Fernwärme

Unter dem Begriff der Fernwärme versteht man den Transport großer Wärmemengen mithilfe von Wasser (Dampf oder Heißwasser) über längere Distanzen durch geschlossene Rohrleitungsnetze zur Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser. Sie gelangen über geschlossene Rohrleitungsnetze in die Gebäude, spezielle Hausübergabestationen führen das abgekühlte Wärmeträgermedium wieder in das Netz zurück.

Um die Energieverluste so gering wie möglich zu halten, werden die Rohrnetze sehr gut wärmegedämmt und nach Möglichkeit unterirdisch verlegt. Wasser ist wegen seiner hohen spezifischen Wärme, seiner geringen Kosten und der relativ einfachen Handhabbarkeit als Medium für die Übertragung von Fernwärme besonders gut geeignet.

Das erste Trägermedium, das für die Fernwärme zum Einsatz kam, war jedoch Dampf. Hierbei wurden vor allem Kunden mit Dampf versorgt, die ihre Standorte nahe an Kraftwerken hatten. Mit dem verstärkten Ausbau der Fernwärme in den 1960er und 1970er Jahren stellte sich aber heraus, dass der Bau und Betrieb von Dampfleitungen deutlich teurer war als der Betrieb von Fernwärme mittels Heißwasser. Ein Grund dafür sind unter anderem die hohen Betriebstemperaturen, die zu starken Wärmeverlusten führen, woran auch eine bessere Wärmeisolation nichts ändern kann. Die jetzigen Fernwärmenetze arbeiten mit Betriebstemperaturen zwischen 80 und 130 Grad Celsius bei Betriebsdrücken zwischen 16 und 25 Bar.

Als Quellen für die Einspeisung der Wärme in die Netze werden Kraft- und Heizkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung, Blockheizkraftwerke, Müllheizkraftwerke sowie regenerative Energie- und Abwärmequellen eingesetzt. Die Kraft-Wärme-Kopplung ist hier in Bezug auf den Energieverbrauch besonders günstig: In Kraftwerken, die nur der Stromerzeugung dienen, wird mithilfe des Einsatzes von Primärenergie wie Stein- und Braunkohle oder Gas Dampf erzeugt, um damit Turbinen anzutreiben, die den Strom generieren. Dabei wird der Dampf sehr stark abgekühlt (je höher die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangstemperatur des Dampfes, desto höher der energetische Wirkungsgrad des Kraftwerkes). Die in ihm enthaltene Restwärme wird danach über Kühlsysteme an die Umgebung abgegeben. Der Dampf kondensiert dabei zu Wasser und wird in das System zurückgeführt. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird ein Teil des Dampfes ausgekoppelt und in das Fernwärmenetz eingespeist. Dadurch wird zwar der energetische Wirkungsgrad des Kraftwerks verkleinert, aber der gesamte Nutzungsgrad der eingesetzten Primärenergie kann bis zu 80 Prozent gesteigert werden. Damit sind Einsparungen bei der Primärenergie von bis zu 30 Prozent möglich.

In Deutschland wurden nach Angaben des Bundeswirtschaftsministeriums im Jahr 2015 für die Bereitstellung von Fernwärme 513,9 Petajoule eingesetzt, erzeugt durch 193 Petajoule Gas, 160,7 Petajoule Müll, 113,4 Petajoule Steinkohle, 40,2 Petajoule Braunkohle und 6,7 Petajoule Mineralöl. Sie lieferten in die vier Endenergiesektoren insgesamt 412,6 Petajoule an Fernwärme, und zwar 180,5 Petajoule für die Industrie, 63,8 Petajoule für den Bereich Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie 168,3 Petajoule für die Wärmeversorgung der Haushalte.

Der Anschlusswert für die gesamte Fernwärmeversorgung betrug 51,4 Gigawatt. Im Jahr 2014 waren nach Angaben des Statistischen Bundesamtes 4,976 Millionen Wohneinheiten in Deutschland mit Fernwärme beheizt. Die Länge des deutschen Fernwärmenetzes im Jahr 2013 betrug nach Angaben des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft 25 200 Kilometer.