Fernwärme Brennstoffe

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Wo kommt die Fernwärme her?

Fernwärme Heizkraftwerk © MHY Design, fotolia.com
Fernwärme Heizkraftwerk © MHY Design, fotolia.com

In über 80 Prozent der Fälle stammt die Fernwärme in Deutschland aus Kraftwerken mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Das heißt, hier wird nicht nur Wärme erzeugt, sondern gleichzeitig auch Strom, was rund 40 Prozent der Primärenergie spart und somit die Umwelt schont. Als Brennstoff werden hierbei überwiegend fossile Energieträger wie Gas oder Kohle eingesetzt. 

Die Verteilstruktur des Fernwärmenetzes ist dabei zumeist sternförmig angeordnet, um einen möglichst großen Abnehmerbereich abdecken zu können. In der Regel haben die Leitungen dieser Netze eine maximale Länge bis zu 20 Kilometern. Bei längeren Strecken würde der Wärmeverlust und auch der kostenintensive Leitungsbau den Nutzwert übersteigen. Fernwärmenetze eignen sich hierdurch hauptsächlich für dicht besiedelte Bereiche.

Fernwärmenetzte haben eine Reichweite von ca. 10 Kilometer
Fernwärmenetzte haben eine Reichweite von ca. 10 Kilometer

In Deutschland sind die größten Fernwärmenetze in Hamburg, Berlin und Mannheim zu finden. In den Bundesländern Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen und Brandenburg liegen die Schwerpunkte der Fernwärmenutzung.

Nicht nur die Kraft-Wärme-Kopplung ist eine Möglichkeit, Fernwärme bereitzustellen. Auch kleine Blockheizkraftwerke, Müllverbrennungsanlagen und Biomasseheizkraftwerke kommen zum Einsatz, um Brennstoffe effizient in Heizenergie zu verwandeln. Ebenso kann, soweit möglich, auch die Abwärme großer Industriebetriebe als Wärmequelle genutzt werden.

Verteilung der Fernwärmebrennstoffe in Deutschland
Verteilung der Fernwärmebrennstoffe in Deutschland

Reine Fernheizwerke, die ausschließlich Wärme aus fossilen Brennstoffen, aber keinen Strom produzieren, kommen hingegen immer seltener zum Einsatz und dienen fast ausschließlich der Reserve- und Spitzenlastabdeckung.

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Fossile Energieträger

Gas und Kohle gelten als Haupteinspeiser in der Fernwärmeerzeugung. Dabei kommen in 42 Prozent Erdgas und in 19 Prozent Steinkohle sowie 6 Prozent Braunkohle als Brennstoff zum Einsatz. Kohle weist im Vergleich zu anderen fossilen Energieträgern in Bezug auf den nutzbaren Energiegehalt mit etwa 340 bis 360 g CO2 pro kWh die größten CO2-Emissionen auf. Hinzu kommt, dass bei der Kohleverbrennung Schwefeldioxid freigesetzt wird, das jedoch mit Hilfe von Rauchgasentschwefelungsanlagen vor dem Eintritt in die Umwelt herausgefiltert wird. Allerdings ist auch der Tagebau zur Gewinnung der Kohle kein besonderer Umweltfreund, da ein hoher Flächenverbrauch verursacht wird.

Deutlich bessere Werte hat Erdgas zu bieten. Es emittiert mit rund 200 g CO2 je kWh deutlich weniger Kohlendioxid als sein fossiles Pendant Kohle, was besonders bei der Gas- und Dampfturbinen-Technik im Kombikraftwerk voll zur Geltung kommt. Sie zählen im Allgemeinen zu den effizientesten unter den konventionellen Kraftwerken und warten mit einem Wirkungsgrad von bis zu 60 Prozent auf.

Fernwärme CO2-Emissionen
Fernwärme Emissionen im Vergleich, © Bild Agentur für erneuerbare Energien

Biomasse

Vor allem im ländlichen Raum sind Biomasseheizkraftwerke (BHKW) eine gute Alternative, um kleinere Wärmenetze zu speisen. Besonders in Siedlungsgebieten, die einen relativ nahen Bezug zum Anlagenstandort des Kraftwerks besitzen, wird der Ausbau solcher Anlagen durch Investitionszuschüsse im Rahmen der Klimapolitik forciert.

Rohstoffe die in Biomasseheizkraftwerken verbrannt werden
Rohstoffe die in Biomasseheizkraftwerken verbrannt werden

Biomasseheizkraftwerke (BMHKW) und Biomassekraftwerke (BMKW) erzeugen aus fester Biomasse elektrische Energie und versorgen ein Fern- oder Nahwärmenetz mit Wärme.

Als Brennstoff werden verschiedene biogene Feststoffe wie Holzhackschnitzel oder -pellets, Altholz, Stroh, Getreide oder Miscanthus (schnellwachsendes Chinaschilf), aber auch so genannte Ersatzbrennstoffe, die aus Industrieabfällen, Klärschlamm oder Treibgut bestehen können.

Fernwärme CO2-Emissionen
Fernwärme aus Biomasse Emissionen, Emissionen im Vergleich, © Bild Agentur für erneuerbare Energien

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Abfall

In Hausmüllverbrennungsanlagen werden in der Regel Siedlungsabfälle verbrannt. Je nachdem, ob sie aus dem Verbrennungsvorgang nur elektrische Energie, nur Wärme oder beides erzeugen, werden sie als Müllkraftwerk, Müllheizwerk oder Müllheizkraftwerk bezeichnet. Da seit dem 01.06.2005 in Deutschland das Deponieren von Siedlungsabfällen in Deutschland ohnehin erst nach der Verbrennung erfolgen darf, ist die Verwendung der dabei entstehenden Energie in Form von Strom oder Wärme eine sinnvolle Möglichkeit. 

Fossile Brennstoffe können so eingespart und der Kohlendioxidausstoß verringert werden. Zwar werden auch beim Behandlungsprozess der Abfälle Emissionen erzeugt, verglichen mit der Einsparung, die aus dieser Art der Strom- und Wärmenutzung erreicht wird, ergibt sich jedoch eine Vermeidung des Kohlendioxidausstoßes von jährlich 3,6 Millionen Tonnen. 

Bei der Deponierung der Verbrennungsrückstände kann es zu einer Umweltbelastung durch Schadstoffe kommen. Meist haben die thermisch behandelten Reststoffe aber lediglich einen Kohlenstoffanteil unter 3 Prozent und lassen sich bedenkenlos deponieren.

Abwärme

In großen Industrie- und Gewerbebetrieben, etwa in der Stahlindustrie, wird eine hohe Wärmemenge produziert, die normalerweise ungenutzt bleibt. Zur Wärmeversorgung kann diese Abwärme dann genutzt werden, wenn die Entfernung zwischen Industriebetrieb und Wärmeabnehmer nicht zu groß ist. Ein großer Vorteil, die Abwärme per Fernwärme zum Beheizen von Gebäuden bereitzustellen, ist die zumeist deckungsgleiche Zeit von Wärmeproduktion und Wärmenachfrage.

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