Für Strom und Wärme brauchen wir unsere Energie. Im Winter soll der Fernseher laufen und die Wohnung warm sein. Dies schafft unsere Energie- und Wärmewende. Wärmepumpen heizen effizient und nachhaltig Häuser und andere Gebäude. Doch nicht überall ist eine eigene Wärmepumpe pro Gebäude der beste Weg. Für die Wärmewende ist Teamwork gefragt und jede Kommune muss dafür eine eigene Wärmeplanung aufstellen. Hast Du deine Stadtverwaltung schon gefragt, wie ihre Planung für deine Stadt aussieht?
Neben individuellen Wärmepumpen sind Wärmenetze der zweite große Hebel für eine nachhaltige Wärmewende. Am Ende sind Wärmenetze große Wärmepumpen, die viele Gebäude auf einmal versorgen. Das Prinzip bleibt gleich, Unterschiede liegen in der Größe der Netzwerke, der verwendeten Wärmequelle und der Vorlauftemperatur im Wärmenetz. Wir unterscheiden:
Hochtemperaturnetze (1. bis 3. Generation)
Liefert Temperaturen über 70°C bis 110°, teilweise noch mehr. Das Zielgebäude hat dann nur noch einen Wärmetauscher. Damit diese Temperaturen am Ziel auch ankommen, sind starke Dämmungen der Rohrleitung notwendig, ebenso wie Dehnungsschleifen zum Ausgleich thermischer Schwankungen. Diese Konstruktion ist teuer und aufwendig.
Die hohen Temperaturen dieser Netze kommen aus Abwärme von Industrieprozessen, Biomasse, Müllverbrennungen und sehr häufig von konventionellen Kraftwerken. Genau diese Kraftwerke müssen wir jetzt durch erneuerbare Energien ersetzen und verlieren somit auch die Wärmequelle. Schon heute liefert Windkraft im Herbststurm mehr Strom als nötig. Dennoch laufen Kohlekraftwerke weiter, weil sie neben Strom auch eine Wärmeverpflichtung haben.
Diese fossilen Wärmenetze ersetzen wir jetzt durch nachhaltige Lösungen. Beispiel dafür gibt es in Dänemark.
Die Wärmepumpe in Esbjerg nutzt die Nordsee als Wärmequelle und ersetzt mit ihren 280 GWh Wärmeleistung ein stillgelegtes Kohlekraftwerk. In Mannheim sind gleich zwei Großwärmepumpen im Bau. Ihre je 83,5 MW Wärmeleistung gewinnen sie aus dem Rheinwasser. Jede einzelne davon ist ein Meilenstein der Wärmewende.
Niedertemperaturnetze (4. Generation)
Als Niedertemperaturen gelten hier etwa 40-70°C. Wärmeverluste und Dämmungsbedarf sind dabei geringer. Vor allem aber sind die Vorlauftemperaturen leicht zu erreichen auch ohne Kohle zu verbrennen oder ein handliches Stahlwerk in die Nachbarschaft zu bauen.
Als Wärmequellen nutzt man Geothermie, Solarthermie, Fluss- oder Meerwasser ebenso wie Abwärme von Rechenzentren, Gewerbebetrieben oder Klärwerken. Am Zielort braucht es je nach Gebäude nur einen Wärmetauscher oder eine kleine Wärmepumpe. Saisonale Wärmespeicher wie Sandbatterien oder Eisspeicher können das Netz zusätzlich ergänzen.
Kalte Nahwärme (5. Generation)
Diese Netze der 5. Generation gehen noch einen Schritt weiter. Hier liegen die Temperaturen zwischen 5°C und 20°C. Am Zielort werden diese per Wärmepumpe auf das gewünschte Niveau angehoben. Diese Technik ist noch sehr neu und Netze der 5. Generation sind bisher die Ausnahme.
Wärmequellen sind hier sehr flexibel, insbesondere flache Geothermie, Solarthermie, Flusswasser, Abwasserkanäle, Umgebungsluft, etc. Durch die kühlen Vorlauftemperaturen sind Leitungsdämmung und Dehnungsschleifen kaum relevant, wenn die Rohre unter der Erde liegen. Gegenüber einer eigenen Luft-Wärmepumpe liefern die kalten Netze einen besseren Wirkungsgrad / eine bessere Jahresarbeitszahl JAZ.
Diese Netze bieten heizen und kühlen in Doppelfunktion. Wer sein Haus im Sommer kühlen will, schaltet die Wärmepumpe um und beheizt mit seiner Abwärme zusätzlich den Vorlauf. Gleichzeitig kann der Nachbar damit sein Wasser heizen oder der Netzbetreiber den saisonalen Eisspeicher für den Winter vorglühen. Die Netze lassen sich modular erweitern. Im Idealfall koppelt man so die Kühltheke vom Supermarkt, das Hallenbad sowie Wohn- und Bürogebäude in einem Netz. Solarthermie, Geothermie und oder Sand- und Eisspeicher lassen sich als weitere Komponenten nahezu überall mit einbinden.
Fazit
Mehr als 4.000 Wärmenetze versorgen 15,5% unserer Wohnungen mit Wärme. Bisher laufen davon nur 33% (PDF Seite 23) mit erneuerbaren Energiequellen (und da ist Abfallverbrennung schon mit reingerechnet).
Wärmenetze können Wärme effizienter bereitstellen als einfache Luft-Wärmepumpen. Hohe Initialkosten für Geothermiebohrungen oder Großwärmepumpen werden auf viele Teilnehmer verteilt und durch bessere Wärmequellen kann die Gesamteffizienz des Systems individuelle Lösungen übertreffen – Teamwork zahlt sich aus. Gleichzeitig sind Wärmenetze stets eine Monopolstellung. Anders als bei Strom ist ein Anbieterwechsel nur möglich, wenn man umzieht. Preise für Fernwärme liegen im Schnitt (Median) bei 17ct/kWh. Manche Netzwerke berechnen jedoch auch 25ct und mehr. Wärmenetze mit Erneuerbaren Energien sind dabei günstiger als die fossilen (PDF Seite 15).
Ist auch in eurer Straße ein Wärmenetz geplant? Dann sprecht frühzeitig mit den Akteuren welche Preise sie euch bieten. Drum prüfe, wer sich wärmebindet, ob das Angebot zum Herzen findet. Schließlich will man Sonntag ein warmes Wohnzimmer zur ersten Tasse Kaffee…
Anhang
- Übersicht Fernwärme (ADAC)
- Leitfaden kalte Nahwärme (Energieagentur Rheinland-Pfalz)
- Kalte Nahwärme (Baunetzwissen)
- Karte kalter Nahwärmenetze in Deutschland
- Survey of 53 Fifth-Generation District Heating and Cooling (5GDHC) Networks in Germany
- AGFW Hauptbericht
- Wärmebox von Hansewerk – Eine Großwärmepumpe ready to use für jedes Wohngebiet.
- fheat – Wärmeplanungstool der FH Münster
„Dezentral“ ist für mich im Gebäude. Verluste der Wärmeerzeugung und -speicherung kommen dem gut gedämmten Gebäude zugute. Die Verluste der Wärmenetze müssen in angemessenem Verhältnis zur Nutzwärme stehen.
Man sprach früher von „Zentralheizung“ nur weil nicht mehr in jedem Raum ein Ofen stand. Insofern ist der Begriff sehr dehnbar, ebenso die Unterscheidung in Nah- und Fernwärme.
Wärmenetze – ein wichtiger Baustein. Gerade da, wo Abwärme vorhanden ist und in der Nähe Energie benötigt wird, z.B. dichte Wohnbebauung. Noch wichtiger ist es aber Energie zu sparen. Das reduziert die zu transportierende Energiemenge, Temperatur und Verluste beim Energietransport und gilt übrigens auch für Kraftstoffe und Strom.
Problematisch werden die Wärmenetze in Verbindung mit einem Anschlusszwang. Beispiel Pfungstadt „Im Wirthumsgarten“: 8kW Mindestanschlussleistung, mehrere tausend Euro für den Anschluss und für immer „dem Versorger ausgeliefert“ sein bzgl. der Betriebskosten. Die Grundgebühr in Pfungstadt ist doppelt so hoch wie meine jährlichen Heizkosten – daher habe ich dort nicht gebaut!
Fazit: Beim Strom haben wir erkannt, dass dezentrale Erzeugung und Speicherung sinnvoll ist. Es braucht nur eine vernünftige Steuerung des Netzes. Bei der Wärme wollen wir nun die Zentralisierung erzwingen? Die Sanierung der Altbauten sollte Vorrang haben vor der kommunalen Wärmeplanung. Mit der Nahwärme dürfen keine Monopole entstehen. Energie sparen muss wirtschaftlich bleiben.
Ich verstehe den Gedanken. Die Monopolstellung führt schnell zu Problemen, zu Interessenskonflikten sowieso.
Wärmenetze würde ich dennoch überwiegend als dezentrale Lösung bezeichnen. Bei 4.000 Wärmenetzen und 35.000 km liegt die durchschnittliche Größe bei etwa 9km pro Netz. Das Monopol-Thema bleibt davon unbetroffen.