Fernwärmeleitung

Fernwärme

Unter dem Begriff der Fernwärme versteht man den Transport großer Wärmemengen mit Hilfe 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 Bild zeigt einen Fernwärmetunnel durch den zwei Rohre zur Dampf- und Kondensatleitung verlaufen, am rechten Rand verlaufen mehrere Stromkabel.
Fernwärmetunnel

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 sechziger und siebziger 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 zur Stromerzeugung dienen, wird mit Hilfe des Einsatzes von Primärenergie wie Kohle, Gas, Kernenergie 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 2011 für die Endenergiesektoren insgesamt 436 Petajoule an Fernwärme eingesetzt, davon 202 Petajoule in der Industrie, 86 Petajoule im Bereich Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie 148 Petajoule für die Wärmeversorgung der Haushalte.