Bezeichnungen von kalten Nahwärmenetzen

Allgemeine Bezeichnungen in der Energietechnik und Forschung

• Kalte Nahwärme: Der Begriff "kalte Nahwärme" ist in Deutschland der am weitesten verbreitete Begriff. Interessanterweise gibt es keine allgemeine Übersetzung für den Begriff im Englischen. Daher haben sich insbesondere in der internationalen Forschungslandschaft eine stark uneinheitliche Terminologie und viele unterschiedliche Begriffe für das Prinzip der kalten Nahwärme etabliert.
• Anergienetz: Insbesondere in der Schweiz aber auch im übrigen deutschsprachigen Raum ist der Begriff "Anergienetz" weit verbreitet. Die Bezeichnung rührt daher, dass aufgrund der Netztemperaturen auf Niveau des umgebenden Erdreiches lediglich Anergie transportiert und verteilt wird. Wärmepumpen in den Gebäuden nutzen dann diese "Umgebungswärme", um die Wärmebedarfe zu decken.
• Wärmenetze 5. Generation: In der internationalen Forschung hat sich der Begriff 5th Generation District Heating and Cooling oder kurz 5GDHC etabliert. Er basiert auf der Klassifizierung von Wärmenetzen in fünf Generationen.
• Wärmenetze 5.0: Die Bezeichnung Wärmenetze 5.0 geht auf den Begriff Wärmenetze 4.0 zurück. Die Klassifizierung 4.0 bzw. 5.0 stammt von den unterschiedlichen Generationen von Wärmenetzen, welche in der internationalen Fernwärmeforschung unterschieden werden. Hierbei stellen Wärmenetze der 4. Generation ("4th generation district heating", 4GDH) moderne Niedertemperaturnetze dar, welche auf Temperaturniveaus von 40 - 80 °C betrieben werden. Sie weisen geringere Wärmeverluste auf als die dritte Generation von Wärmenetzen. Da sich kalte Nahwärmenetze jedoch bspw. bei den Netztemperaturen stark von der vierten Generation unterscheiden, hat sich für kalte Nahwärme der Begriff der fünften Generation etabliert.
• Kalte (intelligente) Netze: Durch den Zusatz des intelligenten Netzes soll hervorgehoben werden, dass die Regelung in kalten Nahwärmenetzen häufig komplexer ist als bei herkömmlichen Wärmenetzen. Dies ist ein Ergebnis der Vielzahl an System-Komponenten (dezentrale Wärmepumpen, zentrale Erzeuger, Netzpumpen, Wärmespeicher, Photovoltaik-Anlagen, etc.), welche optimal gesteuert werden sollten, um die höchste Systemeffizienz zu erreichen.
• Kalte Wärmenetze
• Kaltnetze oder Kaltwärmenetze: Alternativ zum Begriff des kalten Wärmenetzes sind auch die Bezeichnungen Kaltnetze oder Kaltwärmenetze gebräuchlich. Alle Begriffe heben auf die sehr geringen Vorlauftemperaturen ab, welche nicht ausreichen, um Gebäude direkt (mittels Wärmeübertrager) mit Wärme zu versorgen, sodass dezentrale Wärmepumpen in den Gebäude notwendig sind.
• Kalte Fernwärme: Der Begriff Fernwärme bezeichnet im Unterschied Nahwärme im Allgemeinen sehr große urbane Netze, welche von großen Kraftwerken gespeist werden. Nahwärmelösungen sind hingegen kleinere lokale Netze mit bis zu einigen hundert Gebäuden. Kalte Nahwärmelösungen werden in aller Regel für Quartiere entwickelt und nicht für große urbane Räume. Allerdings könnte sich dies in Zukunft ändern, da es Überlegungen gibt, alte Fernwärmenetze in kalte Netze umzuwandeln und zentral zu speisen, beispielsweise aus Flüssen oder Meeren. Erste Projekte wurden in Norwegen realisiert. Auf diese Weise könnte die Effizienz von Fernwärmesystemen deutlich erhöht werden.
• Bidirektionale Niedertemperatur-Wärmenetze: Der Begriff "bidirektional" hebt auf den zweiseitig gerichteten Energiestrom zwischen Gebäude und Wärmenetz ab: Gebäude können Wärme aus dem kalten Nahwärmenetz beziehen oder Wärme in das Netz einspeisen (Prosumer). "Bidirektional" bezieht sich dabei nicht auf die Massenströme im Netz. Um die nicht-gerichteten Massenströme im Netz zu beschreiben, hat sich der Begriff des ungerichteten Netzes etabliert.
• Ein im Englischen weit verbreiteter Begriff für kalte Nahwärmenetze ist Ambient loop. Hier bezieht sich das Wort "ambient" auf die Netztemperatur, welche im Bereich der Umgebungstemperatur liegt.
• Im der englischen Fachliteratur werden kalte Nahwärmenetze auch Balanced Energy Network ("ausgeglichenes Energienetz") bezeichnet. Der Begriff "balanced" bezieht sich dabei darauf, dass durch das Netz Wärme- und Kältelasten zum Teil ausgeglichen werden können und so die von außen zugeführte Wärme- und Kälteleistung teilweise stark reduziert werden kann.
• Ein weiterer englischer Begriff ist Combined heating and cooling (CHC) networks: Der Begriff "combined" betont, dass mit einem Wärmenetz sowohl Wärme- aus auch Kältebedarfe gedeckt werden können. Der Begriff wurde in einer wissenschaftlichen Studie aus dem Jahr 2021 für kalte Nahwärmenetze vorgeschlagen.
• Im Französischen werden kalte Nahwärmenetze als Boucle d'eau tempérée bezeichnet. Ins Deutsche übersetzt bedeutet dies "temperierter Wasserkreislauf" oder im Englischen "tempered water loop".
• In Dänemark werden kalte Nahwärmenetze auch als Termonet (Thermonet) bezeichnet.
• In den USA, ist auch der Begriff Geogrid verbreitet.

Bezeichnungen kommerzieller Anbieter

• ectogrid^TM: Kalte Nahwärmenetze werden vom Energieversorger E.ON unter der Bezeichnung ectogrid^TM vertrieben. Fokus der angebotenen Systeme liegt auf der Versorgung von Wärme und Kälte, was den Ausgleich von Wärme- und Kältebedarfen maximiert und so zu besonders hohen System-Wirkungsgraden führt. Eine intelligente Steuerung sorgt ferner für eine optimale Systemregelung sowie die intelligente Vernetzung mehrerer Quartiere durch Cloudlösungen zur Hebung von Synergieffekten zwischen mehreren Quartieren.
• GeoGrid^TM: Vom US-amerikansichen Anbieter EcoSmart Solution wird ein kaltes Nahwärme-System mit Geothermie-Anbindung unter der Bezeichnung GeoGrid angeboten.

Weniger geeignete Begriffe

• Niedertemperaturnetze: Dieser Begriff wird vereinzelt ebenfalls genutzt. Er ist jedoch keine gute Wahl, da er gewöhnliche Wärmenetze mit Vorlauftemperaturen von 40 °C und darüber miteinschließt.
• Low-Exergie-Netz (LowEx-Netz): Der Begriff des Low-Ex-Netzes ist nicht scharf definiert und bezeichnet im Allgemeinen Niedertemperaturnetze und nicht nur kalte Nahwärmenetze. "Low-Exergie" hebt hervor, dass aufgrund der geringen Vorlauftemperaturen der Anteil der Exergie an der gelieferten Wärme geringer ist als bei heißen Netzen. Der Begriff ist daher verwandt mit der Bezeichnung "Anergienetz", welcher ausdrückt, dass die gelieferte Wärme vollständig Anergie und nicht Exergie ist.
• Wärmenetz 4. Generation (4GDH): Niedertemperaturnetze werden gemäß der üblichen Klassifizierung von Fernwärmenetzen auch als Wärmenetz 4. Generation oder Wärmenetz 4.0 bezeichnet.
• Ultra-low temperature network (ULTDH): Obwohl eine einheitliche Definition fehlt, werden mit dem Begiff "Ultra-Niedertemperturnetze" (engl. ultra-low temperature network, ULTDH) zumeist Wärmenetze bezeichnet, welche Raumwärme-Bedarfe direkt mittels Wärmeübertrager decken können und lediglich für Trinkwarmwasser dezentrale Wärmepumpen in den Gebäuden vorsehen. Kalte Nahwärmenetze sind jedoch Systeme in den auch für die Raumwärmebereitstellung dezentrale Gebäude-Wärmepumpen installiert werden müssen.

Quellen

1. Informationen zum ectogrid^TM-System von E.ON
2. Informationen zu Balanced Energy Networks auf benuk.net
3. Wissenschaftliche Studie zur Terminologie von modernen Wärmenetzkonzepten: Vocabulary for the fourth generation of district heating and cooling, M. Sulzer, S. Werner, S. Mennel, M Wetter, Smart Energy, 1, 100003, 2021, DOI: 10.1016/j.segy.2021.100003
4. Modeling and Simulation of a Heating Mini-Grid for a Block of Buildings, K. Filonenko, K. Arendt, M. Jradi, S. Andersen, C. Veje, 16th IBPSA International Conference, 2.-4. September 2019, Rome, 2019.

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