernwärmenetzen zu aktuellen technischen als auch wirtschaftlichen Hemmnisse befragt. Eine Stakeholder Analyse ist besonders wichtig bei der Entwicklung von neuen Geschäftsmodellen, damit verstanden wird, welche Maßnahmen bereits umgesetzt, oder warum bestimmte Maßnahmen noch nicht ergriffen wurden.
Geschäftsmodelle zur Kundenseitigen Absenkung der Rücklauftemperaturen
P. Leoni et al. konzentrieren sich in ihrer Arbeit auf die Absenkung der sekundärseitigen Rücklauftemperaturen. Die aufwändige Stakeholder Analyse stellt heraus, dass die folgenden Fehler häufig zu hohen Rücklauftemperaturen führen. Ein sehr häufiger Fehler ist die falsche oder suboptimale Auslegung der Wärmeübergabe in den Gebäuden. Das können zum Beispiel kleine Radiatoren, falsche Ventile, falsche Bypässe oder die falsche Positionierung von Sensoren sein. Ein weiteres Problem ist der ineffiziente Betrieb der Sekundärseiten. Oft fehlen passende Heizkurven für den Vorlauf oder die Regelung ist gänzlich ausgeschaltet. Auch Fehlverhalten der Kundinnen und Kunden ist ein häufiges Problem (z. B. Heizen bei offenem Fenster oder versperrte Heizkörper). Weitere Fehler sind der Ausfall von Sensoren, Ventilen oder der Regelung. Die beschriebenen Fehler auf der Sekundärseite führen in etwa 89 % der Fälle zu hohen Rücklauftemperaturen, während Fehler auf der Primärseite in nur 11 % der Fälle der Grund sind. Der Artikel schlägt drei mögliche Geschäftsmodelle vor, um diese Fehler in Zukunft zu vermeiden und niedrigere Rücklauftemperaturen in Fernwärmenetzen zu erreichen.
Das erste Geschäftsmodell zielt auf eine starke Kommunikation zwischen den Fernwärmenetzbetreibern und Kundinnen und Kunden. Die Kundinnen und Kunden sollen motiviert und aktiviert werden, Fehler zu erkennen und zu beheben. Dazu können die Betreiber einerseits auf Eigeninitiative der Anschlussnehmer setzen, hierfür ist eine besonders intensive Kommunikation notwendig. Aber auch das Angebot für regelmäßige Inspektionen der Sekundärseite durch den Fernwärmenetzbetreiber sind mögliche Maßnahmen für dieses Geschäftsmodell. Kleinere Reparaturen mit hoher Wirkung können dabei kostenlos angeboten werden. Besonderes Augenmerk müssen die Betreiber darauf legen, den Mehrwert für die Kundinnen und Kunden zu kommunizieren. Hierbei können Energieeinsparungen und gesteigerte Komfort in den Wohnungen zwei wichtige Argumente sein. Aber auch der Aspekt der Nachhaltigkeit wird bei den Kundinnen und Kunden immer wichtiger.
Für die Behebung von allen Fehlern reichen die oben aufgeführten Maßnahmen oft nicht aus. Vielmehr sind größere Investitionen in die Infrastruktur und in moderne Monitoringsysteme notwendig. Diese Systeme sind mit Investitionen verbunden. Die Arbeit von P. Leoni et al. schlägt vor, dass diese Investitionen durch Fremdkapital unterstützt werden. Dabei sollen vor allem Investoren berücksichtigt werden, die auf langfristige Investitionen abzielen. Besonders vielversprechend wird die Möglichkeit von Crowd-Funding erachtet, bei der die Kundinnen und Kunden selbst in den Ausbau und die Transformation des Fernwärmenetzes investieren können und so langfristig davon profitieren. Neben Crowd-Funding wird die Möglichkeit von strategischen Partnerschaften aufgeführt. Dies sollten Partner sein, die ein Interesse an niedrigen Netztemperaturen haben, um wiederum selbst davon monetär zu profitieren. Als Beispiel nennen P. Leoni et al. Abwärmelieferanten mit niedrigen Temperaturniveau (Rechenzentren, Industrie, etc.). Aber auch Hersteller von Gebäudetechnik mit niedrigen Vorlauftemperaturen können interessante Investoren sein.
Als dritte Möglichkeit für neue Geschäftsmodelle werden spezielle Verträge aufgeführt, bei denen die Mieterinnen und Mieter direkt an der Investition verdienen. Als Beispiel könnten Investitionen in die Optimierung der Sekundärseite anteilig von Vermieter/in und Mieter/in übernommen werden und dafür spezielle Verträge durch den Fernwärmenetzbetreiber angeboten werden, bei denen die Mieterinnen und Mieter direkt von der Optimierung profitieren.
Geschäftsmodelle zur Einbindung von Abwärme in Fernwärmenetzen
Die Arbeit von K. Lygnerud et al. fokussiert die Nutzung von Abwärme in Fernwärmenetzen. Aus der Stakeholder Analyse konnten folgende Hürden zur Einbindung von Abwärme in Fernwärmenetzen identifiziert werden. Besonders hinderlich sind erst wenige Demonstrationen mit Großwärmepumpen und der damit einhergehenden relativ niedrigen industrialisierten Fertigung dieser Systeme. Auch die hohen Investitionen und damit verbundenen langen Amortisationszeiten sind mit der geringen Verfügbarkeit der Systeme verbunden. Interessanterweise zeigt die Stakeholder Analyse, dass bestehende Incentivierungen für erneuerbare Energien (z. B. Solar) oder Kraft-Wärme-Kopplung die Einbindung von Abwärme hindern. Hierbei ist zu beachten, dass es sich um eine europäische Studie handelt. Mit Hinblick auf das BEW wird in Deutschland die Einbindung von Abwärme ebenfalls gefördert. Ein wichtiger Punkt den K. Lygnerud et al. aufgreifen ist, dass es bisher wenige gesetzliche Regelungen und auch keine standardisierten Verträge zur Abwärmenutzung existieren. In umgesetzten Projekten sind oft lange Planungszeiten für diese Themen notwendig. Weitere Herausforderungen sind die monetäre Bewertung von Abwärme und die Unsicherheit in Bezug auf die langfristige Verfügbarkeit dieser Abwärme.
Ein besonders wichtiger Punkt zur Lösung der Herausforderungen ist laut K. Lygnerud et al. die Vertragsgestaltung zur Nutzung von Abwärme. Die Stakeholder Analyse stellt heraus, dass es wichtig ist, dass beide Parteien von einem langfristigen Betrieb der Abwärmenutzung profitieren müssen. Dafür ist es zum Beispiel wichtig, dass Details zur Abwärme genau festgehalten und zugesicherte werden. Diese können neben der Wärmeleistung und Verfügbarkeit auch die Temperaturen beinhalten, auch eine zeitlich abhängige Vergütung (z. B. Unterschiedliche Tarife für Sommer und Winter) sollte detailliert beschrieben werden. Es wird hervorgehoben, dass im Vertrag die Liefergrenzen so gestaltet, werden müssen, dass beide Parteien sich auf ihr Kerngeschäft fokussieren können. So sollte der Abwärme Lieferant keine Verantwortung für den sicheren Betrieb des Fernwärmenetzes haben, umgekehrt ist der Fernwärmebetreiber nicht für die Prozesssicherheit verantwortlich.
Weitere Informationen
Beide Artikel empfehlen wir in voller Länge, beide sind frei unter https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.116963 bzw. https://www.mdpi.com/2076-3417/9/15/3142 frei verfügbar. Die nächste Ausgabe unseres Newsletters erscheint am 7. Dezember 2022. Bis dahin folgen Sie uns gerne auf LinkedIn wo wir kleinere Anwendungsbeispiele und Informationen mit Ihnen teilen.
