Beschreibung
Fernwärme- und Fernkältesysteme verteilen thermische Energie in Form von Dampf, heißem Wasser oder gekühlten Flüssigkeiten von zentralen oder dezentralen Produktionsquellen über ein Netzwerk an mehrere Gebäude oder Standorte zur Nutzung von Raum- oder Prozesswärme oder -kühlung. Für eine geringere Umweltbelastung steht bei Fernwärmesystemen eine Kombination aus recycelter und erneuerbarer Wärme im Mittelpunkt. Infolge des Pariser Abkommens von 2015 und des EU-Ziels, die Emissionen bis 2030 um mindestens 40 % unter das Niveau von 1990 zu senken, haben sich die Mitgliedstaaten verstärkt um die Förderung von Fernwärme und -kühlung unter Verwendung alternativer Brennstoffquellen und kohlenstoffneutraler Wärmeerzeugungstechnologien bemüht. Diese Umstellung ist eine Herausforderung, da die Fernwärme nur 12% der Wärmeversorgung in der EU ausmacht, wobei der Großteil der Energie in KWK-Anlagen erzeugt wird, die mit Erdgas und festen Brennstoffen wie Braunkohle betrieben werden.
Zu lösende Probleme
| Kohlenstoff-Emissionen | Geringe Effizienz der Wärmeversorgung | Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen | Treibhausgasemissionen |
Stadtkontext
Für welche unterstützenden Faktoren und Merkmale einer Stadt ist diese Lösung geeignet? Welche Faktoren würden die Umsetzung erleichtern?
Allgemeine Anforderungen für die Implementierung von Fernwärme:
- Hohe Wärmelastdichte: Da Wärmenetze sehr kapitalintensiv sind, muss das beheizte Gebiet dicht bebaut sein, um die erforderliche Leitungslänge zu minimieren
- Wirtschaftliche Tragfähigkeit: Als Faustregel gilt, dass die Wärmelastdichte für die Fernwärmeversorgung höher als 23 MWh pro Meter geplanter Netzlänge sein sollte, um wirtschaftlich rentabel zu sein.
- Standort des Gebäudebestands: Die Gebäude, die an das Wärmenetz angeschlossen werden sollen, sollten sich in der Nähe des bestehenden Netzes befinden, um die Länge der Anschlussleitungen zu minimieren. Dies wird sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten senken.
- Standort der Wärmequellen: Moderne Wärmequellen verfügen über hochwertige Abgasreinigungssysteme. Daher können Wärmequellen, vorbehaltlich der Planungsbedingungen, in der Nähe oder im Zentrum von städtischen Gebieten angesiedelt werden, um die Länge des Netzes zu minimieren. Der Standort der Wärmequellen muss im Voraus vereinbart werden.
Für die Fernwärme gibt es verschiedene Anforderungen an die Flächennutzung für ihre Umsetzung:
- Es ist sehr nützlich, eine Wärmebedarfskarte und einen entsprechenden Wärmeplan für eine Stadt zu erstellen, um festzustellen, welche Gebiete sich am besten für die Fernwärmeversorgung eignen und welche Gebiete am besten von einzelnen Gebäudesystemen versorgt werden
- Wärmequellen sollten in der Nähe des Kunden (Wirtschaft) liegen, aber auch Lärmschutz und Transportlogistik berücksichtigen
- Unterirdische Netze benötigen Platz, der teilweise bereits durch andere Infrastrukturen belegt ist: z.B. Strom, Telekommunikation, Abwasser, Wasser
- Mögliche Druckerhöhungsanlagen
- Die Transportwege für Brennstoffe und Asche sollten die Bevölkerung so wenig wie möglich belasten und gefährden
Regierungsinitiativen
Welche Anstrengungen und Maßnahmen unternehmen die lokalen/nationalen öffentlichen Verwaltungen, um diese Lösung zu fördern und zu unterstützen?
EU
1. RHC-ETIP
Die Europäische Technologie- und Innovationsplattform für erneuerbare Wärme- und Kälteerzeugung (RHC-ETIP) bringt Interessenvertreter aus den Bereichen Biomasse, Geothermie, Solarthermie und Wärmepumpen - einschließlich der damit verbundenen Branchen wie Fernwärme und -kühlung, thermische Energiespeicherung und Hybridsysteme - zusammen, um eine gemeinsame Strategie für die verstärkte Nutzung von Technologien für erneuerbare Energien zum Heizen und Kühlen festzulegen.
2. internationale Energieagentur (IEA)
Das Technology Collaboration Programme on District Heating and Cooling including Combined Heat and Power[JH1] befasst sich mit dem Design, der Leistung und dem Betrieb von Verteilungssystemen und Verbraucheranlagen. Das Abkommen soll dazu beitragen, Fernwärme und -kühlung sowie Kraft-Wärme-Kopplung zu leistungsfähigen Instrumenten zur Energieeinsparung und zur Verringerung der Umweltauswirkungen der Wärmeversorgung zu machen. Das Programm bietet eine Plattform für Online-Berichte und den Austausch von Best Practices.
GROSSBRITANNIEN
1. die Heat Networks Delivery Unit (HNDU)
Die Heat Networks Delivery Unit wurde 2013 gegründet, um die Herausforderungen in Bezug auf Kapazitäten und Fähigkeiten anzugehen, die von den lokalen Behörden als Hindernisse für die Einführung von Wärmenetzen in Großbritannien genannt wurden. Die Einheit bietet Finanzmittel und fachliche Beratung für lokale Behörden, die Wärmenetzprojekte entwickeln.
2. das Investitionsprojekt für Wärmenetze (HNIP)
Das Heat Networks Investment Project stellt 320 Millionen Pfund an Investitionsmitteln zur Verfügung, um die Anzahl der gebauten Wärmenetze zu erhöhen, Kohlenstoffeinsparungen für die Kohlenstoffbudgets zu erzielen und die Bedingungen für einen nachhaltigen Markt zu schaffen, der ohne direkte staatliche Subventionen funktionieren kann. Die Pilotphase des Heat Networks Investment Project lief über 6 Monate und vergab im März 2017 £24 Millionen an 9 erfolgreiche Projekte lokaler Behörden.
Stakeholder Mapping
Welche Interessengruppen müssen bei der Planung und Umsetzung dieser Lösung berücksichtigt werden (und wie)?
Stakeholder Map für ein Fernwärme- oder Fernkältesystem (BABLE, 2021)
Wertschöpfungsmodell
Kosten-Nutzen-Bewertung der Lösung.
Die folgende Liste der Vorteile ist mit einer Wichtigkeitseinstufung versehen. Ein Wert von eins bedeutet eine hohe Bedeutung.
Wertmodell für ein Fernwärme- oder Fernkältesystem (BABLE, 2021)
