Nahwärme: Technik, Vor- und Nachteile

Aufbau und Funktion von Nahwärmenetzen

Ein Nahwärmenetz besteht aus einer zentralen Heizungsanlage, einem Verteilnetz und mehreren Hausübergabestationen. Diese befinden sich in der Regel in einzelnen Quartieren, Siedlungen oder Gemeinden und beziehen Wärme für Heizung und Warmwasser aus einer zentralen Heizungsanlage. Während die zentrale Anlage Heizwärme mit einer Leistung von meist weniger als einem Megawatt erzeugt, transportieren gedämmte Erdleitungen diese zu den angebundenen Gebäuden. Hier übergibt ein Wärmeübertrager die Energie aus dem Wärmenetz an die Warmwasser-Heizungsanlage im Haus.

Keine Kosten für Brennstoffe

An die Nahwärme angeschlossene Verbraucher zahlen hier nicht für den  Brennstoff Öl, Gas oder Brennholz, sondern die tatsächlich übergebene Wärme. Möglich ist das durch sogenannte Wärmemengenmesser (Wärmezähler), die in die Übergabestation jeder Hausanlage integriert sind.

Größe des Netzes variiert

Die Größe eines Nahwärmenetzes reicht von wenigen Gebäuden bis hin zu gesamten Stadtteilen. Typisch ist der Einsatz vor allem in Wohnquartieren, in denen eine zentrale Anlage viele Verbraucher mit Energie für Heizung und Warmwasser versorgt. Bei Nahwärme sind die Entfernungen vom Wärmeerzeuger zu den Abnehmern jedoch vergleichsweise gering. Wird die thermische Energie über weitere Strecken transportiert, wird die zentrale Wärmeerzeugung als Fernwärme bezeichnet. Was diese Heizmethode kennzeichnet, zeigt das folgende Video:  

Heiztechnik für die Nahwärme

Für die Versorgung mehrerer Gebäude mit Nahwärme kommen zahlreiche Technologien infrage. Beispiele dafür sind Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen, Holzhackschnitzel-Heizungen oder Solarthermieanlagen.

Blockheizkraftwerke lohnen sich für Nahwärme

Eine weitverbreitete Technologie zum Betrieb von Nahwärmenetzen ist das  Blockheizkraftwerk. Es erzeugt neben Wärme auch Strom, der sich entweder an die angebundenen Verbraucher verkaufen oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen lässt. Durch die Doppelnutzung der eingesetzten Brennstoffe ist die Technik effizient und wirtschaftlich. Denn der hohe Stromertrag, der nur durch den kontinuierlichen Betrieb möglich ist, senkt hier die Wärmekosten.

Wärmepumpen für den Einsatz in Niedertemperaturnetzen

Eine Wärmepumpe heizt mit thermischer Energie aus Luft, Erde oder Wasser. Da sich diese jedoch nicht ohne Weiteres zum Heizen eignet, wird sie über einen technischen Prozess aufbereitet. Wie das im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag  Funktionsweise der Wärmepumpe. Wichtig zu wissen ist jedoch, dass die Anlage nur dann effizient arbeitet, wenn der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizsystem möglichst klein ist. Für einen wirtschaftlichen Betrieb arbeiten Nahwärmenetze mit Wärmepumpenheizung daher mit geringen Vorlauftemperaturen. Das senkt die Kosten der Erzeugung und reduziert die Energieverluste der Wärmeverteilung.

Nahwärme mit Holzheizung in ländlichen Regionen

In ländlichen Regionen eignen sich auch Nahwärmenetze mit einer  Holzheizung. Zum Einsatz kommen dabei hauptsächlich Hackschnitzelheizungen. Denn diese laufen vollautomatisch mit zerhackten Holzresten aus Wald und Landschaftspflege. Der Brennstoff ist regenerativ, in der eigenen Region erhältlich und darüber hinaus oft auch günstiger als Gas oder Heizöl.

Solaranlagen speisen Nahwärmenetze regenerativ

Neben der Holzheizung zählt auch die  Solarthermie  zur Kategorie der regenerativen Wärmequelle. Genau wie auf dem eigenen Dach wandeln Solarkollektoren auch bei der Nahwärme die Strahlung der Sonne in nutzbare Wärme um. Das verbraucht keine Brennstoffe, erzeugt nur geringe Verbrauchskosten und funktioniert darüber hinaus ohne eigene CO₂-Emissionen. Da die Sonne nicht immer scheint, ist allerdings ein Spitzenlastkessel nötig. Dieser schaltet sich bei Engpässen automatisch zu und gewährleistet eine sichere Wärmeversorgung.

Rohrleitungen für die Wärmeverteilung im Nahwärmenetz    

In der Regel transportieren erdverlegte Rohrleitungen die thermische Energie der zentralen Heizungsanlage zu den angebundenen Verbrauchern. Um dabei möglichst wenig Wärme zu verlieren (Experten sprechen hier von Netzverlusten), sind die starren oder flexiblen Rohre mit einer starken Dämmung ummantelt. Eine Außenhaut aus Kunststoff schützt darüber hinaus vor Beschädigungen durch Steine und das umliegende Erdreich.

Vorteile moderner Nahwärmenetze

Durch den Anschluss an die Nahwärme sinken die Kosten der neuen Heizungstechnik. Denn neben einem Schornstein können Hausbesitzer dabei auch auf einen Gasanschluss oder ein Brennstofflager im eigenen Haus verzichten. Die Investitionskosten der zentralen Anlage lassen sich hingegen auf den Wärmepreis umlegen und so auf alle angebundenen Haushalte verteilen. Ein weiterer Vorteil der Nahwärme ist die hohe Effizienz der zentralen Heiztechnik. Vor allem Blockheizkraftwerke nutzen dabei den ganzjährig konstanten Wärmebedarf zur Warmwasserbereitung und erzeugen viel Strom. Neben dem Betrieb mit verschiedenen Heizungsarten arbeitet ein Nahwärmesystem auch mit Abwärme aus naheliegenden Produktionsprozessen. Diese ist in vielen Fällen ohnehin vorhanden und kann auf diese Weise zu einer hohen Effizienz des Gesamtsystems beitragen.

Nachteile der Nahwärme

Neben den Vorteilen ist ein Nahwärmenetz auch mit Nachteilen verbunden. So ist der Anschluss in aller Regel Pflicht (§ 109 GEG). Anders als bei der Heizung mit Öl oder Gas haben Hausbesitzer dabei keine Möglichkeit, den Anbieter zu wechseln. Sie sind oft über Zeiträume von bis zu zehn Jahren an einen Wärmeliefervertrag gebunden und haben selten die Möglichkeit, die bestellte Abnahmemenge zu reduzieren. Darüber hinaus sind die Verbrauchskosten bei Nahwärme oft höher.

Höhere Netzverluste in der Wärmeverteilung  

Verlaufen Leitungen vom Wärmeerzeuger zu den Heizflächen nur durch beheizte Gebäudebereiche, kommen Wärmeverluste diesen direkt zugute. Die erzeugte Wärme lässt sich komplett nutzen und die Heizkosten steigen im besten Fall nicht an. Bei der Nahwärme verhält sich das etwas anders. Hier sind Netzverluste der Wärmeverteilung zu berücksichtigen. Wie viel Wärme an die Umgebung verloren geht, hängt dabei vor allem von der Dämmstärke, den Systemtemperaturen und den Umgebungstemperaturen ab. Indem Planer die Netzverluste berechnen, können sie Dämmstärken kosteneffizient auswählen oder abwägen, ob die Nahwärme im individuellen Fall überhaupt geeignet ist.

Wichtig zu wissen:  Die Ausgaben der Netzverluste tragen alle angeschlossenen Verbraucher zu gleichen Teilen. Ähnlich verhält es sich bei privat genutzten Anlagen. Hier sind die Netzverluste ebenfalls auf die Anschlussnehmer zu verteilen. Sie ergeben sich, indem Nutzer die Werte aller Wärmemengenzähler in den Nutzeinheiten addieren und das Ergebnis von der erzeugten Wärmemenge abziehen. Letztere lässt sich über den Brennstoffverbrauch berechnen oder an einem zentralen Zähler ablesen.

Kalte Nahwärme für die Wärme- und Kälteversorgung

Während konventionelle Nahwärmenetze Wasser oder Dampf mit hohen Temperaturen transportieren, arbeitet die "kalte Nahwärme" mit Medientemperaturen von fünf bis 35 Grad Celsius. Sie ermöglicht es, thermische Energie aus regenerativen sowie industriellen Quellen zu verteilen und arbeitet ohne nennenswerte Verluste. Möchten Verbraucher die Energie zum Heizen einsetzen, benötigen sie eine Wärmepumpe. Diese greift anstelle von Luft, Erde oder Grundwasser auf die kalte Nahwärme zu und macht diese mit einem technischen Prozess sehr effizient zum Heizen nutzbar. 

Neben der Wärmeversorgung ermöglicht das kalte Nahwärmenetz auch die Kälteversorgung. Verbraucher nutzen das Medium dabei mit einem Wärmeübertrager oder einer Klimaanlage, um Wärme aus dem Gebäude abzuführen. Die Kühlung lässt das Temperaturniveau der kalten Nahwärme steigen, wodurch sich das Netz wieder regeneriert.   

Vorteile und Rolle der Wärmenetze in der Energiewende 

Kalte Nahwärme kommt ohne große Verteilungsverluste aus. Sie ermöglicht den effizienten Einsatz regenerativer Energien und sorgt als Wärmequelle für einen sparsamen Wärmepumpenbetrieb. Verbraucher sparen dadurch Kosten und CO₂ ein. Sie senken die Anschlusskosten ihrer Heizung und können Wärmepumpen mit kalter Nahwärme auch ohne besondere Genehmigungen betreiben. Im Kontext der Energiewende nimmt die kalte Nahwärme eine Schlüsselrolle ein. Sie ist die Basis einer regenerativen und weitestgehend CO₂-neutralen Wärmeversorgung und wird für viele dadurch immer interessanter. 

Kosten und Fördermittel für Hausbesitzer im Quartier 

Abgesehen von den Energienetzen (den kalten Nahwärmenetzen) benötigen Hausbesitzer eine spezielle Übergabestation. Diese besteht neben der nötigen Mess- und Regeltechnik aus einem Wärmeübertrager, der Energie aus dem Wärmenetz auf das Heizungswasser im Haus überträgt. Um den Wohnkomfort zu steigern, lassen sich die platzsparenden Anlagen auch durch einen Warmwasserspeicher ergänzen. Dieser bevorratet warmes Trinkwasser, das bei Bedarf ohne große Verzögerungen aus der Leitung fließt. Ein Schornstein, den vor allem konventionelle Heizgeräte benötigen, ist hingegen nicht erforderlich.

Der Preis für den Anschluss an ein Nahwärmenetz kann sich je nach Region unterscheiden. Er besteht in der Regel aus Kosten für:

• den Hausanschluss
  
• die Wärmeübergabestation
  
• den Bau des Netzes
  

Besitzer typischer Einfamilienhäuser müssen dabei insgesamt mit Kosten von 5.000 bis 10.000 Euro rechnen. Wie hoch die Ausgaben im laufenden Betrieb sind, haben wir im Beitrag zu Fernwärme-Kosten für Sie zusammengestellt.

Zuschüsse und Darlehen für den Anschluss an ein Nahwärmenetz  

Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) können Sie Fördermittel beantragen, wenn Sie Ihre alte Heizung durch einen Nah- oder Fernwärmeanschluss ersetzen. Diese gibt es in Form von Zuschüssen über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW-Programm 458) sowie günstigen Darlehen (KfW-Programm 358/359). Die Zuschuss-Förderung ist dabei in Höhe von 30 bis 70 Prozent möglich. Wie Sie diese richtig beantragen, erklären wir im Beitrag zur Förderung der Heizung. Hier lesen Sie auch, welche Förderalternativen es gibt, wenn Sie den Antragszeitraum verpasst haben.