Holzpellets in einer Handfläche
Klimaneutral heizen

Aus diesen Rohstoffen wird grüne Fernwärme erzeugt

Klimaneutral erzeugte Fernwärme und übrigens auch Nahwärme sind bedeutende Bausteine für die Wärmewende. Denn sie ermöglichen, Hunderte oder Tausende von Haushalten gleichzeitig mit Wärme zu versorgen, ohne dass dabei CO₂-Emissionen anfallen. Dadurch können immer mehr Menschen nachhaltig heizen und dem Klimawandel entgegenwirken.

Derzeit stammt laut der aktuellsten Erhebung der Deutschen Energie-Agentur dena rund ein Zehntel der in Deutschland genutzten Wärme aus Fern- und Nahwärmenetzen, nämlich rund 116 Terawattstunden (TWh) oder 116 Millionen Megawattstunden (MWh). Davon wurden 22 Prozent aus erneuerbaren Energien hergestellt.

Wie und woraus entsteht grüne Fernwärme?

Um grüne Fernwärme zu erzeugen, eignen sich viele verschiedene Technologien, die mit unterschiedlichen Rohstoffen oder erneuerbaren Energien wie Sonnenlicht oder Windkraft betrieben werden. Hier eine Übersicht der geläufigsten Technologien und der entsprechenden Rohstoffe, die dabei zum Einsatz kommen:

Großwärmepumpen

Großwärmepumpen funktionieren wie haushaltsübliche Wärmepumpen: Zunächst bringen sie mit natürlicher Wärme aus der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdboden ein Kältemittel zum Verdampfen. Dann wird der Dampf mithilfe eines Kompressors verdichtet und auf Temperaturen gebracht, die ausreichen, um Warmwasser und Heizungswasser zu erhitzen. Großwärmepumpen wenden dieses Verfahren im industriellen Maßstab an, um Leistungen von teilweise mehr als 100 Megawatt zu erzielen – das ist mehr als das Tausendfache von haushaltsüblichen Wärmepumpen. Dabei nutzen Großwärmepumpen auch Flüsse, Seen oder das Meer als Wärmequelle. Die größte in Deutschland geplante Großwärmepumpe soll ab 2027 die Wärme des Rheins nutzen, um 30.000 Haushalte mit grüner Fernwärme zu versorgen.

80.000
Haushalte
versorgt die größte Geothermieanlage Deutschlands nahe München.

Geothermie

Geothermiekraftwerke nutzen die Wärme aus Tiefen von mehreren Hundert oder sogar mehreren Tausend Metern, um grüne Fernwärme zu erzeugen. Dabei gibt es zwei Varianten. Die erste Variante: Wasser wird in Rohren durch den Boden geleitet und dabei erhitzt. Die Temperaturen steigen mit zunehmender Tiefe an, darum muss die Erdwärme bei Bohrungen in großen Tiefen nicht mehr durch eine Wärmepumpe erhitzt werden. Die zweite Variante ist die Förderung von heißem Tiefenwasser (Thermalwasser) aus mehreren Tausend Metern Tiefe. Dieses wird durch Rohre an die Oberfläche geführt und direkt ins Wärmenetz eingespeist. Die größte deutsche Geothermieanlage fördert nahe München aus Tiefen von bis zu 4000 Metern Tiefenwasser, das bis zu 130 Grad heiß ist, und versorgt damit rund 80.000 Haushalte. enercity arbeitet seit 2023 mit dem Geothermie-Unternehmen Eavor zusammen, um künftig auch für die Kund:innen Tiefenwärme als Energiequelle zu nutzen.

Biomasse

 

Biomasse stellt derzeit mehr als die Hälfte der erneuerbaren Energien in den deutschen Fern- und Nahwärmenetzen: 13,2 TWh Wärme werden bereits pro Jahr aus Rohstoffen wie Holzabfällen, Grünschnitt oder Altholz gewonnen. Ein Grund dafür besteht darin, dass Biomasse gelagert werden kann und dadurch die Möglichkeit gegeben ist, konstant Wärme zu produzieren. Auch enercity betreibt seit Längerem Biomassekraftwerke. Ab 2025 soll ein solches Werk am enercity-Standort Stöcken einen Teil der Wärmeversorgung ersetzen, die durch das Abschalten des dortigen Kohlekraftwerks entfällt. Die Anlage wird Privathaushalte und Industriebetriebe mit jährlich 415.000 MWh Wärme versorgen.

Biogas

Biogas entsteht durch die Vergärung organischer und pflanzlicher Reststoffe. Aus einem Hektar nachwachsender Rohstoffe können bis zu 6000 Kubikmeter Biomethan gewonnen werden. Das reicht aus, um fünf Haushalte ein Jahr lang zu versorgen. Schon heute betreiben enercity und die damit verbundenen Tochterunternehmen mehr als 40 Biogasanlagen, etwa in Langenhagen-Kaltenweide. Dort wird das Biogas mithilfe von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) gleichzeitig in Strom und Wärme umgewandelt. Ein weiterer Vorteil: Aus Biogas kann nicht nur grüne Fernwärme für den direkten Verbrauch entstehen. Diese kann auch in das Gasnetz eingespeist und gespeichert werden und somit nach Bedarf genutzt werden.

Eine Kuh steht vor einer großen Biogasanlage auf einer Weide
Biogasanlagen leisten einen wichtigen Beitrag für die Wärmewende, denn sie arbeiten CO₂-neutral.

Power-to-Heat-Anlagen

Power-to-Heat-Anlagen (PtH) wandeln Strom in Wärme um. PtH-Anlagen funktionieren ähnlich wie ein riesiger Tauchsieder: In einem Wasserkessel werden Elektroden abgegeben, die das Wasser mit einem hohen Wirkungsgrad erhitzen. Oft nutzen sie dafür überschüssige erneuerbare Energie – beispielsweise Strom aus Windkraft, der an extrem windigen Tagen nicht vollständig verbraucht werden kann. In Hannover-Herrenhausen betreibt auch enercity eine PtH-Anlage, die nach diesem Prinzip CO₂-neutrale, sprich grüne Fernwärme aus erneuerbaren Rohstoffen erzeugt.

Mehr zur Funktionsweise von PtH-Anlagen lesen Sie im Artikel So funktioniert eine Power-to-Heat-Anlage“.

Ansicht einer großen Solarthermieanlage im dänischen Braedstrup
Große Solarthermieanlagen wie diese im dänischen Brædstrup funktionieren nach demselben Prinzip wie kleine Solarthermieanlagen für Einfamilienhäuser.

Solarthermie

Solarthermieanlagen bestehen aus Kollektoren, die Sonnenlicht in Wärme verwandeln. Derzeit gibt es in Deutschland etwa 50 Großanlagen, die grüne Fernwärme in Wärmenetze einspeisen. Im Schnitt erzeugen sie pro Hektar Kollektorfläche 2000 Megawattstunden Wärme, das entspricht etwa dem Bedarf von 80 Einfamilienhäusern und damit etwa der vierfachen Menge an Energie, die Photovoltaikanlagen auf derselben Fläche erzeugen würden.

Mehr Details zur Funktionsweise von Solarthermieanlagen lesen Sie im Artikel „Was ist der Unterschied zwischen PV- und Solarthermieanlagen?“.

Viele Anlagen sind mit Speichern ausgestattet, die die Wärme teilweise bis zu mehrere Monate lang speichern können, um auch im Winter Wärme ins Netz einspeisen und damit nachhaltiges Heizen ermöglichen zu können. Die derzeit größte Anlage mit 18.000 Quadratmetern steht in Greifswald.

Abwärme

Auch Abwärme eignet sich ideal, um grüne Fernwärme zu erzeugen, die in Fern- oder Nahwärmenetze eingespeist wird. Sie entsteht beispielsweise bei industriellen Prozessen, für die hohe Temperaturen nötig sind, etwa in der Chemie- und Stahlindustrie. Auch Rechenzentren oder Kläranlagen erzeugen Abwärme. Dort entstehen meist zwar nur niedrigere Temperaturen, diese könnten aber mithilfe von Wärmepumpen so gesteigert werden, dass sie zur Fern- und Nahwärmeerzeugung genutzt werden könnten. Da die Abwärme durch Prozesse entsteht, bei denen fossile Energie verbrannt wird, gilt sie nicht als klimaneutral im engsten Sinne. Andererseits ist sie ein unvermeidbares Produkt dieser Prozesse, das ungenutzt dazu beiträgt, die CO₂-Emissionen zu erhöhen. Insofern kann die Nutzung von Abwärme als nahezu klimaneutral angesehen werden.

Fernwärmeversorgung: So schließen Sie sich an

enercity bietet in vielen Stadtgebieten Hannovers klimaschonende grüne Fernwärme an. Ob auch für Ihre Immobilie ein Fernwärmeanschluss verfügbar ist und was Sie dafür tun müssen, erfahren Sie hier.

27. September 2023
Erneuerbare Energien
Solar
Grüne Wärme

Text: Claus Hornung. Fotos: Shutterstock (2), Getty Images.

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