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.

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.

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.