Grundlagenwissen Wärmenetz, Teil 2: Fernwärme & Fernwärmenetz

Basiswissen über Wärmenetze

Nachdem ich euch im ersten Teil meiner Reihe zum Thema Wärmenetz Nahwärme und Nahwärmenetze als Wärmeverteilungskonzept buchstäblich nahe gebracht habe,  geht es mir heute um Fernwärme und Fernwärmenetze.  Lasst euch also erklären, was Fernwärme ist, wo sie sich lohnt und was typisch für ein Fernwärmenetz ist. In Teil 3 der Artikelreihe werde ich dann mit Hilfe eines Vergleichs die Vor- und Nachteile beider Wärmekonzepte herausstellen. Wozu das Ganze? Meine Antwort auf diese Frage lautet noch immer: Damit ihr mitreden könnt!

Bei den Definitionen für Fernwärme ist es ähnlich wie bei der Nahwärme. Auch für Fernwärme gibt es nicht die eine Definition. Stattdessen mache ich euch im Folgenden mit mehr oder weniger aussagekräftigen Fundstücken meiner Recherche bekannt:

Was ist Fernwärme?

Fernwärme sei die Bezeichnung für eine Wärmelieferung zur Versorgung von Gebäuden mit Heizung und Warmwasser. Der Transport der thermischen Energie erfolge in einem wärmegedämmten Rohrsystem, das überwiegend erdverlegt sei, teilweise würden jedoch auch Freileitungen verwendet. Fernwärme versorge vor allem Wohngebäude neben Heizung auch mit Warmwasser, indem die Wärme vom Erzeuger oder der Sammelstelle zu den Verbrauchern geleitet werde. Unter Fernheizung werde die Erschließung ganzer Städte oder Stadtteile verstanden.

Fernwärme sei die Wärme aus der Wand. (Das finde ich schon ziemlich schwammig formuliert, schließlich kommt auch Nahwärme von dort.) Gerade in Städten und Ballungsräumen böte Fernwärme eine Alternative zu konventionellen Heizmethoden. Ohne Ofen oder Kessel und unabhängig von Energieträgern hätte man mit Fernwärme die Möglichkeit sein Zuhause unkompliziert zu heizen.

Manche Gebäude und Industriebetriebe würden nicht über eigene Anlagen mit Wärme für Zwecke wie Heizung und Warmwasser versorgt, sondern bezögen Wärme als Fernwärme von einem entfernten Wärmeerzeuger. Da die gelieferte Wärme meist für Heizzwecke verwendet werde, spreche man auch von Fernheizung.

Die vorgestellten Definitionen sind mir zu unscharf formuliert. Aber keine Sorge, ich habe eine sehr ausführliche Abhandlung im Netz gefunden, die sich genau dieser Formulierungsnot annimmt. Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V. (AGFW) kommt hier zu folgender Definition: „Fernwärme ist Wärme beliebiger Herkunft, die mit Hilfe eines Trägermediums (meistens Heizwasser oder Dampf) gewerblich aufgrund eines Vertrages gegen Entgelt geliefert wird und mit deren Lieferung keine eigenen mietrechtlichen Nebenverpflichtungen erfüllt werden.“

Praktischerweise wird vom AGFW dort auch gleich der Begriff „Nahwärme“ definiert: Demnach sei Nahwärme Fernwärme i. S. der AVBFernwärmeV und der Wärmelieferant sei rechtlich Fernwärmeversorgungs-Unternehmen (FVU).

Die Wärmequellen in Fernwärmenetzen werden noch nicht  transparent genug kommuniziert

Ich denke, die wenigsten Verbraucher, die Fernwärme nutzen, wissen woher die Fernwärme zu ihnen kommt und aus welchen Energiequellen sie erzeugt wird. Die Verbraucherzentrale Hamburg bestätigt  in ihrem Bericht „Fernwärme und Verbraucherschutz. Praxisbericht für das Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz“  unter anderem genau die mangelnde Produkttransparenz:

„Produkttransparenz, also Angaben über die (ökologische) Eigenschaft der Fernwärme, ist ein Bereich, der auf steigendes Interesse der Verbraucher trifft. Dieser Bereich ist bisher wenig reguliert – insbesondere besteht kein System zur Kennzeichnung des Anteils erneuerbarer Energien oder des zur Wärmeerzeugung verwendeten Brennstoffs. Dies hat zur Folge, dass Fernwärme heute vielfach undifferenziert als umwelt- und klimafreundlich beworben wird, obwohl die die Umweltbilanz maßgeblich vom eingesetzten Brennstoff abhängt.“

Der Weg der Fernwärme durchs Fernwärmenetz

Theoretisch stamme Fernwärme aus Heizwerken (HW), Heizkraftwerken (HKW) oder Blockheizkraftwerken (BHKW), die mit unterschiedlichen Energieträgern betrieben werden könnten. Die Kraftwerke, die vor allem der Erzeugung von elektrischer Energie (Strom) dienten, produzieren als Abprodukt heißes Wasser: Die Rede sei hier von Temperaturen zwischen 110 und 180 Grad Celsius. Dazu müsse man wissen, dass der elektrische Wirkungsgrad der Anlage zwar etwas darunter leiden könne, dass das Temperaturniveau der Abwärme angehoben werden müsse (häufig auf deutlich über 100Grad Celsius); der Gesamtwirkungsgrad könne jedoch sehr hoch bei rund 85 bis 90?Prozent liegen, heißt es hier.

Zurück zum Weg der Fernwärme vom Wärmeerzeuger zum Verbraucher: Das heiße Wasser transportiere seine Fernwärme über ein Rohrleitungsnetz bis zum Wärmeverbraucher, wo sie in der dessen Gebäude zugehörigen Hausübergabestation übergeben wird. Ein Wärmeüberträger überträgt die Wärme, die das Fernwärme-Wasser mitgebracht hat, auf das Heizungs- und Brauchwasser des Verbraucherhaushalts. Die zum Heizkreislauf des Haushalts gehörige Umwälzpumpe pumpt das mit der Fernwärme erwärmte Wasser dann in die Runde: hin zu Heizkörpern, Fußbodenheizung oder Wandheizung.

Wissenswert: Früher sei auch Wasserdampf als Energieträger eingesetzt worden. Heute gelten Wasserdampf-Rohre jedoch als technisch überholt. Sie werden vor allem aus Sicherheitsgründen sukzessive mit Heißwasserrohren ersetzt.

  • Müllverbrennungsanlagen könnten ebenso als Wärmequelle für die „Fernheizung“ dienen
  • wie die Abwärme, dieindustriellen Prozessen  wie chemische Betriebe, Raffinerien oder Stahlwerke erzeugen (sogenannte Prozesswärme)
  • oder Energie aus Geothermie.

Aber: Das Energie-Lexikon schätzt hier ein, dass es leider „an vielen Orten schwierig“ sei, „in begrenzter Entfernung von einem großen Kraftwerk ausreichend Abnehmer für die Wärme zu finden“. Deswegen scheitere die Realisierung mancher Fernwärmenetze an (zu) hohen Kosten für das Leitungsnetz. Hinzu käme der Fakt, dass häufig auch ein Teil der Abwärme (insbesondere sommers) nicht genutzt werden könne. Der Betrieb der Wärmeerzeuger erfolge nämlich oft stromgeführt, also nicht am Wärmebedarf orientiert.

Solarthermie als Quelle von solarer Fernwärme

Ganz klar: Auch entsprechend große Solarthermie-Anlagen, wie die Senftenberger auf unserem Titelbild, über die ich hier ausführlich berichtet habe, lassen sich – zumindest zur teilweisen Wärmeversorgung von Fernwärmenetzen nutzen. Wegen der Größe der Solarwärme-Anlagen könne die Wirtschaftlichkeit deutlich besser ausfallen als zum Beispiel bei der solaren Warmwasserbereitung in kleinen Gebäuden. Aber: Das meist hohe Temperaturniveau solcher Netze könnte sich als problematisch herausstellen – preiswerte Flachkollektoren seien dafür kaum geeignet. Man bräuchte laut energie-Lexikon eher teurere Röhrenkollektoren und / oder müsse das Netz mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur betreiben.

In diesem Zusammenhang ist auch das interessant: Mitunter werden kleinere Fernwärmenetze im Sommer vom Netz genommen. Der Grund: In der warmen Jahreszeit ist der Wärmebedarf klein – die üblicherweise anfallenden Wärmeverluste im Leitungsnetz wären dann, zumindest relativ betrachtet, zu hoch. Ist die Solarwärmeanlage aus, muss der Warmwasserbedarf des Verbrauchers anders gedeckelt werden. Oft übernehme den Job ein elektrischer Boiler, der dann allerdings die energetische Effizienz des gesamten Systems  senke. Eine Solarthermie-Anlage kann dank ihres hohen solaren Deckungsgrades im Sommer die Wärmeverlustprobleme abschwächen. Den Mehrkosten für die Solarthermie stünden die Einsparungen bei Installation und Wartung dezentraler Wassererwärmer gegenüber.

Im kommenden Teil der Wärmenetz-Reihe hier auf unserem Blog werde ich die Wärmeverteilungskonzepte Nah- und Fernwärme miteinander vergleichen. Bleibt dran!

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