Fernwärme ist eine Multitechnologielösung, die derzeit zu wenig genutzt wird, damit Europa die kurzfristigen Dekarbonisierungsziele kostengünstig erreichen kann, wie aus einer heute vom Technologiekonzern Wärtsilä veröffentlichten neuen Studie hervorgeht.

(WK-intern) – Im Jahr 2021 deckte Fernwärme nur 11 % des Wärmebedarfs europäischer Haushalte.

Die vom Wirtschaftsberatungsunternehmen Compass Lexecon durchgeführte Studie zeigt, dass die Modernisierung dieses Sektors die CO2-Emissionen der EU senken und die Nutzung erneuerbarer Energien durch die Abkehr von unflexiblen Kohlekraftwerken erheblich steigern könnte.

Die Ergebnisse unterstreichen das erhebliche Potenzial der Integration von Fernwärme- und Stromsystemen (auch als Sektorkopplung bekannt), um sowohl Wärme als auch Strom zu dekarbonisieren und gleichzeitig Einsparungen zu erzielen. Die unflexible Kohleverstromung und -wärmeerzeugung verursachten im Jahr 2022 zusammen fast 450 Millionen Tonnen CO2-Emissionen – fast 60 % der Emissionen des Sektors.

Die Studie identifiziert und analysiert verschiedene Einnahmequellen für die Kraft-Wärme-Kopplung (insbesondere KWK-Motoren) mit Gas und untersucht den relevanten europäischen Regulierungsrahmen und zukünftige Trends, die diese Einnahmequellen beeinflussen. Sie enthält auch länderspezifische Fallstudien mit Einblicken in nationale Regulierungs- und Marktumgebungen.

„Fernwärme hat in Europa ungenutztes Potenzial, ein profitabler Weg zur Netto-Null zu sein“, sagt Igor Petryk, Market Development Director bei Wärtsilä Energy. „Es geht um mehr als nur das Heizen von Häusern – es geht darum, das Wachstum erneuerbarer Energien zu ermöglichen, Flexibilität zu bieten und eine tragfähige Lösung für kohleabhängige Länder zu schaffen, die auf sauberere Energie umsteigen.“

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass flexible Fernwärmetechnologien wie KWK-Motoren zur Integration der zunehmenden Versorgung mit erneuerbarer Energie und zur Beschleunigung des Ausstiegs aus fossilen Brennstoffen beitragen können. In Polen zeigt eine kürzlich veröffentlichte Modellrechnung von Wärtsilä, dass das Land durch die Integration von Fernwärme- und Stromsystemen im nächsten Jahrzehnt 3,8 Milliarden Euro einsparen und die jährlichen CO2-Emissionen in seinem von Kohle dominierten Stromsektor bis 2032 um 57 % senken könnte. In der Modellrechnung erweisen sich KWK-Motoren und Wärmepumpen als die wichtigsten Faktoren für eine effiziente Integration der wachsenden Kapazitäten Polens im Bereich erneuerbarer Energiequellen (RES).

Igor Petryk fügt hinzu: „Kraft-Wärme-Kopplungsmotoren und flexible Technologien wie Wärmepumpen optimieren die Energienutzung. Sie wählen dynamisch zwischen Wärme- und Stromerzeugungstechnologien aus, um sich an die Marktpreise anzupassen und so den wirtschaftlichen Ertrag zu maximieren. Wenn beispielsweise erneuerbare Energie im Überfluss vorhanden ist, absorbieren Wärmepumpen und Elektrokessel die zusätzliche Energie. Wenn Sonne und Wind schwach sind, produzieren diese Motoren Wärme für die Städte und Strom für das Netz. Dieses wechselseitige Gleichgewicht sorgt für eine zuverlässige Energieversorgung.“

Die Studie hebt außerdem die Flexibilität der KWK-Motortechnologie im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinen hervor, die es ermöglicht, effizienter auf schwankende Stromversorgung und volatile Preise zu reagieren. Dieser Vorteil wurde in Fallstudien weltweit beobachtet, in denen von Netzbetreibern beschaffte Flexibilitäten innerhalb von nur 5 Minuten oder weniger bereitgestellt werden müssen. Die Fähigkeit, eine solche kurzfristige Flexibilität bereitzustellen, kann eine erhebliche Einnahmequelle für KWK-Motoren darstellen und so die Heizkosten senken und gleichzeitig die Stabilität des Stromsystems verbessern.

Die Fallstudien in Dänemark, Ungarn, der Tschechischen Republik und Polen, bei denen es sich allesamt um bestehende Fernwärmeprojekte handelt, bestätigen, dass Investitionen in flexible Technologien wie KWK-Motoren machbar und zukunftssicher sind. Während sich Fernwärmesysteme in ganz Europa weiterentwickeln, zeigt die Fallstudie aus Skagen in Dänemark, wie die KWK-Motorentechnologie selbst in Netzen mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energie eine Schlüsselrolle spielt. Unterdessen demonstriert Zuglo in Ungarn die Vielseitigkeit von KWK-Motoren, die in Fernwärmesystemen eingesetzt werden, um Strom und Netzstabilität bereitzustellen.

Staatliche Unterstützung wurde als entscheidender Faktor für die Modernisierung und Dekarbonisierung von Fernwärmesystemen identifiziert. In der Tschechischen Republik haben gezielte, an den EU-Zielen ausgerichtete Subventionen die Einführung von KWK-Motoren beschleunigt und Investitionen angekurbelt. In Ungarn fördert der Markt für Nebendienstleistungen Investitionen in KWK-Motoren, unterstützt die stärkere Nutzung erneuerbarer Energien und senkt die CO2-Emissionen.

Während Europa sich weiterhin auf die Dekarbonisierung seiner Energiesysteme konzentriert, zeichnet sich Fernwärme als robuste, flexible Multitechnologielösung aus, um sowohl den Klimawandel als auch die Herausforderungen der Energieeffizienz anzugehen. Während Vorschriften der Europäischen Union (EU) wie die Energieeffizienzrichtlinie den Rahmen für die Dekarbonisierung setzen, indem sie den Übergang zu erneuerbaren und kohlenstoffarmen Energiequellen fördern, bleiben nationale Richtlinien und Umsetzungen der EU-Richtlinie von entscheidender Bedeutung für die Schaffung der regulatorischen Rahmenbedingungen, die Investitionen in Fernwärme unterstützen.

District heating: the key to affordable and flexible decarbonised energy, says new study

District heating is a multi-technology solution which is currently underutilised for Europe to meet near-term decarbonisation goals affordably, highlights a new study released by technology group Wärtsilä today. In 2021, district heating supplied just 11% of Europe’s households’ heating demand. The study, conducted by economic consulting firm Compass Lexecon, shows that modernising this sector could cut EU carbon emissions and scale renewable energy use significantly by transitioning away from inflexible coal-fired systems.

The findings highlight the significant potential of integrating district heating and power systems (also known as sector coupling) to decarbonise both heat and electricity while delivering savings. Inflexible coal power and heat generation together in 2022 accounted for almost 450 million tons of CO2 emissions – almost 60% of the sector’s emissions.

The study identifies and analyses various revenue streams for combined heat and power generation (particularly CHP engines) using gas and examines relevant European regulatory framework and future trends affecting these revenue streams. It also includes country-specific case studies with insights into national regulatory and market environments.

“District heating has untapped potential in Europe to be a profitable pathway to net zero,” says Igor Petryk, Market Development Director at Wärtsilä Energy. “It is more than just heating homes – it is about enabling renewable energy growth, offering flexibility, and creating a viable solution for coal-dependent countries transitioning to cleaner energy.”

The findings suggest that flexible district heating technologies, such as CHP engines, can contribute to the integration of increasing renewable energy supply and accelerating the phasing out of fossil fuels. In Poland, recently published Wärtsilä’s modelling shows that by integrating district heating and power systems the country could save €3.8 billion over the next decade, reducing annual CO2 emissions in its coal-dominated power sector by 57% by 2032. In the modelling, CHP engines and heat pumps emerge as the key facilitators for efficiently integrating Poland’s expanding Renewable Energy Sources (RES) capacity.

Igor Petryk adds: “Combined heat and power engines and flexible technology like heat pumps optimise energy use. They dynamically select between heat and power production technologies to adapt to market prices, maximising economic returns. For example, when renewable energy is abundant, heat pumps and electric boilers absorb the extra energy. When solar and wind are low, these engines produce heat for cities and power for the grid. This two-way balance keeps energy supply reliable.”

The study further highlights the flexibility of the CHP engine technology compared to traditional gas turbines, allowing it to react more efficiently to fluctuating electricity supply and volatile prices. This advantage has been observed in case studies globally, where flexibilities procured by grid operators need to be made available within only 5 minutes or less. The ability to provide such short-term flexibility can provide a significant revenue stream for CHP engines, thereby reducing heat costs while also improving power system stability.

The case studies in Denmark, Hungary, Czech Republic and Poland, which are all existing district heating projects, confirm that investment into flexible technologies such as CHP Engines is feasible and future-proof. As district heating systems evolve across Europe, the Skagen case study in Denmark shows how CHP engine technology plays a key role even in grids with high renewable generation shares. Meanwhile, Zuglo in Hungary demonstrates the versatility of CHP engines deployed in district heating systems in providing electricity and grid stability.

Government support has been identified as a critical enabler for modernising and decarbonising district heating systems. In the Czech Republic, targeted subsidies aligned with EU goals have sped up CHP engine adoption and boosted investments. In Hungary, the ancillary services market encourages CHP engine investments, supporting greater use of renewables and lowering carbon emissions.

As Europe continues to focus on decarbonising its energy systems, district heating stands out as a robust, flexible multi-technology solution to address both climate change and energy efficiency challenges. While European Union (EU) regulations, such as the Energy Efficiency Directive, set the framework for decarbonisation by promoting the shift to renewable and low-carbon energy sources, national policies and transpositions of EU policy remain crucial in creating the regulatory frameworks that support investments into district heating.

With the right policy frameworks and technology investments, district heating can play a pivotal role in ensuring a sustainable and affordable energy future.

Gerald Aue, Vice President, Compass Lexecon concludes: „Our study shows that efficient CHP engines can play an important role in contributing to the mitigation of climate change by replacing coal. This is also acknowledged by the fact that these engines can fulfil the criteria of the EU Taxonomy for sustainable activities under certain conditions.”

PR: Wärtsilä Corporation

PB: Fernwärme ist der Schlüssel zu erschwinglicher und flexibler dekarbonisierter Energie, so eine neue Studie von Wärtsilä