Wärmenetze: Dezentrale Insel-Lösungen besser

Foto: Willi Heidelbach
Foto: Willi Heidelbach

EnWiPo führte mit Gunnar Eikenloff, der am Wolfenbütteler EOS – Institut für ener­gie­opti­mierte Systeme forscht, ein Interview zu den Vor- und Nachteilen sowie der Zukunftsfähigkeit von Wärmenetzen.
Welche grund­sätz­li­chen Vor- und Nachteile sehen Sie in Nah- und Fernwärmenetzen?

Gunnar Eikenloff.
Gunnar Eikenloff.

Durch die Nutzung von Fern- oder Nahwärmenetzen ist man gene­rell in der Art der Wärmeversorgung tech­no­lo­gie­of­fen, d.h. die Art der Wärmeerzeugung kann zen­tral erstellt und im Falle neuer effi­zi­en­te­rer Technologie leich­ter aus­ge­tauscht wer­den als bei dezen­tra­len Lösungen. Des Weiteren kann bzw. muss zur Wärmeversorgung mit­tels Fern-/Nahwärme Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zum Einsatz kom­men, um neben der erfor­der­li­chen Wärme Strom zu pro­du­zie­ren. Aufgrund der hier­bei grö­ße­ren Wärmeverbünde ist oft­mals ein sinn­vol­ler Einsatz von KWK erst durch eine hohe Grundwärmeabnahme mög­lich gegen­über zum Beispiel des Grundlastanteils ein­zel­ner Wohngebäude mit dezen­tra­ler Versorgung.

Dennoch ist grund­sätz­lich dar­auf zu ach­ten, dass jede zusätz­li­che Fernwärmetrasse zusätz­li­che Wärmeverluste bedeu­tet, die unge­nutzt an das Erdreich über­tra­gen wer­den. Aus die­sem Grund ist es zwin­gend erfor­der­lich, dass diese Verteilverluste auf ein Minimum redu­ziert wer­den und in einem ver­tret­ba­ren Verhältnis zum eigent­li­chen Nutzen – der Wärmeabnahme – ste­hen. Daher sind sol­che Systeme ledig­lich bei einer aus­rei­chen­den Netzdichte und ent­spre­chend hoher Wärmeabnahme sinn­voll ein­setz­bar.

Neben der rein ener­ge­ti­schen Betrachtung ist auch die wirt­schaft­li­che Sichtweise nicht zu ver­nach­läs­si­gen. Viele Wärmenetze, die auf­grund even­tu­el­ler Anreizprogramme geför­dert wer­den, sind ggf. nur durch diese Fördersummen wirt­schaft­lich – nach Auslaufen der Förderzeiträume blei­ben jedoch Wartungs- und Instandhaltungskosten bestehen und bewir­ken nicht sel­ten einen Preisanstieg für die Wärmekunden, um die fort­wäh­ren­den Kosten tra­gen zu kön­nen. Verstärkt wird die­ser Effekt durch die eben­falls gefor­der­ten und geför­der­ten ener­ge­ti­schen Sanierungsmaßnahmen an den Gebäuden, die lang­fris­tig die Wärmeabnahme redu­zie­ren und die spe­zi­fi­schen Kosten (€/kWh), auf­grund sin­ken­der Wärmeabnahme und kon­stan­ter Fixkosten, stei­gen las­sen.

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Wo sehen Sie den zukünf­ti­gen Platz von Wärmenetzen bei immer effi­zi­en­te­ren Gebäuden?

Um künf­tig einen sinn­vol­len Einsatz von Wärmenetzen zu recht­fer­ti­gen, ist grund­sätz­lich auf eine dichte Besiedelung mit aus­rei­chend Wärmeabnahme zu ach­ten. Hierbei sollte heute schon der in Zukunft stark redu­zierte Wärmeverbrauch der Gebäude berück­sich­tigt wer­den. Wenn man bedenkt, dass heute bereits auch klei­nere Insellösungen mit Kleinst-BHKW’s rea­li­sier­bar sind, soll­ten in Anbetracht der nicht ver­meid­ba­ren Verteilverluste sol­cher gro­ßen Netze eher sol­che dezen­tra­len Szenarien zum Einsatz kom­men.

Welche grund­sätz­li­chen Entscheidungskriterien legen Sie zugrunde, um die Wirtschaftlichkeit eines Wärmenetzes für ein Neubaugebiet ein­zu­schät­zen?

Für die Neuerstellung von Wärmenetzen bzw. den Ausbau bestehen­der Netze sollte immer ein KWK-Anteil von min­des­tens 25 % – bes­ser 50 % – vor­ge­se­hen wer­den. Der Verteilnutzungsgrad des Netzes darf wär­me­sei­tig nicht gerin­ger als 90 % sein (auch lang­fris­tig bei redu­zier­ter Wärmeabnahme durch ener­ge­ti­sche Modernisierung der Gebäude). In Zahlen betra­gen die zu for­dern­den Kennwerte der Verteilverluste weni­ger als 10 bis 15 kWh je m²Wohn­flä­che und Jahr bzw. 150 bis 250 kWh je Trassenmeter und Jahr.

Welche davon abwei­chen­den Überlegungen gel­ten für Bestandsgebiete?

Bei bestehen­den Netzen gel­ten auch die Forderungen an einen Mindest-Netznutzungsgrad sowie den KWK-Anteil. Auch hier sollte der Verteilnutzungsgrad über 90 % lie­gen – mit einem Anteil an Kraft-Wärme-Kopplung von mehr als 50 %. Das bedeu­tet etwa Netzverluste von weni­ger als 25 bis 30 kWh je m²Wohn­flä­che und Jahr bzw. 500 kWh je Trassenmeter und Jahr. Sollten diese Forderungen mittel- bis lang­fris­tig nicht rea­li­sier­bar sein, sollte ein Komplett- oder Teilrückbau der Gebiete mit gerin­ger Abnahmedichte in Erwägung gezo­gen wer­den.

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Welche wohn­flä­chen­be­zo­ge­nen Verteilnetzverluste (in kWh/m² jähr­lich) dür­fen Ihrer Meinung nach maxi­mal auf­tre­ten, damit sich ein Anschluss für ein Neubaugebiet rech­nen kann?

Weniger als 10 bis 15 kWh je m²Wohn­flä­che und Jahr

Gelten für den Bestand hier andere Werte?

Ja. Weniger als 25 bis 30 kWh je m²Wohn­flä­che und Jahr

Wie (Material, Bauart) las­sen sich Netzverluste mini­mie­ren (etwa im Vergleich in Bezug auf kWh/a je Meter Trassenlänge)?

Im Grunde las­sen sich Wärmeverluste durch drei Parameter redu­zie­ren:

  1. Temperatur – je gerin­ger die Systemtemperaturen, desto gerin­ger die Verluste
  2. Wärmedurchgang (Dämmung) – je dicker bzw. qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ger die Dämmung, desto gerin­ger die Verluste
  3. Fläche – je klei­ner der Rohrquerschnitt und je kür­zer die Leitung, desto gerin­ger die Verluste

Welche Art der Energieerzeugung ist Ihrer Meinung nach ideal, um ein Wärmenetz zu bedie­nen?

In ers­ter Linie sollte die CO2-Reduktion im Vordergrund ste­hen. Unter der Annahme, dass eben­falls immer KWK zum Einsatz kom­men sollte, ist dar­auf zu ach­ten, dass Strom und Wärme stets gleich­zei­tig und gleich­wer­tig betrach­tet wer­den. Eine Kompensation zu Gunsten der Wärme mit gerin­gem CO2- bzw. Primärenergie-Faktor durch geeig­nete Allokationsverfahren darf auf kei­nen Fall zur Anwendung kom­men. Hierbei wird ein Großteil der ein­ge­setz­ten Primärenergie bzw. des aus­ge­sto­ße­nen CO2 dem Strom ange­rech­net, der in einer Wärmebilanz nicht Gegenstand der Betrachtung ist. Sollte Wärme aus bei­spiels­weise indus­tri­el­len Prozessen aus­ge­kop­pelt wer­den, ist zunächst zu prü­fen, inwie­weit diese Prozesse selbst ener­ge­ti­sch opti­miert wer­den kön­nen und inwie­weit diese mittel- bis lang­fris­tig bestand­ha­ben. In eini­gen Fällen kann es dazu kom­men, dass sol­che Prozesse abge­stellt wer­den oder nicht mehr die Wärme lie­fern, die gegen­wär­tig ein­ge­speist wer­den würde – Wärme darf auf kei­nen Fall als „Abfall“ betrach­tet wer­den.