Wärmenetze

1. Was ist das?

Wärmenetze dienen zur Versorgung von mehreren Wärmeabnehmern durch  zentrale Wärmequellen.

Das Wärmenetz besteht aus zwei Rohrleitungen. Der Vorlauf wird genutzt, um das erwärmte Medium zum Abnehmer zu leiten und im Rücklauf wird das durch den Abnehmer abgekühlte Medium zur Wärmequelle zurückgeführt.

Als Wärmequelle kann eine Vielzahl von Technologien dienen. Neben Heizwerken, die die Wärme mit Öl- oder Gaskesseln und Blockheizkraftwerken erzeugen, kann auch Abwärme aus industriellen Prozessen genutzt werden.

Ebenso können regenerative Quellen, wie Geothermie, Solarthermie oder Biomasseverbrennung als Wärmequellen genutzt werden.

Die Wärmezusammenstellung kann dabei aus mehreren dieser Quellen kombiniert werden.

2. Wo ist der Einsatz sinnvoll?

Die Effizienz von Wärmenetzen ist abhängig von der Dichte der Wärmeabnehmer. Je mehr Wärme pro Meter Wärmetrasse abgegeben werden kann, desto sinnvoller ist der Einsatz eines Wärmenetzes. Als unterer Schwellenwert wird in ländlichen Gebieten 0,5 MWh/m Trasse genannt.

Weiterhin hat die Beschaffenheit der Oberflächen einen großen Einfluss auf die Baukosten. Können unbefestigte Rasenflächen genutzt werden, sind die Baukosten niedriger, in städtischen Gebieten, wo ein Großteil der Leitungen in Asphaltflächen verlegt werden muss, höher.

Weitere Faktoren können potenzielle Wärmequellen vor Ort sein, wie zum Beispiel eine Biogasanlage oder ein Industriebetrieb, bei dem Abwärme anfällt.

3. Wie nachhaltig ist es?

Wie nachhaltig ein Wärmenetz ist, hängt von den eingesetzten Wärmequellen ab.

Wird als Wärmequelle Umweltwärme oder Wärme aus Biomasseverbrennungsanlagen eingesetzt, kann die Wärme als annähernd CO2-neutral eingestuft werden. Wenn der zur Wärmeerzeugung und zum Wärmetransport eingesetzte Strom ebenfalls regenerativ erzeugt wird, z.B. durch ein Biogas-BHKW, kann die bilanzielle CO2-Emission des Netzes 0 betragen.

Um ein Wärmenetz effizient und nachhaltig betreiben zu können, sollten die Netzverluste möglichst gering gehalten werden. Dies kann durch stärkere Dämmung der Wärmerohre und intelligente Fahrweise des Netzes erreicht werden.

4. Wer sollte für diese Lösung einbezogen werden?

Bei der Errichtung eines Wärmenetzes sollte man sich zuerst an mögliche Betreiber wenden. Dies kann ein lokales Stadtwerk, aber auch eine Bürgerinitiative sein, die das Wärmenetz in Form einer Genossenschaft betreibt.

Da der Erfolg eines Wärmenetzes stark von der Anschlussdichte abhängt ist es wichtig, früh die Bürger vor Ort zu informieren und zu beteiligen. Dies kann z.B. in Form von öffentlichen Informationsveranstaltungen geschehen.

In Neubaugebieten sollte so früh wie möglich die Gemeinde einbezogen werden, damit das Wärmenetz bereits bei der Erstellung des Bebauungsplans mitgedacht wird und Flächen für das Heizwerk vorgesehen werden können.

5. Stand der Technik

Wärmerohre bestehen aus dem Medienrohr, durch das das Wärmeträgermedium geleitet wird, der Dämmung und einem Schutzmantel.

Das Medienrohr kann aus Stahl oder aus vernetztem Polyethylen, sogenanntem PE-X gefertigt sein. PE-X-Rohre bieten den Vorteil, dass sie flexibel sind und als Rollenware geliefert werden können. So ist es möglich, weite Strecken am Stück zu verlegen, ohne teure Formstücke und Verbindungen einsetzen zu müssen. Allerdings können PE-X-Rohre in der Regel nur bis zu einem Druck von 6 bar und einer Temperatur von 85 °C eingesetzt werden, ohne die Haltbarkeit signifikant zu verschlechtern. Bei Dimensionen über DN 100 ist auch die Flexibilität nicht mehr gegeben und die benötigten Formstücke werden sehr teuer.

Stahlrohre können bei höheren Drücken und Temperaturen eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei Stahlrohren eine Leckageüberwachung im Rohr verbaut werden kann, die frühzeitig auf Wassereintritt in die Dämmung hinweist.

Unabhängig vom Medienrohr werden die Wärmerohre mit PUR-Schaum gedämmt. Die Dicke der Dämmung gibt es gewöhnlich in drei Dämmstärken.

Um Netzverluste zu minimieren kann man als Wärmerohr sogenanntes Doppelrohr einsetzen. Beim Doppelrohr befinden sich die beiden Medienrohre für Vorlauf und Rücklauf in einem Verbund übereinander. Dadurch wird die wärmeabgebende Oberfläche ans Erdreich deutlich reduziert.

6. Beispiele

Wärmenetze können sowohl in bestehenden Wohngebieten als auch in Neubaugebieten errichtet werden.

Im Ort Venne werden ca. 150 Anschlussnehmer im Bestand mit Wärme über ein 9,5 km langes Wärmenetz versorgt. Die Wärme stammt aus der Abwärme einer Waffelbäckerei. Als Redundanzanlage werden zwei Erdgaskessel und ein 1000 m3-Pufferspeicher in einer Heizzentrale vor der Waffelbäckerei eingesetzt.

Zusätzlich wurde ein Neubaugebiet mit 30 Anschlussnehmern nachträglich an dieses Wärmenetz angeschlossen.

Betrieben wird das Netz von einer Bürgerenergiegenossenschaft, die sich vor Ort gegründet hat.