Wärmenetze im Quartier
Wärmenetze stellen eine wichtige Technologie für die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung dar, da sie regenerative Wärmequellen kosteneffizient erschließen können und die thermische Vernetzung von Gebäuden im Quartier ermöglichen.
Was sind Wärmenetze?
Wärmenetze dienen dazu, Wärme von einer zentralen Wärmeerzeugung zu mehreren Verbrauchern zu transportieren. Dabei werden zwei wasserführende Rohrleitungen zwischen Wärmeerzeugung und Gebäuden verlegt: Eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung. Im Vorlauf wird heißes Wasser von der Heizzentrale zu den Gebäuden gepumpt, welche das heiße Wasser in Wärmeübertragern nutzen, um Raumwärme oder Trinkwarmwasser bereitzustellen. Hierbei kühlt sich das Wasser der Vorlaufleitung um rund 10-30 Kelvin ab und wird dann über die Rücklaufleitung zurück zur Heizzentrale transportiert, wo es erneut auf die Vorlauftemperatur erwärmt wird. Klassische Heizzentralen verfügen über fossile Wärmeerzeuger wie Gaskessel oder gasbetriebene Blockheizkraftwerke. Zur Dekarbonisierung der Wärmeerzeugung werden jedoch vermehrt regenerative Wärmequellen eingesetzt wie Solarthermie oder Abwärme aus Industrieprozessen, die sonst ungenutzt an die Umgebung abgegeben werden würden.
Klassifizierung von Wärmenetzen
Wärmenetze werden häufig in 5 verschiedene Generationen unterteilt: Die erste Generation wurde ab Ende des 19. Jahrhunderts errichtet und wurde noch mit zirkulierendem Dampf betrieben. Ein Beispiel für diesen Wärmenetztyp ist das nach wie vor im Betrieb befindliche Wärmenetz von New York City. Heutzutage werden zumeist Wärmenetze der 3. Generation oder 4. Generation errichtet. Wärmenetze der 3. Generation nutzen unter Druck stehendes Heißwasser von rund 100 °C im Vorlauf. Die hohen Wassertemperaturen führen jedoch zu erheblichen Wärmeverlusten, insbesondere im Sommer wo nur wenig Wärme abgenommen wird. Bei Wärmenetzen der 4. Generation werden geringere Vorlauftemperaturen von etwa 70 °C gewählt. Dies ermöglicht die Nutzung von regenerativen Wärmeerzeugern wie Solarthermie, Geothermie oder Abwärme aus Industrieprozessen und verringert die Wärmeverluste im Verteilnetz. Die neueste Entwicklung sind sogenannte Wärmenetze der 5. Generation, welche auch als kalte Nahwärmenetze oder Anergienetze bekannt sind. Mit Hilfe von kalten Nahwärmenetzen ist es möglich, Wärme und Kälte mit einem einzigen Netz bereitzustellen und Abwärme aus Gebäuden mit Kältebedarf zur Beheizung von Gebäuden mit Wärmebedarfen zu nutzen und so Wärme- und Kältebedarfe im Quartier teilweise gegenseitig auszugleichen.
Unterschied zwischen Nahwärme und Fernwärme
Es besteht keine klare Abgrenzung zwischen Nah- und Fernwärmesystemen. Typischerweise sind Nahwärmenetze kleinere, lokale Netze, welche aus Heizzentralen vor Ort gespeist werden. Fernwärmenetze sind oftmals große Netze mit vielen tausenden angeschlossenen Gebäuden, welche häufig durch Abwärme aus großen Kraftwerken gespeist werden.
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