Fernwärme

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Als Fernwärme bezeichnet man den Transport von thermischer Energie in einem wärmegedämmten, überwiegend erdverlegten Rohrsystem vom Erzeuger oder der Sammelstelle der Abwärme zur Zentralheizung der Verbraucher, meist zur Heizung von Gebäuden. Unter Fernheizung wird die Erschließung ganzer Städte oder ganzer Stadtteile verstanden. Bei der örtlichen Erschließung einzelner Gebäude, Gebäudeteile oder kleiner Wohnsiedlungen mit eigener Wärmeerzeugung spricht man auch von Nahwärme.

Fernwärmeleitung aus Kunststoffmantel- verbundrohr

Axialkompensator in einer Fernwärmeleitung

Oberirdische Leitung über B36 in Mannheim.

[Bearbeiten] Technischer Ablauf

Fernwärmeleitung in einem Tunnel unter dem Rhein in Köln

Hinweisschilder auf zwei Schieber, je einer in der Vorlauf- und einer in der Rücklaufleitung, Schieber befinden sich 1,5 Meter links vom Schilderpaar, Vorlauf- und Rücklaufleitung mit Mediumrohrnennweite DN 80 und Nennbetriebsdruck PN 16

Die Idee, Fernwärme in größerem Umfang und kommerziell zu nutzen, entstand gegen Ende des 19. Jahrhunderts. Durch die Verringerung der Anzahl der Feuerstätten in den Innenstädten wurde die Gefahr von Bränden gemindert und der Verschmutzung durch Kohle und Asche Einhalt geboten. Wesentlicher Gesichtspunkt ist die Möglichkeit, den Wirkungsgrad von thermischen Kraftwerken zu erhöhen, indem man mittels sogenannter Kraft-Wärme-Kopplung Wärmeleistung zwischen den Turbinenstufen auskoppelt. Wasser ist mit seiner großen spezifischen Wärmekapazität besonders geeignet als Medium für den Wärmetransport. Im Bereich der Fernwärme wird es flüssig oder in Form von Dampf verwendet. In jüngerer Zeit werden jedoch Dampfnetze vermehrt durch Heißwassernetze ersetzt, da deren Betrieb unter anderem risikoärmer ist. Das Medium wird in wärmegedämmten Rohrleitungen in einem kontinuierlichen Kreislauf gefördert. Zur Vermeidung von Korrosionen und Härteausscheidungen auf den inneren Oberflächen der Rohre ist das verwendete Wasser im Kreislauf zumindest enthärtet. Da entsalzte Wässer deutlich geringere Korrosionsraten als nur enthärtete Wässer haben, wird ein möglichst niedriger Restsalzgehalt im Umlaufwasser moderner Fernwärmenetze angestrebt. Dies wird durch Verwendung von Deionat als Zusatzwasser und einer zusätzlichen Teilstrom-Entsalzung der Umlaufwassermenge im System erreicht.

Die Rohrleitungen von der Wärmequelle zu den Wärmesenken werden als Vorlauf, diejenigen von den Wärmesenken zurück zur Wärmequelle werden als Rücklauf bezeichnet. Je nach Mediumtemperatur, erforderlichem Durchfluss und statischen Erfordernissen kommen als Rohrleitungssysteme Kunststoffmantelverbundrohre, Stahlmantelrohre, Wickelfalzrohre und verschiedene flexible Rohrsysteme (Verbundrohrsysteme, Rohrsysteme ohne Verbund) zum Einsatz. Beim Verbraucher erfolgt die Wärmeübergabe mit Hilfe einer Übergabestation, der so genannten Kompaktstation, die aus verschiedenen Komponenten bestehen kann. In den meisten Fällen ist der Fernwärmekreislauf durch einen Wärmeübertrager hydraulisch vom Verbraucherkreislauf getrennt, in wenigen Fällen (Großverbraucher) wird der Fernwärmekreislauf direkt angekoppelt. Die Erzeugung von Fernwärme erfolgt in der Regel in großen KWK-Kraftwerken, kleineren Blockheizkraftwerken, in Müllverbrennungsanlagen oder Fernheizwerken. Als Brennstoff werden die verschiedenen Formen der Kohle, Erdgas, Biogas, Öl, Holz und Holzprodukte sowie Müll in verschiedenen Zusammensetzungen und Aufbereitungsformen verwendet. In wenigen Ländern, z. B. in der Schweiz, wird Fernwärme auch aus Kernkraftwerken ausgekoppelt. In Island, aber auch in Mitteleuropa, wird Fernwärme in Geothermiekraftwerken erzeugt. Wenn möglich wird auch die Restwärme von Industriebetrieben, zum Beispiel von Raffinerien, als Wärmequelle genutzt.

Wegen des auch bei sehr guter Wärmedämmung nicht zu vermeidenden Wärmeverlustes über längere Strecken und des hohen Investitionsaufwandes für das Leitungssystem eignet sich Fernwärme angeblich nur bei dichter Bebauung. In Deutschland wurde bei normaler Vorortbebauung das Wort "fernwärmeversorgungsunwürdig" benutzt. In Skandinavien betreibt man Fernwärme auch in den Villenvorstädten.

Die größten deutschen Fernwärmenetze sind in Berlin und Hamburg zu finden. Flensburg gehört zu den Städten mit dem höchsten Marktanteil bei Fernwärme (>90%). Vorbild für Flensburg waren die dänischen Ostseestädte, die die gleiche Fernwärmedichte haben.

[Bearbeiten] Rechtliche Situation in Deutschland

[Bearbeiten] Definition durch den Bundesgerichtshof

Der Bundesgerichtshof definiert den Begriff Fernwärme wie folgt (Urteil v. 25. Oktober 1989 in NJW 1990,1181): "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 versorgenden Gebäude oder das Vorhandensein eines größeren Leitungsnetzes kommt es nicht an."

[Bearbeiten] Rechtliche Grundlagen

Grundlage für die Versorgung mit Fernwärme ist ein Wärmeliefervertrag. Grundlagen hierfür sind unter anderem das BGB und die Verordnung über allgemeine Bedingungen für die Versorgung mit Fernwärme (AVBFernwärmeV) Verordnung des Bundesministers für Wirtschaft vom 20. Juli 1980 (BGBl. I, S. 742) - geändert durch die Verordnung zur Änderung der energiesparrechtlichen Vorschriften vom 19. Januar 1989 BGBl. I, S. 112).

[Bearbeiten] Fernwärme und Wohnungseigentum

Vertragspartner ist i. d. R. der Wohnungs- oder Gebäudeeigentümer, jedenfalls derjenige, der die Verfügungsbefugnis über den Hausanschluss hat (§ 2 Abs. 2 AVBFernwämeV, so auch Landgericht Frankfurt/Main RdE 1989, Seite 165f.) Bei einer Wohnungseigentümergemeinschaft haftet jeder einzelne Wohnungseigentümer dem Versorgungsunternehmen für die Bezahlung der gesamten verbrauchten Menge an Energie, wenn eine Wohnanlage nur mit Sammelanschlüssen ausgestattet ist (OLG München, Urteil vom 15. März 1994, OLG Report 1994, Seite 241)

[Bearbeiten] Situation in Deutschland

Die Fernwärme spielt im deutschen Energiemarkt nur eine Nebenrolle. Ihr Anteil ist in den östlichen Bundesländern, wo 32 % der Haushalte mit Fernwärme versorgt werden, wesentlich höher als in den westlichen Bundesländern, wo nur 9 % der Haushalte an ein Fernwärmenetz angeschlossen sind.^[1]

Der Anteil der Wohnungen, die mit Fernwärme beheizt werden, wird auf etwa 14 % beziffert.^[1] Der Marktanteil des Stroms aus der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) soll bei 7 % der Bruttostromerzeugung liegen.^[1]

Stand: 2005

Die Kraft-Wärme-Kopplung erspart der Umwelt den Ausstoß von CO₂. Die AGFW beziffert die CO₂-Ersparnis durch die Fernwärmenutzung für 2002 auf 7,5 Mio. Tonnen. Eine besonders günstige CO₂-Bilanz haben Biomasseheizkraftwerke.

In einem Ausbau der Fernwärme, die in Heizkraftwerken erzeugt wird, liegen noch deutliche Potenziale zur Senkung des Ausstoßes von Treibhausgasen, insbesondere CO₂. Die Fernwärmenetze sind in den letzten 10 Jahren zwar ausgebaut worden was Netzlänge und die Anzahl der Übergabestationen betrifft, trotzdem sind die Anschlusswerte und die Liefermengen rückläufig, weil die verbesserte Wärmedämmung die Nachfrage sinken lässt.

[Bearbeiten] Hinterkranau

1955 begann ein Modellprojekt in Hinterkranau, bei dem auch die Verwendung von Öl für den Fernwärmetransport zum Endverbraucher getestet wurde.

[Bearbeiten] Flensburg

1969 begannen die Stadtwerke Flensburg mit dem Aufbau des Fernwärmenetzes. Das vorhandene Kraftwerk wurde bis 1971 zu einem Heizkraftwerk mit 170 MW elektrischer und ca. 800 MW thermischer Leistung umgerüstet. Als Primärenergie wird Steinkohle eingesetzt, 2004 ca. 300.000 t. In das Netz sind vier Reserveheizwerke integriert. Das Versorgungsgebiet umfasst die Stadt Flensburg, die Stadt Glücksburg, die Gemeinde Harrislee und den dänischen Grenzort Padborg.

Das Leitungsnetz umfasst 577 km. Dieses Netz beliefert über 15.000 Anschlüsse im Versorgungsgebiet mit ca. 1 Mrd. kWh pro Jahr (Stand 2004).

Der Anteil der Fernwärme am Wärmemarkt (Raumwärme und Warmwasserbereitung) im Versorgungsgebiet beträgt ca. 98%. Dieser Erfolg des Fernwärmeangebots ist durch wirtschaftlich attraktive Preise für die Wärmeversorgung erreicht worden. Im Vergleich zu den sonst in Deutschland üblichen Einzelheizungen und durch die Kraft-Wärme-Kopplung im Heizkraftwerk ergibt sich eine beachtliche Schadstoffersparnis. Durch den Ersatz der vor 1969 noch vorherrschenden Einzelheizungen ist der Ausstoß von Stäuben stark reduziert worden.

[Bearbeiten] Dresden: Staatliches Fernheiz- und Elektrizitätswerk

[Bearbeiten] Idee 1895

Im Januar 1895 beschlossen König Albert, dem es in der bis dahin unbeheizten Hofkirche zu kalt war, und seine Minister, eine neue Heizungs- und Beleuchtungsanlage für die Hofkirche und evtl. auch für andere, in Restaurierung befindliche Gebäude (Dresdner Residenzschloss, Georgenbau, Sächsisches Ständehaus) zu errichten. Erste Projekte für die Beheizung der Hofkirche mit Kohle wurden durch den Oberbaurat Julius Temper am 8. Juni 1895 aufgrund brandschutztechnischer Erwägungen verworfen. Dieser brachte daraufhin die Idee ein, die Wärmeerzeugungsanlage außerhalb der Hofkirche zu errichten und die Wärme mit einer Dampfleitung zur Kirche zu transportieren. Mit dieser Fernheizungsanlage könnte auch noch die Versorgung des Schlosses, des Georgenbaus, des Ständehauses, der Semperoper, des Zwingers mit der Sempergalerie, des geplanten Polizeipräsidiums an der Schießgasse und diverser anderer Gebäude an der Brühlschen Terrasse sichergestellt werden.

[Bearbeiten] Anfänge (1900-1928)

Das Projekt wurde 1896 als 25. Königliches Dekret dem sächsischen Landtag vorgelegt, von den Abgeordneten als wünschenswert, aber nicht unbedingt dringend, zu den Akten gelegt. Im November 1897 wurde das jetzt besser begründete Projekt als 27. Königliches Dekret vom Landtag abgenickt.

[Bearbeiten] Situation in der Schweiz

Fernwärme-Heizkraftwerk in Zürich

In der Schweiz liegt der Anteil der Fernwärme an der gesamten Wärmeversorgung bei 3,5 %.^[3]

[Bearbeiten] Basel

Das Fernwärmenetz in Basel ist 198,2 km (Stand 2004) lang. Jährlich kommen nach Angaben der Netzbetreiberin IWB (Industrielle Werke Basel) einige Kilometer dazu. Angeschlossen sind neben Krankenhäusern, öffentlichen Gebäuden, Industrie- und Gewerbebetrieben rund 40.000 Wohnungen. Das Fernwärmeversorgungsgebiet wurde 1979 festgelegt. In diesem Gebiet besteht für alle Häuser eine Anschlusspflicht. 2004 wurden in Basel 1.003 Mio. KWh Fernwärme produziert, davon 55 % aus Erdgas, Schlamm und Öl sowie 45 % aus Kehricht (Müll). Das Fernwärmenetz in Basel ist seit 1942 in Betrieb. Es ist eine Heißwasseranlage. Heute hat das Fernwärmesystem drei Zentralen (Fernheizkraftwerk Voltastraße, Kehrichtverwertungsanlage und Heizkraftwerk Bahnhof SBB). Im Fernheizkraftwerk Voltastraße wird Erdgas in Wärme und Strom umgesetzt. Die gewonnene Wärme wird durch ein ringförmig angelegtes, gut isoliertes Leitungsnetz unterirdisch im ganzen Fernwärmegebiet verteilt und der produzierte Strom ins Netz eingespeist.

[Bearbeiten] Situation in Österreich

In Österreich wurden im Jahr 2003 etwa 14,9 TWh an Fernwärme, vor allem in den großen Ballungszentren verbraucht. Den überwiegenden Anteil steuern mit rund 65 % Kraft-Wärme-Kopplungen bei. Heizwerke werden zum größten Teil mit Erdgas betrieben, zunehmend auch mit Biomasse.

[Bearbeiten] Wien

In Wien existiert ein großes Fernwärmenetz, welches von Wien Energie betrieben wird. Im Geschäftsjahr 2004/2005 wurden 5.163 GWh verkauft, davon 1.602 GWh an insgesamt 251.224 Privatwohnungen und 3.561 GWh an insgesamt 5.211 Großkunden. Die Erzeugung erfolgt zu 22 % in den drei großen Müllverbrennungsanlagen, Spittelau, Simmeringer Haide und Flötzersteig, die neben rund 116 GWh elektrische Energie rund 1.220 GWh an Fernwärme produzieren. Weitere 72 % der erzeugten Fernwärme stammt von Kraft-Wärme-Kopplungen, die restlichen 6 % werden von Spitzenheizwerken aus fossilen Brennstoffen erzeugt.

[Bearbeiten] Niederösterreich

In Niederösterreich existieren neben den großen Blockheizkraftwerken in den Ballungszentren auch kleinere, vorwiegend mit Biomasse betriebene Fernheizwerke. Betrieben werden diese von großen Energieversorgern, Kommunen und Gewerbetreibenden, aber auch von Genossenschaften. Im Jahr 2005 wurden 271 Biomasseheizwerke mit Holz und Holzabfällen betrieben, weitere 9 mit Stroh. Diese 280 Anlagen erreichten eine Gesamtleistung von insgesamt 322 MW. Die Errichtung derartiger Anlagen wird mit bis zu 40 % der Nettoinvestitionskosten gefördert. Im Jahr 2006 stieg die Leistung der Biomasseheizwerke und der Heizkraftwerke auf 589 MW bei 345 installierten Anlagen, 2007 waren es schon 684 MW bei 371 Anlagen. ^[4]

[Bearbeiten] Situation in Osteuropa

Das Kernkraftwerk Gorki in Russland

Auf dem Gebiet der ehemaligen Ostblockstaaten existieren in vielen Städten umfangreiche Fernwärmenetze. Dies liegt unter anderem daran, dass in den Ostblockstaaten keine privatrechtlichen Hemmnisse gegen den Ausbau der Fernwärme bestanden. Die Rohrleitungen waren meist von sehr schlechter Qualität auf Grund der Verwendung minderwertiger Rohstoffe. Insbesondere die verwendete Wärmedämmung aus Glas- oder Mineralfaserwolle zeichnete sich oft durch eine unverhältnismäßig hohe Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Lebensdauer aus. Dies führte in strengen Wintern nicht selten zum Einfrieren der Leitungen, wodurch auch alle angeschlossenen Heizungen ausfielen. Begünstigt wurde das Einfrieren der Rohrleitungen dadurch, dass häufiger Freileitungen verlegt wurden, die anders als erdverlegte Rohrleitungen der Witterung ausgesetzt sind. Aktuell werden in den osteuropäischen Staaten viele Fernwärmenetze saniert und auf den heutigen Standard gebracht, weshalb mittlerweile auch dort marktnah Kunststoffmantelverbundrohre nach aktuellem europäischen Standard (EN 253) gefertigt werden.

In Russland wurde noch 1983 in den Städten Woronesch und Gorki angefangen die Kernheizkraftwerke Kernkraftwerk Woronesch und Kernkraftwerk Gorki zu bauen und mit der entstehenden Wärme im Reaktor die Städte mit Fernwärme zu versorgen. Beide Projekte wurden aufgegeben. In Betrieb befindliche Anlagen, die Fernwärme aus Kernenergie in Osteuropa gewinnen, sind unter anderem in Russland das Kernkraftwerk Bilibino und in der Slowakei das Kernkraftwerk Bohunice mit dessen Anlage V2.

Fernwärmespeicher in Chemnitz

[Bearbeiten] Fernkälte

Ein großer Teil der verfügbaren Wärme wird nur in den kalten Wintermonaten benötigt. Deshalb wird nach Möglichkeiten gesucht, die Energie auch im Sommer zu nutzen. Ein sinnvolles Einsatzgebiet ist die Fernkälte. Dabei wird dem Kunden wie im Winter heißes Wasser geliefert, welches vor Ort mit Hilfe von Absorptionskältemaschinen Kälte erzeugt. Dieses Verfahren wird zur Zeit für Einrichtungen mit großen Kältebedarf, zum Beispiel Krankenhäuser oder Einkaufszentren, eingesetzt. In Chemnitz gibt es einen zentralen Kältespeicher, der Einrichtungen in der Stadt versorgt.^[5]

[Bearbeiten] Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} AGFW-Branchenreport 2006
2. ↑ Arbeitsbericht 2003 der Arbeitsgemeinschaft für Wärme und Heizkraftwirtschaft AGFW
3. ↑ Fernwärme auf neuen Wegen (pdf-Datei), Einladung zu einer Fachtagung des Verband Fernwärme Schweiz (VFS) im Jahr 2008, abgerufen am 28. Juni 2008
4. ↑ NÖ Energiebericht 2007
5. ↑ Konzept Fernkälte: Kühlung aus dem Heizkraftwerk, Spiegel Online Nachrichten - Wissenschaft, abgerufen am 3. November 2008

[Bearbeiten] Weblinks

• Verordnung über Allgemeine Bedingungen für die Versorgung mit Fernwärme (AVBFernwärmeV), Bundesministerium der Justiz in Zusammenarbeit mit der juris GmbH
• AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V.
• Verband Fernwärme Schweiz (VFS)

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