Was ist bzw. wir funktioniert ein Nahwärmenetz?
Als Nahwärme wird die Übertragung von Wärme zwischen Gebäuden zu Heizzwecken umschrieben, wenn sie im Vergleich zur Fernwärme nur über verhältnismäßig kurze Strecken erfolgt. Der Übergang zur Fernwärme mit größeren Leitungslängen ist fließend.
Technische Umsetzung
Die Versorgung mit Nahwärme erfolgt über Nahwärmenetze. Durch ein verzweigtes Leitungsnetz wird als Wärmespeicher und Transportmedium Wasser im Heizkreis gepumpt. Über Wärmetauscher wird das Wasser durch die von einem oder mehreren Wärmeerzeugern (Biogasabwärme, Hachschnitzelheizkessel) abgegebene Wärmeenergie erhitzt, die Wärme wird mit dem Wasser zum Verbraucher transportiert (Vorlauf) und dort ebenfalls über Wärmetauscher an den Heizkreislauf des Abnehmers abgegeben. Das abgekühlte Wasser fließt über den Rücklauf zurück.
Im Unterschied zu Fernwärme wird Nahwärme in kleineren Einheiten dezentral realisiert, für Nahwärmenetze typische thermische Leistungen liegen zwischen 50 Kilowatt und einigen Megawatt. Zudem kann die Wärme bei relativ niedrigen Temperaturen übertragen werden (ca. 80 - 90 °C Vorlauftemperatur). Daher lässt sich neben der in Heizwerken und Blockheizkraftwerken erzeugten thermische Energie auch die bei niedrigeren Temperaturen anfallende Wärme aus Sonnenkollektoranlagen oder niedertemperaturigen Erdwärmeanlagen durch Nahwärme verwerten.
Nahwärmenetze bedienen mehrere Gebäude, ein Wohn- oder Gewerbegebiet oder eine Gemeinde. Der für die Versorgung von Nahwärmenetzen benötigte Leistungsbereich stimmt überein mit der Größenordnung der Leistungsabgabe dezentraler Energieerzeugungsanlagen, wie sie vor allem bei der Nutzung von Bioenergie eingesetzt werden. Daher entstehen Nahwärmenetze oft gemeinsam mit Biogasanlagen und Biomasseheizwerken. Die Integration von Langzeit-Wärmespeichern zur saisonalen Speicherung solarthermisch erzeugter Energie ist bei Nahwärmenetzen eher möglich als bei Heizanlagen einzelner Wohneinheiten. Für die Wärmeverteilung werden wegen der einfachen Verlegung meist flexible Verbundrohre verlegt, daneben kommen auch Kunststoffmantelverbundrohre zum Einsatz.
Biogasanlage, Nahwärmenetz, Bioenergiedorf
Ein Wärmenetz/Bioenergiedorf dient unter anderem dem Klimaschutz und kann die regionale Wirtschaft stärken. Das erste Bioenergiedorf war Jühnde bei Göttingen und wurde in 2006 eingerichtet. Zahlreiche weitere Projekte wurden inzwischen umgesetzt.
Basis der Energieversorgung ist häufig eine Biogasanlage oder ein Biomasseheizkraftwerk, die per KWK Strom und Wärme bereitstellen. Auch erneuerbare Energien, die nicht zur Bioenergie gehören, können zum Einsatz kommen, wie z. B. Photovoltaik, Solarthermie und anderes.
Konzept
Das Konzept eines Bioenergiedorfes hängt stark von den örtlichen Rahmenbedingungen ab. In landwirtschaftlich geprägten Regionen bietet sich beispielsweise eine Biogasanlage als zentrale Anlage des Energieversorgungskonzepts an. Landwirtschaftliche Betriebe können die benötigte Biomasse (Substrat) in Form von Silage, Mist, Gülle und anderem in ausreichender Menge bereitstellen. In forstwirtschaftlich geprägten Regionen kann ein Biomasseheizkraftwerk als zentrale Anlage geeigneter sein, da Biomasse in Form z. B. von Holzhackschnitzeln bereitgestellt werden kann. Diese Anlagen mit KWK laufen kontinuierlich und stellen somit immer eine bestimmte Menge Strom und Wärme bereit. Der Strombedarf eines Dorfes schwankt jedoch stark, abhängig von Tageszeit, Jahreszeit und anderem (Lastprofil). Da eine Speicherung von Strom im kleinen Rahmen sehr aufwendig ist, wird der Strom in das Stromnetz eingespeist. Die Regelleistung wird somit von den Stromnetzbetreibern erbracht. Für Strom aus Biomasse wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) eine erhöhte Vergütung für 20 Jahre garantiert. Je nach Anlagenkonzept kann sich diese Vergütung durch bestimmte Boni noch erhöhen. Der Wärmebedarf eines Dorfes schwankt noch stärker als der Strombedarf. Im Sommer wird über das Nahwärmenetz nur wenig Wärme für die Erwärmung von Brauchwasser abgesetzt, während der Bedarf durch Gebäudebeheizung im Winter auf ein Vielfaches steigt. Würde die zentrale KWK-Anlage entsprechend dimensioniert, würde ein großer Teil der zwangsläufig anfallenden Wärme im Sommer ungenutzt bleiben. Daher werden in der Regel Heizkessel wie z. B. Holzhackschnitzel-heizungen installiert, die nur im Winter in Betrieb sind. Für die extremsten Lastspitzen an kalten Wintertagen kann zudem zusätzlich ein preiswerter Heizöl- bzw. Rapsmethylesterkessel installiert sein, so dass die Wärmeabnehmer über keine eigene Heizung mehr verfügen müssen.
Vorteile
- größere Unabhängigkeit: von konventionellen Energieversorgern und steigenden Preisen für Strom, Erdgas, Erdöl etc. Die Ausgaben für Energie bleiben zu einem großen Teil in der Region und fließen nicht ins Ausland ab.
- Finanzielle Einnahmen: Durch den Eigenbetrieb von Anlagen kann die Gemeinde oder ein lokales Stadtwerk Einnahmen und Gewinne erzielen. Im Fall von Bürgeranlagen/Genossenschaften profitieren die Einwohner direkt, bei Anlagen, die durch kommerzielle Investoren betrieben werden, kann die Gemeinde mit Gewerbesteuern rechnen.
- Lokale Beschäftigung: Installation, Wartung und Betrieb Erneuerbarer-Energie-Anlagen bedeuten häufig Aufträge für lokale Betriebe wie z.B. Handwerker, Servicetechniker oder Rohstoffzulieferer.
- Imagegewinn: Erneuerbare Energien stehen für eine moderne, fortschrittliche Energieversorgung.
- Viele Gemeinden nutzen ihr Engagement im Bereich Erneuerbare Energien als Tourismus-Magnet. Das Bioenergiedorf Jühnde in Niedersachsen oder die Energielandschaft Morbach in Rheinland-Pfalz beispielsweise ziehen sehr viele Menschen an, die sich ein Bild davon machen wollen, wie sich eine Gemeinde energieautark machen kann.
- Neue Perspektiven für die Region: Da Erneuerbare-Energien-Projekte häufig in ländlichen Regionen realisiert werden, bedeutet die daraus resultierende wirtschaftliche Dynamik auch, dass junge Leute vor Ort verstärkt Perspektiven sehen und die Landflucht abnimmt.
Nachteile
- Es sind zunächst hohe Investitionen notwendig, die sich erst nach mehreren Jahren amortisieren.
- Das Konzept funktioniert nur, wenn ein nennenswerter Anteil der Einwohner teilnimmt und sich an das Nahwärmenetz anschließen lässt.
- Ein Großteil der Bioenergie-Technologien ist nur bei staatlicher Förderung (beispielsweise durch das Erneuerbare- Energien-Gesetz) wirtschaftlich rentabel.
In der Studie "Kommunale Wertschöpfung durch Erneuerbare Energien" werden die finanziellen Vorteile einer eigenen Energieversorgung des ländlichen Raumes detailliert an Beispielen erörtert. Zum Beispiel ergibt sich pro Jahr durch den Bau einer Biogasanlage von 500 kW in der Nähe einer Gemeinde eine durchschnittliche regionale Wertschöpfung von 300.000 € pro Jahr.
Das heißt 3 Mio. € innerhalb von 10 Jahren!
Unterlagen
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Nahwärmerechner
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