Nahwärme ist ein Baustein, um die festgelegten Klimaschutzziele im Rahmen der Energiewende zu erreichen. Dazu muss die Energieerzeugung ausgebaut und erneuerbare Energien stärker einbezogen werden.

Auch der Bau und die Verbreitung dezentraler KWK-Anlagen kann zum Schutz der Umwelt beitragen. Um die CO2-Emissionen im gewünschten Umfang zu senken, müsste sich der Anteil der Fern- und Nahwärme am deutschen Wärmemarkt bis 2050 im Vergleich zu 2004 vervierfachen.

Außerdem sollte der Anteil der erneuerbaren Energien an der Fernwärme bis 2050 bei etwa 75% liegen. Neben Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen stehen auch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden, auf der Agenda.

Nahwärme besteht aus umweltfreundlichen Heizzentralen und Wärmenetzen

Bei der Nahwärme handelt es sich um zentral erzeugte Wärme, die über eine geringe Entfernung über ein Netz an den Nutzer übertragen wird. Wenn die Entfernung mehr als einen Kilometer beträgt, spricht man von Fernwärme.

Für den Transport wird Wasser verwendet, das in einem zentralen Kessel erhitzt und über isolierte Rohre in die Gebäude geleitet wird. Die Wärme wird über eine Übergabestation an das Heizungs- oder Warmwassersystem beim Verbraucher geliefert. Ein zentrales Heizungssystem versorgt viele Orte mit Nahwärme, z. B. Wohnhäuser, Gewerbeobjekte, Wohnsiedlungen oder sogar ganze Dörfer oder Städte.

Nahwärme Heizzentralen

Nahwärme wird in kleineren Anlagen erzeugt als Fernwärme, die oft von großen Heizkraftwerken oder Heizwerken geliefert wird. Es gibt verschiedene Arten von Wärmequellen, aber die gängigsten sind:

• kleine Kraftwerke, die sowohl Wärme als auch Strom erzeugen
• Anlagen, die Wärmepumpen verwenden
• Mit Holz betriebene Heizkessel
  Kollektoren für Sonnenenergie
• Abwärme

Wenn die Windenergie weiter ausgebaut wird, könnte sie auch zur Wärmeerzeugung genutzt werden. Überschüsse, die durch Starkwinde erzeugt werden, könnten zum Betrieb von Heizstäben in Nahwärmenetzen verwendet werden. Die Effizienz wäre zwar gering, aber die Investitionskosten wären recht günstig.

Die Vor- und Nachteile von Nahwärmenetzen

Nahwärmenetze haben bestimmte Vorteile gegenüber herkömmlichen Wärmeerzeugungssystemen. Die Wärmeerzeuger der Zentrale sind außerordentlich energieeffizient, und die Systeme haben einen wesentlich besseren Wirkungsgrad als z.B. Heizkessel, die direkt beim Kunden installiert sind.

Wenn der Wärmeerzeuger aktualisiert oder angepasst werden muss, ist dies in der Regel ein einfacher Prozess. So können beispielsweise Solarkollektoren einfach angepasst werden, und der Austausch eines Holzkessels durch ein KWK-System ist ebenfalls ein einfacher Prozess. Darüber hinaus kann erneuerbare Energie in Form von Biomasse, z.B. Holzpellets, für das Nahwärmenetz verwendet werden.

Die Abgasqualität ist bei einem großen Kessel in der Regel deutlich besser als bei einem kleinen Ofen; auch die Kosten für die Brennstoffbeschaffung und die Wartung sind in der Regel günstiger. Nahwärmenetze können mit saisonalen Wärmespeichern ausgestattet werden, so dass ein großer Teil der Solarthermie genutzt werden kann. Außerdem sind sie ideal für die Kraft-Wärme-Kopplung geeignet, die den steigenden Bedarf an Energie und Wärme im Winter deckt.

Eine bivalente und damit sehr energieeffiziente Arbeitsweise ist in Kraftwerken für die Nahwärmeversorgung leicht zu erreichen. Nahwärmenetze bieten vor allem für Städte den großen Vorteil, dass sie an den Bedarf angepasst werden können. Kommunale Gebäude, Privathäuser und Gewerbebetriebe werden über ein gemeinsames Netz versorgt, das auf umweltfreundliche Weise mit Abwärme und erneuerbarer Energie beheizt werden kann.

Der Wärmeerzeuger muss nicht in einem separaten Gebäude untergebracht sein; er kann auch im Keller eines großen Wohnkomplexes oder in einem Schwimmbad untergebracht sein.

Ein Nahwärmenetz hat jedoch mehrere Nachteile. Zentrale Erzeugungsanlagen sollten kosteneffizient sein, was jedoch von einer Reihe von Faktoren abhängt. Es besteht die Möglichkeit, dass bei der Verwendung von fossilen Brennstoffen wie Erdgas der Preis wesentlich höher ist.

Biogas, das bereits in Strom umgewandelt wird, ist kostengünstiger, da es Wärme erzeugt, die in das Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Nahwärme ist am kosteneffizientesten, wenn sie für die Versorgung von Gebäuden verwendet wird, die möglichst nahe beieinander liegen, oder vor allem für große Gebäude, so dass weniger und längere Leitungen erforderlich sind.

Wachstumschancen für Nahwärmenetze

Vor allem in ländlichen Gebieten besteht die Möglichkeit, die Nahwärmeversorgung auszubauen. Standorte, an denen erneuerbare Energien vor Ort verfügbar sind, sind ideal für Heizzentralen. Vor allem Gemeinden in Süddeutschland bieten optimale Randbedingungen für die Nutzung von Nahwärme, während Gemeinden im Norden und Osten hinterherhinken.

Nahwärmenetze hingegen können nicht nur an den günstigsten Standorten errichtet werden, auch in anderen Regionen lohnt sich der Ausbau. In der Vergangenheit wurde dies jedoch größtenteils durch staatliche Förderprogramme bewerkstelligt, während die Marktteilnehmer wenig Interesse am Aufbau einer eigenen Wärmeversorgungsinfrastruktur zeigten.

Heizsysteme der vierten Generation

Wärmenetze könnten, ausgehend von ihrem Entwicklungspotenzial, irgendwann 25 bis 30 Prozent des deutschen Wärmebedarfs decken. Durch optimale Vor- und Rücklauftemperaturen, Wärmespeicherung und Sektorkopplung kann ein technisch und wirtschaftlich effizientes System ein Gleichgewicht zwischen Wärmequellen und Wärmebedarf herstellen.

Wärmenetze der vierten Generation werden alle verfügbaren Optionen nutzen. Wärmenetzsysteme 4.0 sind verlust- und temperaturoptimiert, und die Wärmebereitstellung berücksichtigt die Klimaschutzziele. Die Wärmeversorgung erfolgt mit Abwärme und erneuerbaren Energien. Wärmenetzsysteme sind durch die Möglichkeit der Anpassung des Temperaturniveaus besonders energie- und kosteneffizient.

Die Dekarbonisierung des Wärmemarktes wird mit der Unterstützung moderner Wärmenetze vorangetrieben.