Was ist Fernwärme?

Fernwärme bedeutet, dass die Abwärme bei der Stromproduktion von Kraftwerken ganz gleich welcher Art genutzt wird. Diese Abwärme erhitzt ein Medium, meist Wasser, welches dann über Rohrleitungen zu den Endverbrauchenden geschickt wird. Dort wird mithilfe einer Übergabestation die Fernwärme direkt nutzbar gemacht oder in einem Warmwassertank für die spätere Verwendung gespeichert. Allerdings ist Fernwärme keine neue Erfindung, sondern schon über tausende Jahre alt. Denn bereits zu Zeiten des römischen Reiches wurde heißes Wasser aus den Thermen weitergeleitet und als Fußbodenheizung genutzt. Das heiße Wasser wird bei den Verbrauchenden über die Fernwärme-Übergabestation an den Heizkreislauf des Gebäudes übergeben. Doch wie funktioniert Fernwärme genau? Und wie ist ein Fernwärmesystem aufgebaut?

Inhalt:

1. Wie entsteht Fernwärme?
2. Wie funktioniert Fernwärme?
3. Aufbau eines Fernwärmesystems
4. Fernwärme: Vor- und Nachteile
5. Felix erklärt: Fernwärme
6. Was ist Nahwärme/kalte Fernwärme/Fernkälte?
7. FAQs zu Fernwärme

Durch Kraft-Wärme-Kopplung wird die Fernwärmeproduktion an die Stromproduktion gekoppelt. Das heißt, dass ein Großteil des energiereichen Dampfes, der Turbine und Generator antreibt, nicht an Kühlwasser oder -luft abgegeben wird, sondern an einen Heizkondensator übertragen und somit als Heizenergie genutzt wird. Auch bei Motoren in einem Blockheizkraftwerk kann die Wärme des Abgases somit nutzbar und dem Fernwärmesystem zur Verfügung gestellt werden. Die Abwärme des Turbinen- oder Motorprozesses erhitzt dabei Wasser auf 70 bis 130 °C, welches dann über kilometerlange isolierte Rohrleitungen in flüssiger Form zu den Endverbrauchenden transportiert wird.

Im Haushalt der Endverbrauchenden angekommen wird mit einer Übergabestation die Fernwärme an das Wasser des lokalen Heizungssystems übertragen. Diese Wärme wird dann direkt verwendet, um die Räume oder einen Warmwasserspeicher aufzuheizen. Das somit abgekühlte Fernwärmewasser fließt als Rücklauf wieder zurück zum Kraftwerk, wo der Kreislauf von vorne beginnt.

Übrigens: Wird die Fernwärme aus erneuerbarer Energie, wie Biogas oder Solar- und Geothermie, gewonnen, so wird auch von grüner Fernwärme gesprochen wird. Falls Sie mehr über erneuerbare Energie erfahren möchten, werfen Sie gerne einen Blick in unsere Artikel Wie funktioniert Photovoltaik und Wie funktioniert Wasserstoff-Energie.

Das Fernwärmesystem bezeichnet die Gesamtheit aller Komponenten, die benötigt werden, um Fernwärme zu erzeugen und nutzbar zu machen. Häufig werden diese Fernwärmesysteme auch als Fernwärmeanlagen bezeichnet. Ein Fernwärmesystem besteht aus einem Kraftwerk, einem Fernwärmenetz und einer Übergabestation. Jede dieser Komponenten übernimmt dabei eine wichtige Aufgabe.

1. Kraftwerk

Im Kraftwerk wird meist Öl, Kohle, Gas, Holz, Abfall o.Ä. verbrannt. Hierbei entsteht heißer Wasserdampf, der zur Stromproduktion eingesetzt wird und hinter der Turbine immer noch über ausreichend Wärmeenergie verfügt. Ein sogenannter Heizkondensator überträgt diese Wärme zusammen mit weiterem Dampf aus der Verbrennung auf das Fernwärmewasser. Man nennt das Kraft-Wärme-Kopplung. Das erhitzte Wasser aus der KWK-Anlage wird dann über das Fernwärmenetz den Haushalten und Betrieben als Heiz- und Prozesswärme zur Verfügung gestellt.

Tipp: Falls Sie mehr über verschiedene Arten von Kraftwerken erfahren wollen, können wir Ihnen unseren Artikel zu der Müllverwertungsanlage empfehlen.

2. Fernwärmenetz

Das Fernwärmenetz transportiert mit Netzpumpen das erhitzte Wasser über überirdische oder unterirdische Rohrleitungen zu den Verbrauchenden (Vorlauf) und nach der Nutzung von den Verbrauchenden wieder zurück zum Kraftwerk (Rücklauf). Das Wasser im Vorlauf hat dabei Temperaturen zwischen 90 °C und 130 °C, im Rücklauf rund 60 °C. Aber wird Wasser ab 100 °C nicht zu Wasserdampf? Unter normalen Bedingungen schon, jedoch nicht, wenn die Rohrleitungen unter Druck stehen. Ab 4 bar bleibt Wasser auch bei 130 °C noch flüssig und lässt sich so leichter durch die Rohrleitungen transportieren. Die Netzpumpen drücken somit nicht nur das Wasser durch die Stadt, sondern bauen auch einen Druck von 5 bis 7 bar auf.

Übrigens: Was ist Fernwärme ohne ein gut ausgebautes Netz? Damit auch in Bremen immer mehr Haushalte und Betriebe Fernwärme beziehen können, baut swb aktuell eine große neue Fernwärme-Verbindungsleitung vom Müllheizkraftwerk MHKW in den Bremer Osten und wird auch zukünftig die Versorgung mit klimafreundlicher Fernwärme weiter ausbauen.

3. Übergabestation

Die Fernwärme-Übergabestation umfasst den Haus- bzw. Gebäudeanschluss, den Wärmetauscher und den Warmwasserspeicher. Das wichtigste Element für die Übergabestation ist der Wärmetauscher. Er entzieht dem aufgeheizten Wasser aus dem Vorlauf einen Teil der Wärme und übergibt sie dem Hausheizungskreislauf. Der Wärmetauscher kann die Wärme aus dem Vorlauf auch einem Warmwasserspeicher zuführen und so warmes Wasser für die spätere Verwendung speichern. Hierfür kann auch eine Wärmepumpe genutzt werden.

Zusätzlich reguliert die Übergabestation u.a. Folgendes:

• Regulierung der Abnahmetemperatur und -menge
• Ventilgesteuerte Temperaturanpassung Druckbegrenzung
• Einspeisung des kalten Wassers in den Rücklauf

Übrigens: Die Einstellungen der Fernwärme-Übergabestation können individuell angepasst werden. Jedoch sollte darauf geachtet werden, dass die Warmwassertemperatur nicht unter 60 °C fällt, da es sonst zur Legionellenbildung kommen kann. Dies sollten Sie auch bei Gasthermen und Durchlauferhitzern beachten.

Fernwärme-Vorteile

• Fernwärme bedeutet Energieversorgung aus der Region
• Hohe Versorgungssicherheit, hoher Komfort
• Besonders grüne Fernwärme ist sehr nachhaltig
• Heizkessel, Tank und Schornstein entfallen für Verbrauchende
• Fernwärme kann bei den meisten Heizungssystemen einfach nachgerüstet werden
• Erhöhte Effizienz des Kraftwerks, da die Abwärme der Verbrennung genutzt wird

Fernwärme-Nachteile

• Kein Wechsel möglich, häufig langjährige Vertragsbindung
• Wärmeverluste entstehen beim langen Transport
• Viele Kraftwerke nutzen noch fossile Brennstoffe

Tipp: Entdecken Sie die fairen Fernwärme-Tarife von swb für Bremen und Bremerhaven.

1. Nahwärme

Von Nahwärme wird gesprochen, wenn die Fernwärmeanlage bzw. das Fernwärmesystem nur wenige Haushalte oder Industriebetriebe versorgt oder sich das Fernwärmenetz nur über eine kleine Fläche erstreckt. Eine genaue Definition, ab wann Nahwärme als Fernwärme zählt, gibt aber es nicht.

2. Kalte Fernwärme

Kalte Fernwärme ist eine Fernwärmenetze-Variante, die mit Temperaturen um die 15 bis 25 °C arbeitet. Es kann sowohl Wärme als auch Kälte liefern, indem das Wasser auf die benötigte Vorlauftemperatur der individuellen Heizungsanlage erhitzt bzw. mittels eines Wärmetauschers in Kälte umgewandelt wird. Dies ist sehr effizient und das Wärmenetz kann dank der niedrigen Temperatur mit unisolierten Plastikrohren gebaut werden. Weiterhin lässt sich die Anlage für kalte Fernwärme an Kraftwerken leicht nachrüsten. Kleinere Systeme dieser Art können auch als kalte Nahwärmesysteme bezeichnet werden.

3. Fernkälte

Was ist Fernwärme, wenn sie eigentlich kalt ist? Richtig, Fernkälte. Dabei wird über Rohrleitungen Wärmeenergie transportiert, allerdings genau anders herum als bei Fernwärmesystemen. Das heißt, dass mittels Kältemaschinen Wärme vom Verbrauchenden abgeführt wird. Deshalb hat das Wasser des Vorlaufs beim Fernkältenetz um die 5 °C und das Wasser beim Rücklauf um die 15 °C. Auf diese Weise können Häuser oder Betriebe klimatisiert werden. Für besonders hohe Effizienz können Fernwärme- und Fernkältenetze auch miteinander verbunden werden.