Wärmenetze 4.0 – Integration erneuerbarer Energien

Sie sind effizient, wirtschaftlich und verhelfen zu einer guten Umweltbilanz. Die Rede ist von Wärmenetzen. Gerade für die Infrastruktur der Energieversorgung in Städten und Kommunen bringen sie viele Vorteile und leisten darüber hinaus einen wichtigen Beitrag zur Energiewende – vor allem, wenn es sich um sogenannte „Wärmenetze 4.0“ handelt. Denn diese könnten neuen Schwung in die Debatte rund um Klimawandel und -wende bringen.

Was genau ein Wärmenetz ist, welche Möglichkeiten die Generation 4.0 mit sich bringt und was deren Infrastruktur auszeichnet, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Was ist ein Wärmenetz und wie funktioniert es?

Ganz allgemein gesagt, verteilt ein Wärmenetz (Wärme-) Energie aus Heiz(kraft)werken zum Heizen an mehrere Verbraucher. Beispielsweise Wohn- und/oder Gewerbeeinheiten. Dabei gibt es die theoretische Unterscheidung in Nah- und Fernwärmenetz. Während die Funktionsweise beider Varianten gleich ist, liegt ihr Unterschied allein in der Länge des jeweiligen Wärmenetzes. Als Nahwärmenetz gilt alles, was eine Erdleitungslänge von maximal einem Kilometer hat. Ab einem Kilometer spricht man in der Regel von einem Fernwärmenetz. Diese Angaben gelten sowohl für „normale“ als auch für Wärmenetze 4.0.

Jedes Wärmenetz, auch Wärmenetze 4.0, besteht in der Regel aus drei Komponenten: einer zentralen Heizanlage, einem Verteilernetz und einer Übergabestation in den jeweils zu versorgenden Objekten. Die Aufgabe der Heizanlage ist es, die erzeugte Heizwärme über spezielle Erdleitungen zu den Verbrauchern zu leiten. Das Transportmedium ist dabei meistens heißes Wasser. Wichtig ist, dass die Menge der erzeugten sowie die Menge der abgegebenen Wärme immer im Gleichgewicht ist. Hierfür sorgt eine übergeordnete Steuerung, welche Erzeugung und Verbrauch erfasst, sowie ein Wärmespeicher, welcher es ermöglicht, Erzeugung und Verbrauch zeitlich zu entkoppeln.

Klimafreundlich, CO2-arm und flexibel – das steckt hinter dem Begriff „Wärmenetz 4.0“

Wärmenetze 4.0 sind innovative Wärmenetze der vierten Generation. Sie gelten als die innovative Lösung für eine nachhaltige, intelligente und besonders effiziente Verteilung von Wärme. Die Gründe dafür sind vielseitig. Zunächst wäre das Temperaturniveau zu nennen. Während das Trägermedium Wasser in normalen Wärmenetzen Temperaturen zwischen 80 °C und 130 °C hat, kommen Wärmenetze 4.0 mit deutlich niedrigeren Gradzahlen aus. Temperaturen zwischen 20 °C und 95 °C sind hier Standard. Der große Vorteil dabei: Ein niedriges Temperaturniveau minimiert Energieverluste beim Transport und erhöht dadurch die Effizienz des gesamten Netzes.

Hinzu kommt, dass Wärmenetze der nächsten Generation sowohl mit Abwärme aus industrieller Produktion als auch mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien gespeist werden. So machen sie eine CO2-arme Energieversorgung möglich – was insbesondere für schwer zu dämmende Gebäude, wie man sie häufig in historischen Stadtkernen findet, interessant ist. Schließlich haben diese so auch die Möglichkeit, an einer umweltfreundlichen Energieversorgung zu partizipieren und von dieser zu profitieren.

Ein weiterer Vorteil, den Wärmenetze 4.0 mit sich bringen, ist die enorme Flexibilität, die sie den Energieverbrauchern verschaffen. Das liegt neben den verschiedenen Wärmeerzeuger-Technologien unter anderem auch daran, dass saisonale Großspeicher in diese Netze integriert sind. Diese machen es möglich, den Verbrauchern Energie bedarfsgerecht und jahreszeitenabhängig zur Verfügung zu stellen und von der Erzeugung zeitlich zu entkoppeln. Für Kraft-Wärme-Kopplung in diesen Systemen bedeutet das einen echten Zugewinn an Flexibilität, auch auf der Stromseite. All diese Vorteile zusammengenommen, zeigt sich vor allem eines: Die neuen Wärmenetze tragen ihren Namenszusatz zu Recht. Denn sie bringen nicht nur neue Impulse für die Wärmeinfrastruktur, sondern können die Energiewende entscheidend vorantreiben.

Das Wärmenetz 4.0 als wichtiger Baustein der Energiewende

Weg von Kohle- und Atomkraft, hin zu erneuerbaren Energien. So lautet das Credo der Bundesregierung. Ab 2022 soll es in Deutschland keine aktiven Atomkraftwerke mehr geben und bis zum Jahr 2038 soll die Bundesrepublik zudem alle Kohlekraftwerke abschalten. Was dabei oft vergessen wird: Durch die Abschaltung entsteht nicht nur eine Lücke an Leistung auf der Stromseite, sondern einige Großkraftwerke haben bereits ihre Abwärme in ein Wärmenetz gespeist. Keine Frage also, dass die Abschaltung zudem den Bereich der Wärmeversorgung betrifft. Auch hier können in Zukunft vermehrt Wärmenetze 4.0 ins Spiel kommen. Denn die Kombination aus erneuerbaren Energien, also beispielsweise Sonnenenergie oder Biomasse, und Wärmenetzen 4.0 hat ein riesiges Potenzial, um die Lücken effizient und regenerativ zu schließen, die Kohle- und Atomenergie hinterlassen.

Vor allem, wenn die bereitgestellte Energie gleich mehrere Gebäude, komplette Stadtquartiere oder vielleicht sogar ganze Gemeinden erreicht, ist das Effizienzlevel extrem hoch. Schließlich gelangt auf diese Weise eine Menge „grüner“ Energie zu einer Vielzahl an Verbrauchern – und das sogar klimaschonend, nachhaltig und umweltfreundlich. So ist es nur verständlich, dass der Bund diverse Fördermöglichkeiten für Wärmenetze 4.0 anbietet.

Wärmenetze fördern – diese Möglichkeiten gibt es

Ein wichtiges Förderprogramm für effiziente Wärmenetze ist die „Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (Wärmenetzsysteme 4.0)“. Die Förderung unterteilt sich in vier Module:

Modul I: Machbarkeitsstudie

Hier werden zunächst Machbarkeitsstudien mit bis zu 60 Prozent der förderfähigen Ausgaben mit maximal 600.000 Euro gefördert.

Modul II: Realisierung

In diesem Modul kann die Realisierung eines Wärmenetzsystems 4.0 mit bis zu 50 Prozent der förderfähigen Ausgaben bezuschusst werden. Hierbei werden jedoch keine Einzelmaßnahmen (bspw. wie der Bau von Wärmeerzeugern oder Rohrleitungsverlegung) gefördert, sondern der Neubau oder die Transformation von vollständigen Wärmenetzsystemen. Die maximale Förderung beträgt dabei 15 Millionen Euro.

Modul III: Informationsmaßnahmen

Maßnahmen zur Kundeninformation im Gebiet des (geplanten) Wärmenetzsystems 4.0, welche dem Zweck der Erhöhung der Anschlussquote dienen, werden mit bis zu 80 Prozent der förderfähigen Kosten und max. 200.000 Euro bezuschusst.

Modul IV: Capacity Building

Ausgaben von Hochschulen, Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen, die im Rahmen einer nicht-wirtschaftlichen Tätigkeit in Kooperation mit einem Antragsteller in Modul II anfallen, können bis zu einer Obergrenze von 1 Million Euro Zuschuss gefördert werden.

Ziel ist es, damit Kommunen und kommunale Unternehmen bei der Planung wie auch bei der anschließenden Umsetzung innovativer Wärmenetze zu unterstützen. Das soll die Attraktivität einer Nutzung dieser Wärmenetze zu steigern – denn für eine gelungene Energiewende sind sie ein wichtiger Baustein.