Wärmeversorgung

Kommunale Wärmeplanung

Infos zur kommunalen Wärmeplanung in Wegberg

Eine umfassende, räumlich verortete Bestandsaufnahme der Wärmeversorgung bildet mit der Ermittlung gegebener Potenziale für Energieeinsparungen sowie für den Einsatz Erneuerbarer Energien die Basis der Wärmeplanung. Darauf aufbauend werden verschiedene Szenarien entwickelt, wie der künftige Wärmebedarf klimaneutral gedeckt werden kann. Dabei werden individuelle Zielsetzungen und lokale Strategien für den jeweiligen Standort berücksichtigt. Für das gesamte Stadtgebiet wird ein Wärmeplan entwickelt, der die zukünftige Wärmeversorgung für verschiedene Zonen bzw. Eignungsgebiete mithilfe bedarfsgerechter Maßnahmen beschreibt. Quelle: https://www.energy4climate.nrw/waerme-gebaeude/kom...

Mit der kommunalen Wärmeplanung wird den kommunalen Gebietskörperschaften ein strategisches Planungsinstrument an die Hand gegeben, um die Wärmewende individuell und standortspezifisch zu gestalten. Die Kommunen können die Wärmeplanung selbst übernehmen oder mithilfe von geeigneten Dienstleistenden erstellen lassen. Es liegt jedoch bei den Kommunen, die Wärmeplanung zu verantworten und den Wärmeplan zu erlassen. Im Rahmen der hoheitlichen Aufgaben der Kommunen können die Wärmepläne schließlich verbindlich festgelegt werden, beispielsweise durch eine kommunale Satzung, und damit weitgehend Rechts- und Planungssicherheit für Investitionen in eine zukunftsfähige Infrastruktur geschaffen werden.

Interkommunale Zusammenarbeit und die Erstellung von kommunenübergreifenden Wärmeplänen können gerade im ländlichen Bereich sehr sinnvoll sein, da gerade kleinere Kommunen nicht ausreichend personelle Kapazitäten haben, um den Prozess der Wärmeplanung zu steuern und ausreichend zu begleiten. Auch die Unterstützung und gegebenenfalls die Übernahme der Koordination von Seiten der Kreise kann dafür eine gute Lösung darstellen. Teilweise bedingt auch die Größe und Lage von Wärmeinfrastruktur und die Hebung von Potenzialen der Erneuerbaren Energie und Abwärme eine kommunenübergreifende, regionale Planung und Entwicklung.

Die Kommunen können die Koordination für das „Projekt Wärmeplanung“ organisieren, das heißt personelle Ressourcen bereitstellen und eine Taskforce „Wärmeplanung“ mit Einbindung aller relevanten Abteilungen aufstellen. Des Weiteren können sie mit den externen Akteuren wie Energieversorgern, Wohnungswirtschaft, Gewerbe und Industrie in Kontakt treten, um Potenziale für Energieeffizienz, Erneuerbare Energien und Abwärme für eine dekarbonisierte Zukunft zu ermitteln und Nutzungsmöglichkeiten zu eruieren. Um generell die Umsetzung der kommunalen Wärmeplanung voranzutreiben, sollte zudem politische Unterstützung eingeholt werden, z. B. in Form von Ratsbeschlüssen, um Handlungssicherheit für das weitere Vorgehen zu erzielen. Weitere Informationen unter: Orientierungshilfe zur kommunalen Wärmeplanung – Baustein 1.

Kommunen können vorab Daten zusammentragen, die im Rahmen der kommunalen Wärmeplanung benötigt werden. Das LANUV stellt im Wärmekataster NRW räumliche Informationen zu Wärmebedarfen, dem Ausbaustand (Status quo) der Erneuerbaren Energien im Wärmesektor sowie der aktuellen Versorgungssituation in interaktiven Karten zur Verfügung. Auch hinsichtlich der Potenziale klimafreundlicher Wärmebereitstellung liefert das System einen guten ersten Überblick, der im Laufe der nächsten Monate im Rahmen der Wärmestudie NRW um weitere Informationen erweitert wird.

Wärmenetze

Die Wärmeversorgung über Netze ist einer der großen kommunalen Hebel für eine erfolgreiche Wärmewende. Denn Wärmenetze bieten eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, um die Wärmewende in kleineren Siedlungen oder ganzen Stadtvierteln umsetzen zu können.

Um den Erfordernissen ambitionierter klima- und energiepolitischer Ziele gerecht werden zu können, muss jedoch eine grundlegende Transformation der bisher überwiegend auf fossilen Brennstoffen basierenden Wärmeversorgung erfolgen.
Wärmenetze - Wärmewende (waermewende.de)

Übersicht:
Nah- oder Fernwärme - Niedertemperatur-Netze
Was ist Fernwärme und wie funktioniert sie?
Was ist Nahwärme und wie funktioniert sie?
Kalte Nahwärme, Planungstool, Netzkonfiguration, Beispiele

Nah- oder Fernwärme - Niedertemperatur-Netze

Nahwärme und Fernwärme sind sprachliche Begriffe für Wärmenetze, die sich in der Größe, der Teilnehmerzahl, der Transportleistung und der Temperatur unterscheiden. Nahwärme ist eher für kleinere, dezentrale Netze mit niedrigeren Temperaturen geeignet, die auch erneuerbare Energiequellen wie Sonne oder Erdwärme nutzen können. Fernwärme ist für größere, zentralere Netze mit höheren Temperaturen und mehr Abnahmestationen gedacht.

Wärmenetze sind ein zentraler Hebel für den Klimaschutz im Gebäudesektor. Um dort erneuerbare Energien und Abwärme optimal einbinden zu können, müssen die Temperaturen in den Netzen gesenkt werden. Das Fraunhofer IEE hat in enger Kooperation mit dem AGFW und zusammen mit europäischen Forschungspartnern ein Handbuch erstellt, das zeigt, wie bestehende Fernwärme-Systeme umgerüstet und neue Niedertemperatur-Netze geschaffen werden können. Dabei stellen die Experten sowohl die technische als auch die ökonomische Seite dar. Zahlreiche Fallbeispiele belegen: Niedertemperatur-Fernwärme ist unter vielerlei Bedingungen technisch machbar – und wirtschaftlich sinnvoll.
Handbuch Niedertemperatur-Wärmenetz (fraunhofer.de)


Was ist Fernwärme und wie funktioniert sie?

Fernwärme ist eine Form der Energieversorgung, zur Beheizung von Gebäuden und Bereitstellung von Warmwasser konzentriert. Sie wird zentral erzeugt, oft in Kraftwerken oder als Abwärme in Industrieanlagen. Die Erzeugung der Fernwärme kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Oft wird sie durch Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt, bei der neben Wärme auch Strom produziert wird. Die Heizenergie wird zum Schluss in Form von heißem Wasser oder Dampf durch ein gut isoliertes Leitungssystem zu den Verbrauchern transportiert.

Vorteile von Fernwärme:

Umweltfreundlichkeit: Fernwärme ist eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen wie Öl und Gas, wenn sie aus erneuerbaren Energien wie Biomasse, Geothermie oder Abwärme gewonnen wird.

Hohe Effizienz: Fernwärme ist eine sehr effiziente Art der Wärmeversorgung. Sie kann in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen erzeugt werden, wodurch Strom und Wärme gleichzeitig produziert werden.

Versorgungssicherheit: Fernwärme ist zuverlässig, da sie unabhängig von Witterungsbedingungen ist.

Geringere Emissionen: Fernwärme hat im Vergleich zu anderen Heizsystemen geringere Emissionen.

Nachteile von Fernwärme:

Hohe Kosten: Die Kosten für den Anschluss an ein Fernwärmenetz können hoch sein. Auch die monatlichen Gebühren können höher sein als bei anderen Heizsystemen.

Abhängigkeit vom Anbieter: Bei der Nutzung von Fernwärme ist man auf den Anbieter angewiesen. Es gibt keine Möglichkeit, den Anbieter zu wechseln oder selbst Wartungsarbeiten durchzuführen.

Was ist Nahwärme und wie funktioniert sie?

Ein Nahwärmenetz ist ein System zur Versorgung mehrerer Gebäude mit Wärme aus einer zentralen Heizungsanlage. Die Wärme wird in Form von heißem Wasser durch ein Verteilnetz zu den Hausübergabestationen gepumpt, wo sie über einen Wärmetauscher an den hausinternen Heizkreislauf übergeben wird. Das abgekühlte Wasser fließt zurück zur Heizzentrale, wo es wieder erhitzt wird

Vorteile von Nahwärmenetzen:

Effizienz: Nahwärmenetze sind sehr effizient, da sie die Wärme direkt an die Verbraucher liefern und somit Verluste minimieren.

Umweltfreundlichkeit: Nahwärmenetze können aus erneuerbaren Energien wie Biomasse oder Geothermie gespeist werden und sind somit eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen. Selbst oberflächennah verlegte Rohrsysteme oder Abwasseranlagen können als Wärmequelle dienen.

Flexibilität: Nahwärmenetze können an die Bedürfnisse der Verbraucher angepasst werden und sind somit flexibler als Fernwärmenetze.


Nachteile von Nahwärmenetzen:

Hohe Kosten: Die Kosten für den Anschluss an ein Nahwärmenetz können hoch sein.

Abhängigkeit vom Anbieter: Bei der Nutzung von Nahwärmenetzen ist man auf den Anbieter angewiesen. Es gibt keine Möglichkeit, den Anbieter zu wechseln oder selbst Wartungsarbeiten durchzuführen.

Kalte Nahwärme

Kalte Nahwärme ist zukunftsorientiert und hocheffizient. Im Gegensatz zur Fernwärme wird hier die Energie direkt aus der Umgebung gewonnen. Kalte Nahwärme bzw. Kalte Fernwärme ist eine technische Variante eines Wärmeversorgungsnetzes, das mit niedrigen Übertragungstemperaturen in der Nähe der Umgebungstemperatur arbeitet und daher sowohl Wärme als auch Kälte bereitstellen kann. Üblich sind Übertragungstemperaturen im Bereich von ca. 10–25 °C, wodurch diese Systeme mit Temperaturen deutlich unterhalb herkömmlicher Fern- oder Nahwärmesysteme arbeiten. Dadurch können verschiedene Verbraucher unabhängig voneinander gleichzeitig heizen und kühlen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmenetzen erfolgen Warmwassererzeugung und Gebäudeheizung nicht direkt über Wärmetauscher, sondern über Wärmepumpen. Mittels einer hocheffizienten Wärmepumpe - zum Beispiel mit Sole-Wasser-Gemisch - reguliert sich im Gebäude die Temperatur. Die Wärmepumpe sorgt im Winter für wohlige Wärme und im Sommer für angenehme Kühlung.

Als Quellen für die Wärme- und Kälteversorgung dient das umgebende Erdreich, Wasser und Abwasser. Dabei kommt es nahezu zu keinem Wärmeverlust, anders als bei Fernwärme. Bei der umweltfreundlichen Erschließung gesamter Gebiete und Quartiere werden gleichzeitig die Gebäude angeschlossen.

Niedertemperatur-Wärmenetze, zu denen Kalte Nahwärmesysteme zählen, werden als vielversprechendes bzw. sogar zentrales Element für die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung und Kälteversorgung im Rahmen der Energiewende und des Klimaschutzes gesehen.

Etliche Kommunen in der Region, wie Bedburg, Jülich, Kerpen betreiben bereits entsprechende Netze.
Zur ersten Orientierung dient ein Planungstool für Kommunen .

Technologie zur emissionsfreien Wärmeversorgung

Aufgrund der Möglichkeit, komplett mittels erneuerbarer Energien betrieben zu werden und zugleich einen Beitrag zum Ausgleich der schwankenden Produktion von Windkraft- und Photovoltaikanlagen zu leisten, gelten kalte Nahwärmenetze als vielversprechende Option für die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung und Kälteversorgung im Rahmen der Energiewende und des Klimaschutzes. Etliche Kommunen betreiben bereits entsprechende Netze mit 4 bis über 400 Gebäuden.

Verschiedene Wärmequellen

Kalte Wärmenetze eignen sich hervorragend für die Nutzung von Abwärme aus Industrie und Gewerbe. Als Energielieferant für das Kaltwärmenetz kommen diverse Wärmequellen in Frage, insbesondere erneuerbare Quellen wie das Erdreich, Gewässer, gewerbliche und industrielle Abwärme, Solarthermie, Gewässer und Umgebungsluft, die einzeln oder in Kombination genutzt werden können. [1] Aufgrund des generell modularen Aufbaus kalter Nahwärmenetze können bei weiterem Ausbau des Netzes nach und nach neue Wärmequellen erschlossen werden, sodass größere Wärmenetze über eine Vielzahl unterschiedlicher Quellen gespeist werden können. [5]

In der Praxis nahezu unerschöpfliche Quellen sind z. B. Meerwasser, Flüsse, Seen oder Grundwasser. Zweitwichtigste Wärmequelle ist die Erdwärme. Diese wird zumeist über geothermische Bohrungen mittels senkrechter Erdwärmesonden erschlossen. Möglich ist aber auch die Nutzung von Flächenkollektoren wie z. B. Agrothermiekollektoren. Hierbei werden auf landwirtschaftlicher Nutzfläche, etwa in 1,5 bis 2 m Tiefe und damit unterhalb der Arbeitstiefe landwirtschaftlicher Geräte, waagrechte Kollektoren eingepflügt, die dem Boden bei Bedarf Wärme entziehen können. Dieses Konzept, das die weitere landwirtschaftliche Nutzung erlaubt, wurde beispielsweise in einem Kaltwärmenetz in Wüstenrot und Bad Nauheim (Video) realisiert. Auf Youtube sind viele weitere Erklärfilme zum Thema Kalte Nahwärme abrufbar.

Netzkonfigurationen

Kalte Nahwärmesysteme erlauben eine Vielzahl von Netzkonfigurationen. Grob unterscheiden lassen sich offene Systeme, bei denen Wasser eingespeist, durch das Netz geschleust, wo es dann die jeweiligen Verbraucher versorgt, und schließlich in die Umwelt abgegeben wird, und geschlossene Systeme, bei denen eine Überträgerflüssigkeit, meist Sole, in einem Kreislauf zirkuliert. Weiter lassen sich die Systeme nach der Zahl der verwendeten Rohrleitungen unterscheiden. Abhängig von den jeweiligen Gegebenheiten sind Konfiguration mit einer bis vier Röhren möglich:

Generell gilt für die Leitungen von Kaltwärmenetzen, dass die Rohrleitungen im Gegensatz einfacher und günstiger gestaltet werden können als bei warmen/heißen Fernwärmesystemen. was den Einsatz von gewöhnlichen Polyethylen-Röhren ohne Isolierung erlaubt, wie sie auch bei der Trinkwasserversorgung eingesetzt werden. Dies erlaubt sowohl eine schnelle als auch kostengünstige Verlegung sowie schnelle Anpassung an unterschiedliche Netzgeometrien. Ebenfalls entfallen dadurch teure Röntgen- oder Ultraschalluntersuchungen der Röhren, die Verschweißung von einzelnen Röhren sowie die aufwändige Vor-Ort-Isolierung von Verbindungsstücken. Allerdings müssen, verglichen mit konventionellen Fernwärmeleitungen, Rohre mit größerem Durchmesser verwendet werden, um die gleiche Wärmemenge transportieren zu können. Auch ist der Energiebedarf der Pumpen aufgrund der größeren Volumens höher. Hingegen können kalte Nahwärmesysteme potenziell auch dort errichtet werden, wo der Wärmebedarf der angeschlossenen Gebäude zu gering für den Betrieb eines herkömmlichen Wärmenetzes ist. (Quelle wikipedia)


Beispiel: Kaltes Wärmenetz in Mainz, Alte Brauerei

Für das Wärmenetz kommt ein ungedämmtes Kunststoffrohr zum Einsatz. Das kalte Nahwärmenetz versorgt 24 Gebäude nicht nur mit Wärme zum Betrieb der dezentralen Wärmepumpen, sondern liefert auch Kälte z. B. zur Raumklimatisierung. Wenn gleichzeitig Wärme- und Kältebedarfe auftreten, können diese durch das Wärmenetz innerhalb des Quartiers ausgeglichen werden. Der Primärenergiefaktor für die Wärmebereitstellung in diesem Quartier beträgt 0,5. Es handelt sich um ein reines Neubaugebiet.

Die Eisspeicher-Heizung von Wahrenholz.

Wahrenholz, eine Gemeinde im Landkreis Gifhorn in Niedersachsen baut eine Eisspeicherheizung. "Mit dieser Form der Nahwärmeversorgung können wir 80% CO2 bei der Energieversorgung unserer öffentlichen Gebäude, gegenüber fossilen Brennstoffen wie Öl und Gas einsparen...“ beschreibt Bürgermeister Herbert Pieper das Projekt. Mit dem Eisspeicher werden das Dorfgemeinschaftshaus, eine Arztpraxis und eine Senioren-WG mit Energie versorgt. An diesem innovativen Projekt kann man sehen, dass auch jede kleinere Kommune sehr gute Beiträge zur Minimierung der Treibhausgase einbringen kann. Auch in Wegberg gibt es private Eisspeicher-Heizungen. Kombiniert mit PV und Solarthermie können derart ausgestattete Gebäude mehr Energie einspeisen, als sie verbrauchen (+Energie-Haus).

Weitere Beispiele effizienter Wärmepumpensysteme auch in größeren Gebäuden:

Referenzen – Effizienz von Wärmepumpensystemen (wpeffizienz.de)


Kommunale Wärmeplanung in Wegberg