Kalte Nahwärme ist ein neues Konzept zur emissionsfreien Wärmeversorgung von Quartieren. Kalte Nahwärme ermöglicht die Erschließung von Umweltwärmequellen und gilt daher als wichtige Technologie zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung.

Was ist kalte Nahwärme?

Kalte Nahwärme beschreibt Wärmenetze mit Betriebstemperaturen auf Umgebungstemperatur (ca. 5-35 °C). Bei kalten Nahwärmenetzen sind in Gebäuden Wärmepumpen installiert, welche das Temperaturniveau der Wärme aus dem Netz auf die Vorlauftemperatur im Heizkreis des Gebäudes anheben.

Welche kalten Nahwärmenetze befinden sich im Betrieb oder werden geplant?

In Europa gibt es schätzungsweise mehr als 100 Quartiere mit einem kalten Nahwärmenetz. Auf dieser Übersichtsseite sind viele dieser Quartiere aufgeführt. Wenn Sie ein weiteres Quartier kennen, das nicht auf unserer Website aufgeführt ist, können Sie an unserer Erhebung zu kalten Nahwärmenetzen teilnehmen.

Mehr Informationen zu kalter Nahwärme finden Sie auch in unserem White Paper.

Vorteile von kalter Nahwärme

Ein entscheidender Vorteil von kalten Nahwärmenetzen ist, dass sie sowohl Wärme als auch Kälte mit nur einem thermischen Netz (2 Rohrleitungen) bereitstellen können. In diesem Fall kommt es zu einem Ausgleich von Wärme- und Kältebedarfen zwischen Gebäuden: Abwärme aus Kühlprozessen kann an der Verdampferseite dezentraler Wärmepumpen anderer Gebäude genutzt werden, was die an der Energiezentrale zu erzeugende Kälte- und Wärmelast gleichermaßen reduziert. Kalte Nahwärmenetze können Niedertemperatur- und Umweltwärmequellen erschließen, die durch konventionelle Wärmenetze nicht genutzt werden können. Dazu zählen beispielsweise Abwärme aus Abwasserkanälen, Fluss- oder Seewasser, oder oberflächennaher Geothermie. Durch den Einsatz von dezentralen Wärmepumpen sind in kalten Nahwärme-Systemen der Strom- und der Wärmesektor eng miteinander gekoppelt (Sektorenkopplung). Sofern Wärmespeicher im Quartier vorgesehen werden, können Quartiere mit kalten Nahwärmenetzen so Flexibilität gegenüber dem Stromnetz zur Verfügung stellen. Weitere Angaben finden sich in der detaillierten Auflistung von Vorteilen von kalter Nahwärme.

Nachteile von kalter Nahwärme

Ein Nachteil ist, dass obwohl bereits zahlreiche kalte Nahwärmenetze realisiert wurden, immer noch ein Mangel an Erfahrungswerten sowie geeigneten Berechnungsverfahren und Tools für die Auslegung von kalten Nahwärmenetzen besteht. Außerdem sind - im Vergleich zu konventionellen Wärmenetzen mit hoher Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf - die Volumenströme in kalten Nahwärmenetzen größer, was größere Rohrdurchmesser erfordert. Dieser Nachteil wird teilweise dadurch kompensiert, dass oftmals kostengünstigere Kunststoffrohre verwendet werden können. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Regelung des Betriebs komplexer als bei konventionellen Wärmenetzen ist. Ein detailliertes Monitoring des Systems kann hierbei helfen, einen effizienten Betrieb sicherzustellen. Weitere Nachteile finden sich in der detaillierten Auflistung von Nachteilen von kalter Nahwärme.

Das nPro-Tool dient der Simulation von Quartieren mit Wärmenetzen und wurde speziell zur Planung von kalten Nahwärmenetzen entwickelt.

Planung und Auslegung von kalten Nahwärmenetzen

Bei der Planung von kalten Nahwärmenetzen sind einige technische Aspekte zu beachten, um eine hohe Effizienz der Quartierslösung zu erreichen und im späteren Betrieb die Wirtschaftlichkeit sicher zu stellen (siehe auch Was kostet kalte Nahwärme?). Eine der wichtigsten Entscheidungen betrifft hierbei die Wahl einer geeigneten Wärmequelle. Ein weiterer wichtiger Aspekt zur Erreichung der Wirtschaftlichkeit stellen außerdem Förderprogramme, wie das BEW (Bundesförderung für effiziente Wärmenetze) dar. Auf den zahlreichen Unterseiten finden Sie detaillierte Informationen rund um die Dimensionierung, Planung und Simulation von kalten Nahwärmenetzen, beispielsweise zum Thema Netzdimensionierung oder Wärmeverlusten und Wärmeeinträgen in ein kaltes Nahwärmenetz. Insbesondere für die Abschätzung von Wärmeverlusten und Wärmegewinnen in ungedämmten Netzen spielen auch die vorherrschenden Erdbodentemperaturen eine Rolle. Am häufigsten werden kalte Nahwärmenetze für Neubauquartiere geplant, kalte Nahwärme kann jedoch auch für die Sanierung von Bestandsquartieren zu einer Schlüsseltechnologie werden.

Bezeichnungen von kalter Nahwärme

Kalte Nahwärmenetze sind unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt: Vor allem in der Schweiz werden diese Systeme als Anergienetze bezeichnet. In Deutschland sind auch die Begriffe Kaltnetz oder Low-ex-Wärmenetz gebräuchlich. In Abgrenzung zum Begriff der Wärmenetze 4.0 ist auch die Bezeichnung Wärmenetze der 5. Generation (Wärmenetze 5.0) vermehrt anzutreffen. Da kalte Nahwärmenetze neben Wärme auch Kälte bereitstellen und so ein bidirektionaler Energiefluss zwischen Gebäude und Netz stattfindet, werden sie auch als bidirektionale (Niedertemperatur-)Wärmenetze bezeichnet. Außerdem sind die Begriffe kalte Fernwärme, Kaltwärmenetze oder kalte Wärmenetze in Deutschland gebräuchlich. Quartiere, die überwiegend durch Wärmepumpen versorgt werden, werden auch als Wärmepumpenquartiere bezeichnet.