Nahwärme

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
(Weitergeleitet von Nahwärmenetz)
Wechseln zu: Navigation, Suche
Nahwärmeverteiler im Keller eines Mehrfamilienhauses mit Wärmezählern für die einzelnen Abnehmer

Als Nahwärme wird die Übertragung von Wärme zwischen Gebäuden zu Heizzwecken umschrieben, wenn sie im Vergleich zur Fernwärme nur über verhältnismäßig kurze Strecken erfolgt. Der Übergang zur Fernwärme mit größeren Leitungslängen ist fließend.

Technische Umsetzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Konventionelle Systeme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Versorgung mit Nahwärme erfolgt über Nahwärmenetze. Durch ein verzweigtes Leitungsnetz wird als Wärmespeicher und Transportmedium Wasser im Heizkreis gepumpt. Über Wärmetauscher wird das Wasser durch die von einem oder mehreren Wärmeerzeugern abgegebene Wärmeenergie erhitzt, die Wärme wird mit dem Wasser zum Verbraucher transportiert (Vorlauf) und dort ebenfalls über Wärmetauscher an den Heizkreislauf des Abnehmers abgegeben. Das abgekühlte Wasser fließt über den Rücklauf zurück.

Im Unterschied zu Fernwärme wird Nahwärme in kleineren Einheiten dezentral realisiert, für Nahwärmenetze typische thermische Leistungen liegen zwischen 50 Kilowatt und einigen Megawatt. Zudem kann die Wärme bei relativ niedrigen Temperaturen übertragen werden. Daher lässt sich neben der in Heizwerken und Blockheizkraftwerken erzeugten thermische Energie auch die bei niedrigeren Temperaturen anfallende Wärme aus Sonnenkollektoranlagen oder niedertemperaturigen Erdwärmeanlagen durch Nahwärme verwerten.

Nahwärmenetze bedienen mehrere Gebäude, ein Wohn- oder Gewerbegebiet oder eine Gemeinde. Der für die Versorgung von Nahwärmenetzen benötigte Leistungsbereich stimmt überein mit der Größenordnung der Leistungsabgabe dezentraler Energieerzeugungsanlagen, wie sie vor allem bei der Nutzung von Bioenergie eingesetzt werden. Daher entstehen Nahwärmenetze oft gemeinsam mit Biogasanlagen und Biomasseheizwerken. Die Integration von Langzeit-Wärmespeichern zur saisonalen Speicherung solarthermisch erzeugter Energie ist bei Nahwärmenetzen eher möglich als bei Heizanlagen einzelner Wohneinheiten. Für die Wärmeverteilung werden wegen der einfachen Verlegung meist flexible Verbundrohre verlegt, daneben kommen auch Kunststoffmantelverbundrohre zum Einsatz.

Kalte Nahwärme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben herkömmlichen Systemen existieren sogenannte kalte Nahwärmesysteme, z.T. auch als Low-Ex oder Anergienetze bezeichnet, die mit Übertragungstemperaturen unter 30 °C arbeiten.[1] Im Unterschied dazu besitzen gewöhnliche Nahwärmesysteme Übertragungstemperaturen von 50 bis über 100 °C. Zur Wärmeübertragung wird eine frostbeständige Sole eingesetzt, die die Wärmeenergie von Haus zu Haus transportiert und dabei im Betrieb durch die nicht isolierten Rohre Umgebungswärme aufnimmt. In den einzelnen angeschlossenen Haushalten wird die Temperatur dann mittels monovalent betriebener Wärmepumpenheizungen auf die nötige Heiztemperatur angehoben. Kalte Nahwärmenetze haben auf diese Weise keine Wärmeverluste in den Leitungen (wichtig insbesondere bei Neubauten mit nur geringem Heizenergiebedarf), sondern erzielen zusätzliche Energiegewinne durch Umweltwärme. Durch die relativ große Temperatur der Sole können die Wärmepumpen vergleichsweise hohe Jahresarbeitszahlen erreichen: Bei einem in Nümbrecht in Betrieb befindlichem kalten Nahwärmenetz liegen die JAZ im mehrjährigen Mittel bei 4,23, die Übertragungstemperaturen liegen dabei im Bereich von -5 bis +21 °C. Die Leistungsaufnahme aus dem Erdreich liegt bei bis ca. 50 W pro Meter Leitungslänge. Häufig werden noch weitere Wärmequellen in die Netze mit eingebunden. So können z.B. Grundwasserbrunnen oder Solarthermiekollektoren als zusätzliche Wärmequelle genutzt oder Wärmeenergie aus Regenwasser in die Netze eingespeist werden.[2][3]

Daneben stellt Abwärme von Industrie- oder Gewerbegebieten eine weitere Wärmebezugsquelle dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen kann diese durch die niedrigen Betriebstemperaturen der Leitungen auch auf Niedertemperaturbasis vorliegen.[4] Weitere mögliche Wärmequellen sind sog. Agrothermie-Anlagen. Hierbei handelt es sich um in Rohrleitungen, die mit einem Spezialpflug in ca. 2 Meter Tiefe in Ackerland vergraben werden und dort als Erdwärmekollektor Umweltwärme gewinnen. Da diese deutlich tiefer ist als die Bearbeitungstiefe landwirtschaftlicher Maschinen bleiben die Flächen nach Verlegung der Leitungen weiterhin uneingeschränkt für Ackerbau nutzbar.[5]

Durch die Nutzung von Umweltwärme in Verbindung mit Strom aus erneuerbaren Energien für die Wärmepumpen ermöglichen kalte Nahwärmesysteme eine vollständig erneuerbare Wärmeversorgung.[2] Generell gilt, dass elektrische Wärmepumpenheizungen in einem ausschließlich erneuerbaren Energiesystem, wie mit der Energiewende angestrebt, eine wichtige Rolle einnehmen müssen. Dies liegt darin begründet, da sie energieeffizienter sind als andere Heizungssysteme und sich mit Wärmepumpen damit große Energieeinsparungen im Vergleich zu konventionellen Heizungen oder Blockheizkraftwerken erzielen lassen, die mit synthetischem Erdgas befeuert werden.[6][7]

Politische Zielsetzungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nahwärmenetze werden von der Politik gefördert, da sie eine Möglichkeit bieten, dezentral erzeugte Wärmeenergie zum Nutzer zu transportieren. Dadurch ist ein Energieerzeugungssystem mit insgesamt hoher Energieeffizienz bei hoher Wertschöpfung in den Regionen möglich. Zudem sind Nahwärmenetze, wie oben im Abschnitt Technische Umsetzung ausgeführt, ein Baustein der politisch gewünschten Ausweitung einer Nutzung erneuerbarer Energiequellen.

Förderung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Deutschland wird die Errichtung von Nahwärmenetzen unter bestimmten Voraussetzungen gefördert. Erfolgt die Erzeugung der Wärmeenergie in Kraft-Wärme-Kopplung, sind Investitionszuschüsse durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle möglich[8]; wird die Wärme mit Erneuerbaren Energieträgern erzeugt, können öffentliche Förderungen über die KfW Mittelstandsbank in Anspruch genommen werden[9].

Rechtliches[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Rechtlich wird zwischen Nah- und Fernwärme nicht unterschieden. Der Bundesgerichtshof definiert Fernwärme unabhängig von der Entfernung über die Lieferbeziehung:[10]

„Wird Wärme von einem Dritten nach unternehmenswirtschaftlichen Gesichtspunkten eigenständig produziert und an andere geliefert, so handelt es sich um Fernwärme. Auf die Nähe der Anlage zu den zu versorgenden Gebäuden oder das Vorhandensein eines größeren Leitungsnetzes kommt es nicht an.“

Auch die Betriebstemperatur gilt nicht als rechtliches Kriterium für eine Unterscheidung.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Ashreeta Prasanna et al: Optimisation of a district energy system with a low temperature network. In: Energy. 2017, doi:10.1016/j.energy.2017.03.137.
  2. a b »Kaltes« Nahwärmenetz spart 40.000 kg CO2 im Jahr. Energieagentur NRW. Abgerufen am 13. März 2017.
  3. Kaltes Nahwärmenetz versorgt Neubaugebiet. In: Sonne Wind & Wärme, 2. März 2017. Abgerufen am 13. März 2017.
  4. „Kalte Nahwärme“ für die neuen Häuser. In: Augsburger Allgemeine, 1. Dezember 2016. Abgerufen am 13. März 2017.
  5. Kalte Nahwärme: agrothermische Wärmeversorgung einer Plusenergiesiedlung. Bauma 2013. Abgerufen am 13. März 2017.
  6. Volker Quaschning: Sektorkopplung durch die Energiewende. Anforderungen an den Ausbau erneuerbarer Energien zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele unter Berücksichtigung der Sektorkopplung. Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, 20. Juni 2016. Abgerufen am 14. März 2017.
  7. Wärmewende 2030. Schlüsseltechnologien zur Erreichung der mittel- und langfristigen Klimaschutzziele im Gebäudesektor, insb. S. 17.. Agora Energiewende. Abgerufen am 14. März 2017.
  8. BAFA: Stromvergütung / Wärmenetze, abgerufen am 24. Februar 2010
  9. KfW Mittelstandsbank: KfW-Programm Erneuerbare Energien, Förderbedingungen Premium, abgerufen am 24. Februar 2010
  10. BGH, Urteil vom 25. Oktober 1989, Az. VIII ZR 229/88; Leitsatz, BGHZ 109, 118 = NJW 1990, 1181.