Nahwärme – Vor- und Nachteile der klimafreundlichen Nahwärmenetze

Nahwärme – Klimafreundliche Heizzentralen und Wärmenetze

Zentral erzeugte Wärme, die über eine kurze Entfernung über ein Netz zum Verbraucher transportiert wird, heißt Nahwärme. Etwa ab einer Entfernung von mehr als einem Kilometer spricht man stattdessen von Fernwärme. Der Transport erfolgt über Wasser, das im Heizkessel einer Zentrale erwärmt und über isolierte Leitungen zu Gebäuden geleitet wird. Beim Verbraucher gelangt die Wärme über eine Übergabestation in das Heizungs- oder Warmwassersystem. Eine Heizzentrale versorgt mehrere Liegenschaften, also Wohnhäuser, Betriebsstätten, Siedlungen, oder auch ganze Dörfer beziehungsweise Städte mit Nahwärme.1

Heizzentralen für Nahwärme

Im Gegensatz zu Fernwärme, die meist von großen Heizkraftwerken oder Heizwerken zur Verfügung gestellt wird, wird Nahwärme in kleineren Anlagen gewonnen. Dabei kann die Wärmequelle ganz unterschiedlicher Natur sein, gängig sind:

  • Kleinkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung
  • Anlagen mit Wärmepumpen
  • Holzbefeuerte Heizkessel
  • Sonnenkollektoren
  • Abwärme

Darüber hinaus könnte bei einem stärkeren Ausbau der Windenergie auch diese für die Wärmeerzeugung genutzt werden. Überschüsse, die bei starkem Wind auftreten, könnten Heizstäbe in Nahwärmenetzen versorgen. Die Effizienz wäre zwar nicht besonders hoch, aber dafür die Investitionskosten sehr niedrig.2

Vor- und Nachteile von Nahwärmenetzen

Im Vergleich zu anderen Technologien der Wärmeerzeugung gibt es bei Nahwärmenetzen einige Vorteile. Die Wärmeerzeuger in der Zentrale sind überaus energieeffizient, die Anlagen haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad als beispielsweise Heizkessel, die direkt beim Verbraucher eingerichtet sind. Muss der Wärmeerzeuger ersetzt oder soll er optimiert werden, ist dies in der Regel leicht zu realisieren, zum Beispiel lassen sich Sonnenkollektoren einfach nachrüsten; einen Holzheizkessel durch eine KWK-Anlage zu ersetzen, ist ebenfalls kein großer Aufwand. Zudem kann erneuerbare Energie in Form von Biomasse für das Nahwärmenetz genutzt werden, etwa Holzpellets.

Bei einem großen Heizkessel ist die Abgasqualität in der Regel deutlich besser als bei einem kleinen Ofen, darüber hinaus ist der Aufwand zur Brennstoffbeschaffung und Wartung meist geringer. Nahwärmenetze können mit saisonalen Wärmespeichern ausgestattet werden, so dass ein hoher Anteil an Solarthermie möglich ist. Zudem sind sie für Kraft-Wärme-Kopplung sehr gut geeignet, dies kommt dem erhöhten Strom- und Wärmebedarf im Winter entgegen. In Erzeugungsanlagen für Nahwärme ist leicht ein bivalenter und damit besonders energieeffizienter Betrieb möglich. Vor allem für Kommunen bieten Nahwärmenetze einen großen Vorteil, denn sie können bedarfsgerecht gestaltet werden. Städtische Gebäude, private Wohnhäuser und Gewerbebetriebe werden durch ein gemeinsames Netz versorgt, das mit Abwärme und erneuerbaren Energien besonders klimafreundlich aufgezogen werden kann. Für den Wärmeerzeuger muss nicht unbedingt ein eigenes Gebäude errichtet werden, er kann auch im Keller eines großen Wohnblocks oder eines Schwimmbads untergebracht sein.

Nachteile gibt es bei einem Nahwärmenetz allerdings auch. Die zentralen Erzeugungsanlagen sollten wirtschaftlich sein, ob sie dies sind, hängt jedoch von diversen Faktoren ab. Bei der Nutzung von fossilen Energieträgern wie Erdgas besteht das Risiko, dass der Preis um einiges teurer wird. Ökonomischer ist Biogas, das sowieso verstromt wird, denn dabei entsteht Wärme, die in das Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Nahwärme ist vor allem dann wirtschaftlich, wenn mit ihr möglichst dicht beieinander stehende oder hauptsächlich große Gebäude versorgt werden, so dass nicht allzu viele beziehungsweise lange Leitungen verlegt werden müssen.3

Nahwärme für den Klimaschutz

Im Rahmen der Energiewende ist die Nutzung von Nahwärme ein Baustein, um gesetzte Klimaschutzziele zu erreichen. Dazu muss die Energieproduktivität gesteigert werden, auch sollten vermehrt regenerative Energien eingebunden werden. Der Aus- und Zubau von dezentralen KWK-Anlagen kann ebenfalls zum Klimaschutz beitragen. Der Anteil der Fern- und Nahwärme am deutschen Wärmemarkt müsste sich bis 2050 gegenüber dem Jahr 2004 verdoppeln, um die CO2-Emissionen um den festgelegten Wert zu verringern. Ebenfalls bis 2050 soll der Anteil an erneuerbaren Energien im Bereich der Fernwärme auf etwa 75 Prozent steigen. Neben dem Einsatz von Biomasse-Heizkraftwerken sind auch mit regenerativen Energieträgern befeuerte Blockheizkraftwerke zielführend.4

Entwicklungsmöglichkeiten für Nahwärmenetze

Vor allem ländliche Regionen bieten Potenzial für den Ausbau der Nahwärme. Günstige Standorte für Heizzentralen sind dort, wo erneuerbare Energien lokal verfügbar sind. Vor allem die Gemeinden im Süden Deutschlands bieten optimale Randbedingungen für den Einsatz von Nahwärme, während der Norden und der Osten etwas zurückstehen. Doch nicht nur an den günstigsten Standorten können Nahwärmenetze realisiert werden, auch in anderen Regionen lohnt sich der Ausbau. Dieser wurde in der Vergangenheit allerdings vor allem im Rahmen von staatlichen Förderprogrammen realisiert, während die Marktakteure kaum Interesse daran zeigten, selbstständig eine Wärmeversorgung aufzubauen.

Wärmenetze der vierten Generation

Ausgehend von ihrem Ausbaupotenzial könnten Wärmenetze auf lange Sicht rund 25 bis 30 Prozent des Wärmebedarfs in Deutschland decken. Ein sowohl technisch als auch wirtschaftlich optimiertes System kann durch angepasste Vor- und Rücklauftemperaturen, Wärmespeicher und Sektorkopplung für einen Ausgleich zwischen Wärmequellen und Wärmenachfrage sorgen. Alle Möglichkeiten sollen durch Wärmenetze der vierten Generation ausgeschöpft werden. Wärmenetzsysteme 4.0 sind verlust- und temperaturoptimiert, bei der Bereitstellung von Wärme werden Klimaschutzziele berücksichtigt. Abwärme und erneuerbare Energien sollen für die Bereitstellung von Wärme genutzt werden. Durch die Möglichkeit, das Temperaturniveau zu optimieren, sind die Wärmenetzsysteme besonders energie- und kosteneffizient. Mit Hilfe der modernen Wärmenetze wird die Dekarbonisierung des Wärmemarkts vorangetrieben.5

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