Wärme für Leipzig, Teil 6: Ausbau von Nahwärmenetzen

Neben dem Fernwärmenetz kann und sollte auch die Wärme aus der näheren Umgebung im Stadtgebiet genutzt werden, indem über verhältnismäßig kurze Strecken die vorhandene Wärme über ein Leitungssystem zur Gebäudebeheizung transportiert wird. Nahwärmenetze sind meistens kleinteilig und bedienen nur wenige Gebäude eines Wohn- oder Gewerbegebietes oder einer Gemeinde.

Der Unterschied zur Fernwärme liegt in der über die Leitungen transportierten Temperatur um und unter 30 °C, den kürzeren Lieferwegen und geringeren Dimension der Leitungen. In jedem Fall wird eine Wärmepumpe zur Hochtransformation der Heiztemperatur benötigt, ggf. ein Wärmespeicher als Puffer. Die Kosten dafür sind abzuwägen gegenüber Fernwärme oder Einzelheizungen. Als Nachteil kann die Abhängigkeit vom Anlagenbetreiber gesehen werden.

Für Nahwärmenetze kommt die örtlich erzeugte Wärme infrage durch Nutzung von Abwärme von Serverstationen, Industriebetrieben, Einkaufszentren, Umspannstationen, durch Anbindung an Biogasanlagen, Batteriestationen, geothermischen Bohrungen (Erdsonden) oder Großwärmepumpenanlagen (GWP).

GWP können z.B. auch mit Oberflächenwasser betrieben werden. Dabei würde dem See-, Fluss- oder Abwasser mittels Wärmepumpen ein Teil der Wärme entzogen für die Warmwasserbereitstellung. Damit könnte im Sommer das zu warme Flusswasser teilweise wieder abgekühlt werden.

„Über Wärmetauscher wird das Wasser durch die von einem oder mehreren Wärmeerzeugern abgegebene Wärmeenergie aufgewärmt, die Wärme wird mit dem Wasser zum Verbraucher transportiert (Vorlauf) und dort ebenfalls über Wärmetauscher an den Heizkreislauf des Abnehmers abgegeben. Das abgekühlte Wasser fließt über den Rücklauf zurück.“

Die Betreibung der Wärmepumpen (WP) erfolgt über Strom zur Komprimierung von Luftwärme, Wasserwärme oder Erdwärme. Zur Sicherung der Nachhaltigkeit sollte umweltverträglich erzeugter Strom eingesetzt werden. Der Betrieb von WP ist abhängig von der Kapazität und Durchlassfähigkeit des Stromnetzes.

Kalte Nahwärme

Das recht neue Konzept der kalten Nahwärme kombiniert die viel diskutierte Wärmepumpe und die Wärmeversorgung über ein örtliches Wärmenetz, wobei meist mit Temperaturen zwischen 5 und 20 °C gearbeitet wird. Kalte Nahwärmenetze haben auf diese Weise kaum Wärmeverluste in den Leitungen.

Es werden die örtlich vorhandenen Wärmequellen genutzt von Anlagen der Solarthermie, von Oberflächenwasser, von industrieller oder gewerblicher Abwärme, von Agrothermie-Anlagen oder der Umweltwärme.

Eine Variante für ein kaltes Nahwärmenetz wäre die Nutzung einer individuellen Wärmepumpe in Verbindung mit Erdsonden im Außenbereich. Die Verlegung der Aufwärme- und Ansaugleitungen erfolgt dafür entweder großflächig bis 2 m unter der Oberfläche oder durch Bohrsonden bis 100 m Tiefe. Die Erdsonden befinden sich dabei jedoch nicht im eigenen Garten, sondern an geeigneter Stelle im Stadtgebiet. Das kann ein Erdwärme-Sondenfeld sein im Bereich von Grün- oder am Rande von Parkanlagen oder aber auch dezentral verteilte Erdsonden, z. B. entlang von Straßen, sind denkbar.

Dafür werden zwei Leitungsstränge benötigt, einen für die zugeführte relativ warme Sole und einen für die zurückgeleitete kalte. Bei dieser wird in einem Kreislauf über eine Erdsonde die Sole (Wasser plus Frostschutz) auf ca. 10 bis 15°C erwärmt. Im Gebäude wird der Sole mithilfe einer Sole-Wasser-Wärmepumpe die enthaltene Wärmeenergie entzogen und auf Heiz- und Brauchwassertemperatur gehoben. Die abgekühlte Sole fließt zurück zur Erdsonde und nimmt wieder Wärme aus dem Bodenbereich auf.

Kalte Nahwärmenetze haben in dicht bebauten Wohngebieten Vorteile gegenüber individuellen Wärmepumpen (WP):

– da meistens der Platz fehlt auf dem betreffenden Grundstück für die beiden Erdsonden und ein passender Standplatz für das Außengerät der WP wegen möglicher Betriebsgeräusche,

– die Investitionskosten für das eigentliche Netz sind beim kalten Netz sehr viel günstiger, weil Standard-Rohre verwendet werden können,

– mit einem kalten Netz kann auch gekühlt werden,

– aufgrund der deutlich geringeren Netzkosten müssen nicht von Anbeginn an alle potenziellen Abnehmer an das kalte Nahwärmenetz angeschlossen sein. Es ist zudem leichter erweiterbar.

Die Errichtung von Nahwärmenetzen wird unter bestimmten Voraussetzungen gefördert, z.B. bei der Nutzung durch Kraft-Wärme-Kopplung oder über die KfW-Bank bei Nutzung von erneuerbaren Energien.

Möglichkeiten und Ideen für Nahwärmenetze in Leipzig

Nach Aussage des Entwurfs zur kommunalen Wärmeplanung werden in Leipzig derzeitig rd. 30 % der Gebäude und baulichen Anlagen in der Stadt mit Fernwärme versorgt (KWP Abb.3-4 S. 19). Dieser Anteil soll auf 50 bis 60 % gesteigert werden. Das bedeutet aber für die Nichtfernwärmegebiete, dass in den nicht so zentral gelegenen Gebieten der Stadt 46 % der Gebäude mit Erdgas, 10 % mit Heizöl, 6 % über BHKW, 2 % über Biomasse und 5 % durch sonstige Energieträger versorgt werden.

Für einige der in diesen Gebieten liegenden Quartiere wäre somit eine Nahwärmelösung überlegenswert. Solche Nahwärmenetze müssen sicherlich in Zusammenarbeit der Stadt mit den Wärmeanbietern, den Gebäudeeigentümern und Wärmenutzern in den Quartieren, den Stadtwerken Leipzig und den Leipziger Genossenschaften besprochen, koordiniert, finanziert, geplant und verwaltet werden. Hierfür ist die Initiative der Bürger, der Wirtschaft und der Verwaltung gefragt.

Was würde das bedeuten?

a) es gibt einen Wärmeanbieter = Abwärme von Industriebetrieben, Serverstationen, Einkaufszentren, Umspannstationen, Biogasanlagen, Batteriestationen usw. Die Stadt, die im Auftrag der Stadt agierende Quartiersgesellschaft oder die SWL sondieren die Wärmeabgabemenge und das mögliche Versorgungsumfeld. Zum Aufbau einer Nahwärmegesellschaft müssen sich im Quartier/Umfeld genügend Interessenten/Eigentümer/Nutzer zur Wärmebereitstellung finden für die gesicherte Abnahme.

Das kann in Zusammenarbeit mit einer Wohnungs- oder Energie-Genossenschaft erfolgen, oder als GmbH, GbR oder ähnliches Konstrukt. Über diese Rechtsform erfolgt dann die Finanzierung, die Planung, Verteilung und Verwaltung des Nahwärmenetzes.

b) es gibt eine geologische Wärmequelle = geothermischen Bohrungen / Erdsonden oder Wärmepumpenanlagen, die See-, Fluss- oder Abwasser als Wärmequelle nutzen. Dann könnte das gleiche Prozedere erfolgen zum Aufbau einer Nahwärmegesellschaft wie unter a)

Stromnetzausbau

Der Ausbau der Nahwärmenetze, der verstärkte Einbau von Wärmepumpen in Wohn- und Nichtwohngebäuden, der Ausbau von PV-Anlagen, Serverstationen, eine stark wachsende Ladeinfrastruktur für Elektromobilität, die Elektrifizierung von Gewerbe- und Industriestandorten steigert den Bedarf an erneuerbaren Strom. Zu beachten ist, dass die Einwohnerzahl Leipzigs in den letzten 20 Jahren von 500.000 um ca. 130.000 Menschen gestiegen ist.

Deshalb muss die Einsparung von Energie oberste Priorität haben, denn Strom, der nicht benötigt wird, muss nicht erzeugt werden. Die unabhängigen Energieberater der IHK und die SWL bieten dafür Beratungen für Privatpersonen wie für Gewerbetreibende und Firmen an zum Energieaudit (Energieeffizienzsteigerung), Energiemanagement (Energieverbrauch erfassen), Sanierungsplanung und Transformation (Umbau Energieverbrauch).

Um den zunehmend hohen Bedarf an Strom zu decken, ist der massive Ausbau des Stromnetzes und insbesondere von Umspannwerken in Leipzig erforderlich. Umspannwerke sind die entscheidenden Schnittstellen, durch die die Hochspannungsebene mit der Mittelspannungsebene und so mit dem städtischen Netz verbunden wird.

Sie bilden das Rückgrat der Versorgungssicherheit in den Wohnquartieren mit hohem Anteil an Wärmepumpen, für Ladehubs, Gewerbeparks, Mobilitätsstationen oder Rechenzentren, Server- oder Batteriestationen. Ohne neue Umspannwerke in Leipzig drohen Netzüberlastungen, Spannungsprobleme und die Unmöglichkeit, weitere Verbraucher und Anbieter von Strom anzuschließen.

In Leipzig gibt es zur Zeit 17 Umspannstationen, die vom Netzbetreiber L-Netz betrieben werden. Neue Umspannwerke entsprechen in ihrer Größe etwa einer Turnhalle. Hinzu kommen Flächen für Schalthöfe, Kabelkeller und Betriebsräume mit einem Flächenbedarf von ungefähr einem Fußballfeld.

Um den wachsenden Bedarf decken zu können, ist der Bau von mindestens sieben neuen Umspannwerken, 500 Trafostationen, der Ausbau von ca. 350 km Mittelspannungsleitungen sowie die Verstärkung der bestehenden Stromkabel im Boden durch L-Netz geplant. Umspannwerke sind vorgesehen in Lindenthal (auf der Fläche der ehem. Gärtnerei Schlegel), in Stötteritz, Rückmarsdorf, dem Bereich Wiederitzsch/Seehausen/Plaußig, Zentrum/Zentrum-Süd/Südvorstadt, Schleußig/Plagwitz/Lindenau/Leipzig-West und Mölkau/ Engelsdorf/Holzhausen/Liebertwolkwitz.

Jedes der Umspannwerke kostet L-Netz mehrere Millionen Euro. Es werden die entsprechenden Flächen in der dicht bebauten Stadt benötigt und die Einsicht der betroffenen Bürger für den Ausbau ist erforderlich. Rechtzeitige Information, Darstellung der Sachargumente und Austausch mit den Anwohnern sind Voraussetzungen für diesen erforderlichen Stromnetzausbau.

Teil 1 der Serie findet man hier.

Teil 2 der Serie findet man hier.

Teil 3 der Serie findet man hier.

Teil 4 der Serie findet man hier.

Teil 5 der Serie findet man hier.