Nachhaltige Wärmeversorgung im urbanen Raum
Nah- und Fernwärmenetze bieten Städten eine umweltfreundliche Alternative zur individuellen Wärmeversorgung mit fossilen Energieträgern. Durch erneuerbare Energie- und Wärmequellen, fortschrittliche Wärmespeicher und die Nutzung von Abwärme können Nah- und Fernwärmnetze auf wirtschaftliche Weise zur CO2-Reduktion beitragen.
Gewinnen Sie auf der Messe ISH einen Überblick über den aktuellen technischen Stand von Nah- und Fernwärmenetzen, ihre Besonderheiten sowie ihren Beitrag zum klimafreundlichen Heizen von Gebäuden. Ein kleiner Überblick:
Unterschied zwischen Nahwärme und Fernwärme
Das Funktionsprinzip von Nah- und Fernwärme ist identisch; die Unterschiede liegen vorrangig im Versorgungsradius, der Anschlussleistung und der Wärmequelle:
- Nahwärmenetze versorgen kleinere Gebiete wie Wohnsiedlungen oder einzelne Stadtteile mit einer Anschlussleistung von 0,5 bis 5 MW. Sie nutzen häufig dezentrale Erzeugungsanlagen wie Blockheizkraftwerke (BHKW).
- Fernwärmenetze erstrecken sich mit einem Versorgungsradius von bis zu 30 km auf Städte und Regionen. Die Anschlussleistung liegt in der Regel zwischen 50 bis 500 MW. Erzeugt wird die Wärme meist in zentralen Großkraftwerken.
Aufbau von Nah- und Fernwärmenetzen
Nah- und Fernwärmenetze bestehen aus mehreren Hauptkomponenten. Produziert wird die Wärmeenergie von verschiedenen Wärmeerzeugungsanlagen wie Heizkraftwerken, Biomasse-Anlagen oder Geothermiekraftwerken.
Das Primärnetz aus hochwärmegedämmten Transportleitungen führt das Heizmedium mit Vorlauftemperaturen von 95 bis 130 °C und Rücklauftemperaturen von 45 bis 70 °C zum Abnehmer. Leistungsstarke Netzpumpen sorgen für die kontinuierliche Zirkulation des Heizmediums. Übergabestationen mit effizienten Wärmetauschern gewährleisten die hydraulische Trennung zwischen Primär- und Sekundärkreislauf.
Das Sekundärnetz verteilt die Wärme innerhalb der Gebäude mit typischen Vorlauftemperaturen von 60 bis 90 °C und Rücklauftemperaturen von 30 bis 50 °C.
Energiequellen für Nah- und Fernwärme
Ein zentraler Vorteil von Nah- und Fernwärmenetzen ist ihre Flexibilität hinsichtlich der Wärmquelle:
- Erneuerbare Energien: Geothermie- oder Solarthermie-Anlagen speisen über Wärmepumpen Wärme ins Netz ein.
- Kraft-Wärme-Kopplung (KWK): Durch die simultane Erzeugung von Strom und Wärme aus Brennstoffen wie Erdgas, Biomasse oder auch Wasserstoff gelingen Gesamtwirkungsgrade von bis zu 90 Prozent.
- Müllverbrennungsanlagen: Mit einer typischen Feuerungswärmeleistung von 50 bis 150 MW lässt sich Abfall effizient zu Wärme weiterverwerten.
- Biomasse-Anlagen verwenden regenerative Rohstoffe wie Holzhackschnitzel zur Wärmeerzeugung. Sie decken einen Leistungsbereich von 1 bis 50 MW ab und werden oft mit ORC-Prozessen zur Stromerzeugung kombiniert.
- Industrielle Abwärme: Mit Temperaturniveaus von 30 bis 500 °C bietet die Abwärme von Branchen wie der Zement-, Stahl-, Chemie- oder Lebensmittelindustrie ein erhebliches Potenzial für die Wärmeversorgung. Innovative Hochtemperatur-Wärmepumpen ermöglichen eine noch effizientere Abwärmenutzung.
Kalte Nahwärmenetze: Erhitzen nach Bedarf
Kalte Nahwärmenetze erleichtern die Integration von Abwärme und erneuerbaren Energiequellen zur Wärmeversorgung. Dabei wird Wärme mit niedriger Vorlauftemperatur von 40 bis 70 °C eingespeist und beim Abnehmer via Wasserwärmepumpe auf die richtige Temperatur für die Beheizung und Warmwasserversorgung des Gebäudes erwärmt.
Prosumer: Bidirektionale, dezentrale Wärmenetze
Bidirektionale Wärmenetze ebnen der Wärmeversorgung nach dem Prosumer-Prinzip den Weg. Dabei beziehen Gebäude nicht nur Wärme, sondern speisen Überschüsse auch zurück. Dies fördert die Integration dezentraler Wärmequellen wie Solarthermie oder Mikro-KWK-Anlagen für eine nachhaltige und resiliente Wärmeversorgung.
Power-to-Heat: Nachhaltige Netzstabilisierung
Power-to-Heat-Technologien erleichtern die Integration von Überschussstrom aus erneuerbaren Quellen. Großwärmepumpen und elektrische Heizstäbe in Kombination mit thermischen Speichern können, etwa in Hybridheizungen, Stromüberschüsse in Wärme umwandeln und so zur Netzstabilisierung beitragen. Dabei versprechen innovative Latentwärmespeicher oder thermochemische Speicher höhere Energiedichten bei geringeren Verlusten.
State-of-the-Art-Nahwärme- und Fernwärmenetze vereinen Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit. Im Zuge der Wärmewende werden innovative Konzepte zur lokalen oder Wärmeversorgung sowie die Sektorenkopplung essenziell für nachhaltige Städte und Gemeinden. Informieren Sie sich auf der ISH 2025, um das volle Potenzial von Wärmenetzen für Ihre Kommune oder Ihr Unternehmen zu erschließen.