Was sind eigentlich Nahwärmenetze?

Wenn es um die effiziente und klimafreundliche Wärmeversorgung von Quartieren geht, fällt oft das Schlagwort der „Nahwärme“. Ein Nahwärmenetz, das das gesamte Quartier versorgt, gilt als besonders umweltfreundlich, weil es im Vergleich zu Einzellösungen in jedem Gebäude Energie und somit CO₂-Emissionen einspart. Doch warum eigentlich? Wie funktioniert ein Nahwärmenetz und was versteht man unter einer auf den ersten Blick paradox klingenden „kalten Nahwärme“? 

Was ist Nahwärme?

Unter einem Nahwärmenetz versteht man ein Leitungssystem, über das mehrere Wohn- und/oder Gewerbeeinheiten mit Wärme versorgt werden. Das Transportmedium ist Wasser, das durch das Leitungsnetz gepumpt wird. Oft wird die Nahwärme als Teil der Fernwärme gesehen. Denn lediglich den Begriff der Fernwärme hat der Gesetzgeber bislang definiert. Die Fernwärme-Definition des Bundesgerichtshofs lautet: „Wird aus einer nicht im Eigentum des Gebäudeeigentümers stehenden Heizungsanlage von einem Dritten nach unternehmenswirtschaftlichen Gesichtspunkten eigenständig Wärme produziert und an andere geliefert, so handelt es sich um Fernwärme. Auf die Nähe der Anlage zu dem versorgten Gebäude oder das Vorhandensein eines größeren Leitungsnetzes kommt es nicht an.“

In der Praxis grenzen Fachleute die Begriffe Nahwärme und Fernwärme jedoch durchaus voneinander ab. Unterscheidungsmerkmale sind die Größe des Netzes, die Entfernung zwischen der Energiequelle und den Verbrauchsstellen sowie die Temperatur, die im Netz herrscht. Während bei konventioneller Fernwärme große Gebiete mit sehr heißem Wasser oder Wasserdampf versorgt werden, sind es bei der Nahwärme eher kleinere, räumlich zusammenhängende Gebiete wie Quartiere, die aus einer Energiequelle mit Wärme versorgt werden. Nahwärme wird also über vergleichsweise kurze Strecken und meist mit niedrigeren Temperaturen als Fernwärme zu den einzelnen Gebäuden transportiert. Weil in einem Nahwärmenetz Synergieeffekte genutzt werden, stellt sie nahezu immer eine energieeffizientere und umweltfreundlichere Lösung dar, als wenn in jedem Gebäude des Quartiers eine separate Wärmeversorgung, etwa eine Gastherme, eingebaut werden würde.

Die klassische Nahwärme

Beim klassischen Nahwärmenetz wird die von einer zentralen Energiequelle erzeugte Wärme mit Temperaturen von ca. 70 °C zu den Häusern transportiert. Als Wärmeerzeuger kommt meist eine Feuerungstechnik zum Einsatz, beispielsweise ein Blockheizkraftwerk, das neben der Wärme gleichzeitig auch noch Strom produziert, oder ein mit Gas, Öl oder Holzhackschnitzeln betriebener Heizkessel. Auch Abwärme mit hohen Temperaturen, etwa aus Biogasanlagen, kann in das Netz eingeleitet werden. In den einzelnen Häusern befinden sich bei der klassischen Nahwärme lediglich sogenannte Hausübergabestationen mit Wärmetauscher, über die die Wärme in den Heiz- oder Warmwasserkreislauf des jeweiligen Gebäudes abgegeben wird. Das Trinkwarmwasser wird so auf rund 70 °C erhitzt. Zum Heizen wird die Vorlauftemperatur je nach Heizflächensystem – Fußbodenheizung oder Heizkörper – mit mehr oder weniger kaltem Wasser gemischt.

Mittelwarme Nahwärme – die Weiterentwicklung des Klassikers

Je höher die Temperatur in einem Netz ist, desto mehr Wärmeverluste gibt es. Vorlauftemperaturen um die 70 °C in klassischen Nahwärmenetzen sind somit mit relativ hohen Wärmeverlusten verbunden. In einem mittelwarmen Nahwärmenetz, in dem Wasser mit Vorlauftemperaturen von um die 40 °C zirkuliert, sind die Energieverluste somit geringer. Als zentrale Wärmeaufbereitung kann in einem solchen Netz beispielsweise eine Luft-Wärmepumpe dienen oder auch Abwärme, etwa aus einer Industrieanlage. In den einzelnen Gebäuden befinden sich wie beim klassischen Nahwärmenetz Übergabestationen. Moderne Einfamilienhäuser können mit mittelwarmer Nahwärme um die 40 °C über eine Flächenheizung komplett beheizt werden. Für die Warmwasserbereitung sind die ans mittelwarme Nahwärmenetz angeschlossenen Gebäude zusätzlich mit einem Elektroheizstab oder einer kleinen Wärmepumpe ausgestattet – insbesondere um das Warmwasser zur Legionellenbekämpfung einmal in der Woche auf 60 °C erhitzen zu können.

Kalte Nahwärme – die Zukunft des Heizens im Quartier

Doch Nahwärme kann sogar fast ganz ohne Wärmeverluste das Heizen in einem Quartier übernehmen. Nämlich dann, wenn es sich um ein sogenanntes kaltes Nahwärmenetz handelt. Was auf den ersten Blick wie ein Paradoxon klingt, macht auf den zweiten Blick durchaus Sinn. Denn in einem kalten Nahwärmenetz herrschen tatsächlich vergleichsweise kalte Temperaturen um die 10 oder 12 °C. Als zentrale Wärmequelle kommt häufig Erdwärme zum Einsatz, etwa über ein Erdsondenfeld. Auch Abwärme mit sehr niedrigem Temperaturniveau, die früher nicht genutzt werden konnte, kann in ein solches Netz eingespeist werden. Außerdem lassen sich auch weitere erneuerbare Energien besonders gut in ein kaltes Nahwärmenetz einbinden, etwa über eine Solarthermie-Anlage. Statt Wasser zirkuliert in einem kalten Nahwärmenetz ein Frostschutzmittel-Wasser-Gemisch, die sogenannte Sole. Das Besondere an kalter Nahwärme ist jedoch: Um die notwendigen Temperaturen fürs Heizen und die Warmwasserbereitung zu erreichen, sitzen in allen ans Netz angeschlossenen Häusern Wärmepumpen. Unter Zuhilfenahme von Strom erwärmen diese dezentralen Wärmepumpen das Wasser in den Heiz- und Warmwasserkreislauf der jeweiligen Haushalte auf die benötigten Temperaturen. Doch mit einem kalten Nahwärmenetz kann nicht nur im Winter geheizt, sondern im Sommer auch gekühlt werden. An heißen Tagen entziehen dann die dezentralen Wärmepumpen nach dem Kühlschrankprinzip die Wärme aus den Gebäuden und speisen diese ins Nahwärmenetz ein. Der Nachbar, der gerade duscht, nutzt diese Wärme beispielsweise dann gleich zur Warmwasserbereitung. Kalte Nahwärme bietet somit eine besonders effiziente und klimafreundliche Wärmeversorgung, weshalb viele Experten in ihr einen wichtigen Baustein für das Gelingen der Energiewende sehen.

Fazit

Kalte Nahwärme ist somit rein aus Sicht des Klimaschutzes die optimale Lösung. Auch im Betrieb verursachen diese Nahwärmenetze die geringsten Kosten. Allerdings ist die Anschaffung immer noch mit hohen Investitionskosten verbunden, nicht zuletzt auch deshalb, weil alle Verbraucherstellen mit eigenen Wärmepumpen ausgestattet werden müssen. Der Staat fördert den Neubau von besonders effizienten Wärmenetzen jedoch. Nicht immer sind die Voraussetzungen für ein kaltes Nahwärmenetz allerdings ideal. Ist zum Beispiel ein Abwärmeproduzent in der Nähe des zu versorgenden Quartiers vorhanden, kann eine mittelwarme Nahwärme-Lösung die bessere Wahl sein – zumal diese im Allgemeinen auch mit niedrigeren Investitionskosten verbunden ist als ein kaltes Nahwärmenetz. Fakt ist: Eine Pauschallösung für das beste Nahwärmenetz gibt es nicht. Die optimale Lösung hängt sowohl von den Gegebenheiten vor Ort als auch vom Ziel des Investors ab. Deshalb entwickelt EWE immer für jedes Quartier ein individuelles Nahwärmenetz, das sowohl ökologisch als auch ökonomisch passt.