Auf dieser Seite erfahren Sie alles zu LowEx-Netzen: Was sind LowEx-Wärmenetze? Welcher Unterschied besteht zu kalten Nahwärmenetzen? Wo entstehen LowEx-Netze?

Definition: Was sind LowEx-Netze?

LowEx-Netze sind eine spezielle Form von Niedertemperaturnetzen, die auf geringerem Temperaturniveau als konventionelle Wärmenetze betrieben werden. Eine starre Definition für LowEx-Netze existiert bislang nicht. Der Begriff "LowEx-Netz" steht für Low-Exergie-Netz, oder übersetzt Niedrig-Exergie-Netz. Dies bedeutet, dass das Wärmenetz Energie bzw. Wärme auf einem geringen Exergie-Niveau bereitstellt. Im Allgemeinen werden LowEx-Netze mit Temperaturen unterhalb von 50 °C betrieben. Mitunter wird der Begriff LowEx-Netz auch synonym zu "kalte Nahwärme" oder "Anergienetz" verwendet. Gleichzeitig werden auch konventionelle Niedertemperaturnetze (Wärmenetze der 4. Generation) als LowEx-Netze bezeichnet. Aufgrund des hohen Verwechslungspotentials und der nicht existierenden Definition sollte auf den Begriff LowEx-Netz verzichtet werden und entweder von Niedertemperaturnetz (Wärmenetz 4. Generation) oder von kaltem Nahwärmenetz (Wärmenetz 5. Generation) gesprochen werden. Typische Merkmale von LowEx-Wärmenetze sind Wärmerückgewinnung (also die Nutzung von Abwärme), Nutzung von Umgebungswärme bzw. Wärmequellen mit niedrigem Temperaturniveau (und damit Exergiegehalt), Niedertemperatur-Heizsysteme in Gebäuden (Fußbodenheizung) sowie Hochtemperatur-Kühlsysteme zur Raumklimatisierung. Häufig wird auf die dezentrale Einspeisung von Abwärme in das Netz als Charakteristikum für LowEx-Netze herangezogen. Der Ausdruck Low-Exergie drückt aus, dass die gelieferte Wärme nur einen geringen Teil Exergie und einen hohen Teil Anergie enthält, die Wärme also nahe der Umgebungstemperatur vorliegt.

Unterschied zwischen LowEx-Netz und kalter Nahwärme

Wie im vorherigen Abschnitt erläutert, existiert keine allgemeine Definition des Begriffs "LowEx-Netz". In einigen Fällen bezeichnet ein LowEx-Netz ein typisches kaltes Nahwärmenetz bzw. Anergienetz. Kalte Nahwärme und Anergienetze bezeichnen das gleiche Versorgungskonzept und definieren sich über die geringen Wärmenetztemperaturen, welche nicht ausreichen, um Gebäude direkt mit Wärme zu versorgen (dezentrale Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind in jedem Gebäude notwendig). Kalte Nahwärmenetze werden auch als kalte Wärmenetze oder kalte Fernwärme bezeichnet. Weitere Erläuterungen sind auch im Glossar zu kalter Nahwärme erläutert.

Im nPro-Tool können LowEx-Netze (also sowohl Niedertemperaturnetze als auch kalte Nahwärmenetze) geplant und simuliert werden.

Projekte in der Umsetzung: Berlin-Tegel

Ein bekanntes als "LowEx-Netz" beworbenes Wärmenetz ist das geplante kalte Nahwärmenetz auf dem ehemaligen Flughafengelände in Berlin Tegel (TXL). Auf dem Gelände wird die sogenannte Urban Tech Republic entstehen, ein moderner Forschungs- und Industriepark sowie das Schumacher Quartier. Im Schumacher Quartier entstehen über 5.000 neue Wohneinheiten. Das Gebiet wird über eines der längsten kalten Nahwärmenetze mit Wärme und Kälte versorgt und von dem Energiekonzern E.ON und den Berliner Stadtwerken realisiert. Es werden dabei eine Vielzahl unterschiedlicher Wärmequellen eingebunden, von Geothermie und Abwärmequellen bis hin zu Abwasserwärme. Im Sommer wird das Netz auf 20 °C betrieben, im Winter auf 40 °C. Wärmebedarfe können über dezentrale Wärmepumpen in den Gebäuden gedeckt werden. Kältebedarfe über Kältemaschinen, die die Abwärme in das LowEx-Netz einspeisen. Das Verteilnetz wird eine Länge von über 10 km aufweisen und gilt damit zur Zeit seines Baus als längstes kaltes Nahwärmenetz in Deutschland. Für weitere Praxisbeispiele sei auf die Übersicht zu kalten Nahwärmenetzen verwiesen.

Forschungsprojekte

Einige bereits abgeschlossene Forschungsprojekte haben speziell den Begriff LowEx-Netz aufgegriffen und dabei verschiedene Versorgungskonzepte untersucht. Im Folgenden werden die Projekte LowEx-Bestand und LowExTra kurz vorgestellt.

Forschungsprojekt: LowEx-Bestand (Bestandgebäude)

Der Kurztitel "LowEx-Bestand" steht für "LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von sanierten Mehrfamilien-Bestandsgebäuden" und untersuchte Wärmeversorgungslösungen für den Einsatz von Wärmepumpen, Wärmeübergabestationen sowie Lüftungssystemen in sanierten Mehrfamilienhäusern. Das Ziel des Projekts war es, LowEx-Konzepte für Bestandsgebäude zu erforschen und technologisch weiter zu entwickeln. Zentral war dabei die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit sowie der Betriebsqualität mit dem Ziel einer zügigeren Markteinführung.

Forschungsprojekt: LowExTra (Wärmenetze)

Das Forschungsprojekt "LowExTra" untersuchte neuartige Wärmenetzkonzepte, welche ähnlich zu kalten Nahwärmenetzen sind. Die Netze wurden als Niedrig-Exergie-Trassen bezeichnet, woher das Projektakronym resultiert. Speziell wurden hierbei bidirektionale Wärmenetze untersucht, also kalte Netze, welche neben Wärme auch Kälte bereitstellen und über keinen festgelegten Vor- und Rücklauf verfügen, sondern nur über einen warmen und kalten Leiter (Mehrleiter- bzw. Zweileiter-System). Der Prosumer-Gedanke spielt in diesen Netzen eine herausragende Rolle, da Kälteabnehmer immer auch Wärmeproduzenten darstellen. Das im LowExTra untersuchte Versorgungskonzept wird heutzutage auch als Wärmenetz der 5. Generation bezeichnet. Technisch entspricht es einem kalten Nahwärmenetze (Anergienetz), in dem jedoch ein bidirektionaler Energiefluss stattfindet (Wärme- und Kälteversorgung).

Rohrsysteme für LowEx-Wärmenetze: Stahl oder Kunststoff?

Je geringer die Netztemperaturen, desto eher machen Kunststoffrohre und bei kalter Nahwärme auch ungedämmte Kunststoffrohre Sinn. Konventionelle Wärmenetze (Wärmenetze der 3. Generation) werden mit hohen Drücken und Temperaturen (an die 100 °C) betrieben und werden daher nur mit Stahlrohren realisiert. Moderne Niedertemperaturnetze (Wärmenetze der 4. Generation) kommen hingegen häufig mit vorisolierten flexiblen Kunststoffleitungen aus. Die Verlegung und das Material dieser Leitungen sind wesentlich kostengünstiger und bei der Installation wesentlich einfacher zu handhaben. Bei kalten Nahwärmenetzen kommen darüber hinaus häufig ungedämmte Rohrleitungen zum Einsatz, wie in der Übersicht zu kalten Nahwärmenetzen aufgeführt ist. Hierbei handelt es sich um unisolierte Polyethylen-(PE-)Leitungen, die es sogar erlauben, Wärmegewinne zu erzielen, wenn die Netztemperaturen unterhalb der Erdbodentemperatur liegt.