Regenerative Energiequellen in München
Hier finden Sie einen Überblick über erneuerbare Energiequellen, die im Stadtgebiet München möglich sind und teilweise schon genutzt werden.
Solarenergie
Windenergie
Seit 1999 steht auf dem Fröttmaninger Müllberg die erste "große" Windkraftanlage. Sie hat eine Nennleistung von 1,5 Megawatt und erzeugt jährlich rund 1,6 Millionen Kilowattstunden Strom. Das entspricht dem Stromverbrauch von etwas mehr als 900 Münchner Durchschnittshaushalten.
2020 ist das zweite Windrad auf der Deponie Nord-West in Freimann in Betrieb genommen worden. Mit einer Nennleistung von 3,5 Megawatt erzeugt dieses Windrad wesentlich mehr Strom als das erste, insgesamt sieben Millionen Kilowattstunden.
Mit den beiden freistehenden großen Windkraftanlagen der Stadtwerke München auf dem Müllberg und auf dem Gebiet der Deponie Nordwest ist das Potenzial für große Windkraftanlagen im Stadtgebiet weitgehend ausgeschöpft.
Wie steht es aber um das Potenzial wesentlich kleinerer Windkraftanlagen - den "Kleinwindenergieanlagen" (KWEA) auf Gebäuden?
Die vom Referat für Klima- und Umweltschutz beauftragte Studie gibt zunächst einen Einblick in den Stand der Technik und beleuchtet unterschiedliche Voraussetzungen, die für die Installation von KWEAs erfüllt werden müssen. Ebenso werden Beispiele für realisierte Anlagen im In- und Ausland kurz dargestellt.
Mit Hilfe einer Auswertung lokaler Wind-, Gebäude- und Flächennutzungsdaten sowie beispielhafter Anlageneigenschaften wurde anschließend in einem Geoinformationssystem das stadtweite Ertragspotenzial für KWEAs abgeschätzt. Konkrete Dach- und Freiflächenstandorte für KWEAs sind nun auch in einer interaktiven Karte im Geoportal der Landeshauptstadt München dargestellt.
Zu den zentralen Erkenntnissen der Studie zählt auch, dass das aktuelle Potenzial für wirtschaftliche und genehmigungsfähige Anlagen im Münchner Stadtgebiet eher gering ist und der Ausbau bewährter Technologien zur erneuerbarer Energieversorgung wie Photovoltaik empfehlenswerter erscheint. Der ergänzende Einsatz von KWEA im Rahmen der Weiterentwicklung von Gewerbegebieten und auf einzelnen höheren Gebäuden ist dennoch vorstellbar.
Es muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass im Rahmen der Studie statische Eigenschaften einzelner Gebäude, lokale Windverhältnisse, mögliche Einschränkungen aufgrund von Schallemissionen der Anlagen oder das tatsächliche Platzangebot auf den Dächern (zum Beispiel begrenzt durch Dachfenster, Aufbauten) nicht berücksichtigt wurden. Die Schallemissionen der Anlagen sind derzeit ein wesentliches Hindernis bei der Umsetzung.
- Mögliche Standorte für Kleinwindenergieanlagen in München (Link zur Karte im Geoportal)
- Projektbericht Studie "Potenzialstudie Kleinwindkraftanlagen auf Münchner Gebäuden" (PDF)
Oberflächennahe Geothermie
Wenn von „oberflächennaher Geothermie“ die Rede ist, dann ist nicht nur die Nutzung der Erdwärme mit Hilfe von Sonden oder Kollektoren gemeint, sondern gerade auch in München die Nutzung der Grundwasserwärme.
Im Allgemeinen ist die Nutzung von Grundwasser als Wärmequelle effizienter als die Nutzung des Erdreichs und wesentlich effizienter als die Nutzung der Außenluft. Denn wenn die Außenluft in der Heizperiode auf ein- oder zweistellige Minustemperaturen absinkt, weisen Grundwasser und Erdreich in ausreichender Tiefe konstante Temperaturen von acht bis zehn Grad Celsius am Stadtrand beziehungsweise von bis zu 20 Grad im Zentrum auf.
Das Grundwasser als Wärmequelle bietet dabei gegenüber dem Erdreich den Vorteil des besseren Wärmeübergangs an der Entnahmestelle und des geringeren Platzbedarfs. Dies gilt vor allem im Vergleich zu Erdreich-Kollektoren. Weil beim Erdreich der Wärmeübergang schlechter beziehungsweise der Flächenbedarf bei gleicher Entzugsleistung höher ist, wird in der Praxis vorrangig das Grundwasser genutzt, sofern die hydrogeologische Situation das zulässt.
Die Technische Universität München hat im Rahmen des GEPO- und des GRETA-Projekts und in Abstimmung mit dem Referat für Klima- und Umweltschutz verschiedene Karten entwickelt, die die Grundwassersituation für die Wärmenutzung des Grundwassers abbilden. Die Karten enthalten Informationen zum theoretisch verfügbaren, technisch erschließbaren Potenzial im Stadtgebiets.
Bitte beachten Sie, dass diese Karten der Erstinformation und dem Einstieg in die Planung dienen und eine Fachberatung und Fachplanung nicht ersetzen können. Weder die Landeshauptstadt München noch die Technische Universität München können eine Garantie abgeben, dass die modellierten Parameter tatsächlich zutreffen. Auch sind in diesen Karten keine Aussagen über die Wirtschaftlichkeit der Anlagen enthalten.
In München gibt es über 1.000 Wärmepumpen zur Nutzung oberflächennaher Geothermie. Dabei wird das Grundwasser über eine Bohrung bzw. einem "Brunnen" entnommen, durch die Wärmepumpenanlage im Gebäude abgekühlt und über einen zweiten Brunnen („Schluckbrunnen“) an anderer Stelle wieder in die grundwasserführende Schicht eingeleitet.
Allerdings sind stets die geologischen Gegebenheiten zu beachten, insbesondere der (mittlere) Abstand des Grundwassers zur Oberfläche, die Fließrichtung sowie die Fließgeschwindigkeit. Nur die oberflächennahen, grundwasserführenden Schichten des Quartärs dürfen so genutzt werden, nicht die des tieferliegenden Tertiärs.
Das Grundwasser kann auch direkt (ohne Einbindung einer Wärmepumpe) für die Gebäudekühlung verwendet werden, wobei die gleichen Rahmenbedingungen und Einschränkungen zu beachten sind. In diesem Fall wird dem Gebäude Wärme entzogen und dem Wasserstrom zugeführt. Deshalb ist die Wassertemperatur am Schluckbrunnen höher als beim Entnahmebrunnen, wobei der Temperaturunterschied maximal fünf Grad betragen darf. Bei der thermischen Nutzung von Grundwasser bzw. wasserführenden Schichten spricht man auch von "Hydrothermie".
Weiterführende Informationen
Das technische Potenzial zur Nutzung von Wärme aus dem Grundwasser im Münchner Stadtgebiet ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Die Verfügbarkeit und der mögliche Wärmeertrag hängen allerdings stark vom Standort des Gebäudes und der jeweiligen Grundwassersituation ab.
Das oberste Grundwasserstockwerk, das Quartär, hat sich vor allem im innerstädtischen Bereich durch U-Bahn, Kanalisation, Tiefgaragen und Gebäudekühlung erwärmt, so dass regelrechte „Wärmeinseln“ mit Temperaturen bis zu 20 Grad entstanden sind. Gerade hier ist die Wärmeentnahme durch Wärmepumpen besonders effizient. Natürlich ist die Nutzung der Grundwasserwärme auch andernorts möglich, soweit es die Verhältnisse im Untergrund erlauben.
Im Gebäude heben Wärmepumpen das Temperaturniveau des Grundwassers auf die zur Beheizung erforderliche Vorlauftemperatur an. Je kleiner der Abstand zwischen Grundwasser- und Vorlauftemperatur ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Neben hohen Grundwassertemperaturen sind also Flächenheizsysteme (zum Beispiel Fußbodenheizung) mit niedrigeren Vorlauftemperaturen von etwa 35 Grad von Vorteil. Da die Warmwasserbereitung höhere Temperaturen von etwa 65 Grad erforderlich macht, sind Wärmepumpen für diesen Zweck weniger gut geeignet.
Ein Maß für die Effizienz der Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl, die das übers Jahr hinweg erreichte, durchschnittliche Verhältnis von erzeugter Wärmemenge zur eingesetzten Antriebsenergie (Strom oder Gas) darstellt. Für die Jahresarbeitszahl gilt: je größer, desto besser. Eine Jahresarbeitszahl von 4,0 wäre anzustreben. Dieser Wert kann mit den Wärmequellen Grundwasser und Erdboden gut, aber mit der Wärmequelle Luft kaum erreicht werden.
Bei der Nutzung der Erdwärme als Energiequelle kommen Sonden oder Kollektoren zum Einsatz, die als Wärmetauscher fungieren. In diesen zirkuliert eine Wärmeträgerflüssigkeit in einem geschlossenen Rohrsystem und nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf. Dabei spielt die Tiefe eine wesentliche Rolle. Sie sollte eine relativ konstante Temperatur bieten, die höher liegt als die der Luft beziehungsweise der Außentemperatur während der Heizperiode.
Durch eine Wärmepumpe im Gebäude wird die so gewonnene Erdwärme auf das für das Heizen notwendige Temperaturniveau gebracht.
In München spielt die Erdwärmenutzung nur eine untergeordnete Rolle. Das liegt zum einen daran, dass die Grundstücke nicht über die nötige Fläche verfügen, um Kollektoren zu verbauen. Zum anderen sind für Erdwärmesonden die geologischen Gegebenheiten ungünstig. Nur der Münchner Süden (z. B. Maxhof, Forstenried, Großhadern, Trudering) bietet eine Erdwärmenutzung bis zu einer Tiefe von etwa 30 Metern an. Darunter folgen trinkwasserführende Schichten, die nicht aufgebrochen werden dürfen.
Weiterführende Informationen
Tiefengeothermie
Im Gegensatz zur oberflächennahen Geothermie spricht man von „Tiefengeothermie“, wenn die Erdwärme aus deutlich tieferen Erdschichten mit wesentlich höheren Temperaturen zur Wärme- und Stromerzeugung nutzbar gemacht wird.
Bei ausreichend hoher Temperatur (über 100 Grad Celsius) kann neben Wärme auch Strom erzeugt werden. Bei der in Deutschland vor allem genutzten hydrothermalen Geothermie wird heißes Thermalwasser aus tief liegenden wasserführenden Schichten über Förderbohrungen an die Oberfläche gebracht und die enthaltene Wärmeenergie ausgekoppelt. Das abgekühlte Thermalwasser wird anschließend wieder in den Untergrund gepumpt.
In Deutschland gibt es im Wesentlichen drei Regionen, die für diese Form der Tiefengeothermie geeignet sind: das Norddeutsche Becken, der Oberrheingraben und das bayerische Molassebecken.
Aufgrund der günstigen Bedingungen kann die Tiefengeothermie auch in München und der umgebenden Region genutzt werden. Die Stadtwerke München haben bereits fünf Projekte zur Nutzung der Tiefen-Geothermie umgesetzt: innerhalb des Stadtgebiets sind es die Geothermie-Anlagen in der Messestadt Riem (seit 2004), Freiham (seit 2016) und seit 2021 auf dem Energiestandort Süd in Sendling. In der Region sind es die Anlagen in Dürrnhaar und Kirchstockach sowie das Geothermie-Heizkraftwerk Sauerlach südlich von München.
Die Geothermie-Anlage in der Messestadt Riem ist seit 2004 in Betrieb: 93 Grad Celsius heißes Thermalwasser aus 3.000 Meter Tiefe versorgt nach Angaben der Stadtwerke München 88 Prozent des Wärmebedarfs der Messestadt. Wesentlich tiefer, nämlich 5.567 Meter, musste für das Geothermie-Heizkraftwerk Sauerlach gebohrt werden. Durch die höhere Temperatur des geförderten Thermalwassers kann über einen zweistufigen Prozess die Erdwärme auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Das Geothermie-Heizkraftwerk Sauerlach ist seit 2014 in Betrieb. Die neue Geothermieanlage am Standort Süd ist aktuell deutschlandweit die größte Anlage zur Nutzung der Tiefengeothermie und kann rund 80.000 Haushalte mit Wärme versorgen!
Weitere Informationen zum Thema Tiefengeothermie
Hydrothermie - Wärme aus dem Grundwasser
Das Potential zur Nutzung von Wärme aus dem Grundwasser ist in München erheblich. Die Möglichkeiten, dieses Potential durch Wärmepumpen zu nutzen, sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft.
Dies gilt vor allem für die großen "Wärmeinseln" im Grundwasser unter der Innenstadt. Das Grundwasser wird hier durch U-Bahn, Kanalisation und andere, tiefliegende Bauwerke so stark erwärmt, dass ein Entzug dieser Wärme nicht nur unter dem Gesichtspunkt einer energetischen Nutzung dieser Abwärme, sondern auch zum Schutz des Grundwassers sinnvoll sein könnte.
Das Referat für Klima- und Umweltschutz befürwortet elektrische Wärmepumpen allerdings nur in den Fällen, in denen höhere Arbeitszahlen von etwa fünf erreicht werden.
Weitere Informationen
Wasserkraft
Auf dem Münchner Stadtgebiet laufen aktuell 20 Wasserkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von gut 15 Megawatt. Diese Anlagen haben 2020 rund 72 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugt.
Biomasse
Unter Biomasse im Sinne der Energieerzeugung versteht man Stoffe frisch lebender Organismen, die zur Bioenergieerzeugung genutzt werden. Beispiele hierfür sind Holz, Holzreste, Energiepflanzen, landwirtschaftliche Reststoffe einschließlich Stroh sowie organische Abfälle aus Industrie und Haushalten.
Ein wesentlicher Nachteil ist allerdings die mögliche Luftverschmutzung, da bei der Verbrennung von Biomasse wie Holz schädliche Schadstoffe in die Atmosphäre gelangen können. Darüber hinaus steht die Biomasseerzeugung in Konkurrenz zur Landnutzungen der Forst- und Landwirtschaft.
Weiterführende Informationen zu Heizen mit Holz in Stadtgebiet München:
Abwärme und Fernwärme
M-Fernwärme kommt direkt per Rohrleitung zu den Kund*innen der Stadtwerke München nach Hause. Zahlreiche Münchner Haushalte setzen auf die Versorgung mit M-Fernwärme. Nähere Informationen und den Anschluss zu M-Fernwärme finden Sie hier:
Hier finden Sie Informationen zur Nutzung von Abwärmequellen.