Leitfaden: „So gelingt die kommunale Wärmeplanung: nachhaltig, sozial und partizipativ"
Der Umbau der Wärmeversorgung wird im Jahr 2023 überall heiß diskutiert.… Mehr lesen
WÄRME.WISSEN.
KOMPAKT
Technologien für erneuerbare Wärme
Alles was du schon immer über Wärmepumpe, Geothermie und co. wissen wolltest
Alle reden über die Wärmepumpe, aber wie genau funktioniert die eigentlich? Wir stellen in dieser Reihe die wichtigsten Technologien für eine erneuerbare Fernwärmeversorgung vor. Einerseits erklären wir die Funktionsweise der Technologie und wie das Potenzial erschlossen werden kann. Andererseits gibt es in jedem Fact-Sheet konkrete Praxis- und Best Practice Beispiele. Gemeinsam mit dem Leitfaden zur kommunalen Wärmeplanung schaffen sie einen guten Überblick und den Weg zur klimaneutralen, sozialen und partizipativen Wärmewende einerseits (Leitfaden) und zur technisch machbaren Seite der Wärmewende und den zu erschließenden Wärmepotenzialen andererseits (Fact Sheets).
Jede Woche bis Ende September veröffentlichen wir eine neue Technologie. Ihr wollt nichts verpassen? Dann folgt uns am besten auf Twitter.
Die Wärmepumpe
Die Wärmepumpe wird die entscheidende Heiztechnologie einer erneuerbaren Wärmeversorgung sein. Bereits jetzt sind in über 40 % der Neubauten Wärmepumpen im Einsatz. Nicht zuletzt, weil die Wärmepumpe durch die Bundesregierung gefördert wird, steigt die Zahl an eingebauten Wärmepumpen. Doch wie funktioniert diese Technologie der Wärmeversorgung und wo macht sie besonders Sinn?
Die Flusswärmepumpe
Da Flüsse und Seen auch im Winter über deutlich höhere Temperaturen als die Umgebungsluft verfügen, sind sie hervorragende Wärmelieferanten für eine erneuerbare Wärmeversorgung. Potenzialstudien haben gezeigt, dass Fluss- bzw. Seewärmepumpen einen signifikanten Beitrag zur Deckung des Fernwärmebedarfs leisten können.
Abwasser-Wärmepumpe
Abwasser fällt in der Form von Niederschlagswasser sowie häuslichem und betrieblichem Schmutzwasser an. Letzteres verfügt während der Heizperiode über Temperaturen von 10- 15°C und bietet sich damit auch im Winter als Wärmequelle an. Um diese Restwärme nutzbar zu machen, werden Wärmetauscher entweder im ungereinigten Wasser, in der Kläranlage selbst oder im gereinigten Wasser verbaut. Die entnommene Wärme wird anschließend mittels Wärmepumpe auf das benötigte Temperaturniveau angehoben. Dies kann entweder dezentral oder in Heizzentralen passieren. Die Wärmeentnahme aus dem Abwasser ist dabei nicht uneingeschränkt, da das Abwasser am Eintritt zur Kläranlage eine Temperatur von 8°C nicht unterschreiten darf, damit die Faulungsprozesse in den Kläranlagen weiterhin effizient ablaufen können.
Solarthermie
Solarthermie nutzt die Strahlungsenergie der Sonne. Hierfür wird eine Flüssigkeit, die in den Solarthermiekollektoren zirkuliert, durch die Sonnenstrahlung erwärmt. Diese Wärme wird mittels eines Wärmeübertragers direkt genutzt oder an einen Speicher abgegeben. Die so abgekühlte Flüssigkeit wird anschließend in den Kollektoren wieder erwärmt.
Tiefe Geothermie
Als Geothermie wird die Wärme der Erde bezeichnet, die mithilfe von Bohrungen nutzbar für die Wärmeversorgung gemacht werden kann. Denn in den ersten 100 Metern des Erdbodens liegt die Temperatur relativ konstant bei 10°C. Bei jeden weiteren 100 Metern in die Tiefe steigt die Temperatur um etwa 3°C. Bei den Bohrungen wird zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie unterschieden. Im Gegensatz zur oberflächennahen Geothermie (Erdsonden), bei der lediglich Wärmequellen in bis zu 400 Metern Tiefe erschlossen werden, wird bei der tiefen Geothermie bis zu fünf Kilometer tief in die Erdschichten eingedrungen.
Industrielle Abwärme
In vielen industriellen Prozessen entsteht Abwärme, die nicht weiter genutzt wird und einfach verpufft. Dabei könnte das Potenzial der entstandenen Wärme auch in unsere Wärmenetze eingespeist werden und für nachhaltigeres Heizen sorgen. Doch was muss bei der Nutzung von industrieller Abwärme beachtet werden? Und wie sieht das Heizen mit Abwärme in der Praxis aus?
Abwärme aus Rechenzentren
Im Gebrauch von Rechenzentren stecken riesige Potenziale für die Fernwärmeversorgung. Die entstehende Abwärme ließe sich leicht nutzen, wenn sie bereits beim Bau der Rechenzentren eingeplant würde. So bietet es sich an, anstatt der üblichen Luftkühlung eine Heißwasserkühlung einzubauen. Projekte in Stockholm und Greifswald zeigen die funktionierende Umsetzung.
Power-to-Heat
Mit Strom kann mit Elektrodenheizwasserkessel Wasser erhitzt werden. Diese Verfahren wird in der Wärmeversorgung Power-to-Heat genannt. Es ist weniger effizient als der Einsatz von Wärmepumpen, wird aber sinnvoll, um überschüssigen erneuerbaren Strom nicht zu verschwenden.