Die Entwicklung der Fernwärme – eine Einführung

Die Entwicklung der Fernwärme – eine Einführung

Reisen Sie von 1895 bis ins neue Jahrtausend, um die Grundlagen der Fernwärme zu verstehen.

Bis 2050 wird die Weltbevölkerung von 7 auf 9 Milliarden Menschen anwachsen. 70 % davon werden in Städten leben. Zum Decken des Energiebedarfs von morgen benötigen wir nachhaltige Lösungen, die energieeffizient, kostengünstig und für eine großflächige Umsetzung geeignet sind. Zum Glück existiert eine solche Lösung bereits: Fernwärme. In diesem Kurs geht es um Fernwärme und um die Entwicklung dieser Technologie, die eine realisierbare Lösung für viele aktuelle Energieprobleme darstellt.

Aber zunächst eine Definition: Eine Fernwärmeanlage ist eine Heizungs- und Kühlanlage, bei der erwärmtes oder gekühltes Wasser von einer zentralen Stelle über ein geschlossenes Rohrnetz zu mehreren Verbrauchern transportiert wird. Das Wasser dient zum Regeln von Raumtemperaturen. Im Bereich Fernwärme erwärmt es Trinkwasser. Die zentrale Produktion von erwärmtem und gekühltem Wasser macht Einzellösungen überflüssig. Zudem lassen sich Brennstoffe so effizienter nutzen.

Mithilfe des Brennstoffs wiederum können die Produktionskosten und CO2-Emissionen reduziert werden. Denn viele Anlagen können mit erneuerbaren Energien laufen, wie Solarenergie, Erdwärme, kommunalen Abfällen oder Windenergie. Bei einer Fernwärmeanlage lassen sich die Energiequellen wechseln. So sind im Vergleich zu anderen Anlagen leichter radikale Änderungen möglich.

Für Verbraucher bedeutet Fernwärme gebrauchsfertige Energie vor der Haustür. Kaltwassersätze oder Kessel mit hohem Platzbedarf, teurer Wartung und hohen Anschaffungskosten sind überflüssig. Fernwärme gibt es seit über einem Jahrhundert. Heute versorgt sie ganze Städte, Hochschulen, Großunternehmen und sogar das Weiße Haus mit Wärme. Einfach ausgedrückt: Die Entwicklung von Fernwärme lässt sich in vier Abschnitte aufteilen. Die 1. Generation von Fernwärmeanlagen lief vor allem mit ölgefeuerten Kesseln. Diese produzierten große Mengen Dampf mit 200 °C, wobei 2/3 davon aus den Schornsteinen austraten. Die Anlagen versorgten nur kleine Gebiete, verursachten jedoch enorme Wärmeverluste aufgrund von schlecht isolierten Rohren und äußerst hohen Temperaturen.

Im Vergleich zur Technik von heute waren sie also sehr ineffizient. Und doch revolutionierten sie die damalige Beheizung. Auch erfüllten sie ihren Zweck: die Umweltbelastung in Städten zu reduzieren. Die 2. Generation der Fernwärmeanlagen behob einige der anfänglichen Probleme. Denn anstatt Dampf kamen druckbeaufschlagtes Wasser und Rohre mit höherer Qualität zum Einsatz. So konnten die Anlagen großflächiger umgesetzt werden. Zu dieser Zeit wurden immer mehr Blockheizkraftwerke verwendet. Indem die überschüssige Wärme aus der Stromerzeugung zum Beheizen diente, konnten die Brennstoffkosten drastisch gesenkt werden. Die 3. Generation, der die meisten Fernwärmeanlagen von heute angehören, besteht größtenteils aus Blockheizkraftwerken.

Der größte Unterschied: Die Temperatur des verteilten Wassers liegt nun unter 100°°C. Dadurch kann die Stromproduktion mithilfe alternativer Energiequellen wie Solarenergie erfolgen. Durch die kurzfristige Energiespeicherung können Anlagenbesitzer Produktionskosten einsparen. Der Strom wird in Zeiten mit hohen Strompreisen produziert und die überschüssige Wärme wird gespeichert, wenn die Preise niedrig sind. Die Technologie wird jedoch kontinuierlich weiterentwickelt. Die 4. Generation der Anlagen steht bereits in den Startlöchern. Diese Fernwärmeanlagen stellen Wasser mit weitaus niedrigerer Temperatur für die Beheizung und mit höherer Temperatur für die Kühlung bereit. Das bedeutet: weniger verbrauchte und verlorene Energie. So können auch nachhaltige Niedrigtemperatur-Energiequellen wie Erdwärme genutzt werden. Dadurch verringert sich die Umweltbelastung noch weiter.

Darüber hinaus lässt die Energie sich mithilfe der neuen Technologie monatelang speichern. Anlagen können zudem ihren täglichen Energieverbrauch ausgleichen. Sie können die nötige Energie in Zeiten mit Spitzenbedarf nutzen und bei geringerem Bedarf ihren Betrieb verlangsamen. Die Energie lässt sich dann für einen späteren Zeitpunkt speichern. Die Anschaffungskosten zum Konstruieren einer Fernwärme-Infrastruktur sind enorm. In dicht besiedelten oder Industriegebieten stellt sie jedoch die Energielösung der Zukunft dar. Die Vorteile der Fernwärme noch mal auf einen Blick: eine zuverlässigere Heizung und Kühlung, niedrige Kosten durch eine kleine Anlagengröße, eine deutlich geringere Umweltbelastung, ein hoher Komfort für Verbraucher, das Vermeiden unvorhergesehener Kosten und kein Wartungsbedarf mehr.