Fernwärme – die regionale, ökologische und erneuerbare Energie

Ein Beitrag von Dieter Schenk, Pumpenfachtechniker bei der schubag AG

Die Zukunft unserer Energieversorgung ist in Bewegung und wir stehen vor grossen Herausforderungen. Wärme macht neben Strom und Mobilität in der Schweiz rund 40% unseres Energieverbrauchs aus. Fernwärme leistet im Wärmebereich einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit. Fernwärmenetze sind vor allem dann nachhaltig, wenn sie mit erneuerbaren Energien und der Nutzung von Abwärmequellen betrieben werden. Mit einem Thermischen Netz lassen sich Wärme von Kehrichtverwertungsanlagen (KVA), Abwasserreinigungsanlagen (ARA), industrielle Prozesse, Wärmekraftkopplungsanlagen und Geothermie nutzen, um Liegenschaften zu beheizen. Zukünftig werden thermische Netze einen Anteil von rund 30% (heute ca. 11%) ausmachen und einen bedeutenden Beitrag für eine nachhaltige und CO2-arme Energiezukunft leisten.


Was ist eigentlich Fernwärme?

Die Technik der Fernwärme ist bereits eine über Jahrhunderte bekannte und ausgereifte Technik zur Nutzung von Abwärme aller Art. Der Gesamtwirkungsgrad von Industrieanlagen und thermischen Kraftwerken kann durch deren Einsatz um mehrere Prozente gesteigert werden. Dies ganz ohne zusätzlichen CO2 Ausstoss. Die Wärmeerzeugung findet dabei nicht unmittelbar vor Ort des Verbrauchers statt, sondern wird den Nutzenden angeliefert. Sozusagen aus der Ferne.


Wie funktioniert Fernwärme?

Gemeinden, Quartiere, Städte und Regionen werden mittels einem Rohrleitungsnetz mit Heisswasser versorgt. Dieses wird zentral in Kehricht- oder Holzschnitzelverbrennungsanlagen, Kläranlagen oder Heizkraftwerken erzeugt und dann mit hocheffizienten Pumpen über die thermischen Netze zum Verbraucher gefördert. Das Fördermedium hat dabei eine Temperatur zwischen 80°C bis 130°C. Das in den Heizungen abgekühlte Wasser fliesst dann mit tieferer Temperatur (ca. 50°C) über den sogenannten Rücklauf zurück in die Fernwärmezentrale.


Welches Potential haben Fernwärmenetze?

Thermische Netze sind für die Energiewende unersetzlich. Sie leisten für eine saubere und effizientere Energiezukunft einen wesentlichen Beitrag. Bei optimaler Nutzung erneuerbaren Wärmequellen und Abwärme aus Industrie und KVA gepaart mit einem entsprechenden Ausbau der Netze, kann bis 2050 die Wärmenutzung verdoppelt werden. Der Ausbau der Netze wird zur Folge haben, dass die heutigen Treibhaus-Emissionen um 8% gesenkt werden können. Aktuell gibt es keine andere Branche, welche einen so grossen Hebel zur Dekarbonisierung aufweist. Ein forcierter Ausbau thermischer Netze verkleinert ebenfalls die Stromlücke im Winter und verringert somit das Risiko einer Strommangellage in der Schweiz. Das grösste Potential zur Steigerung der Fernwärmeproduktion bieten Seen, Flüsse sowie Grund- und Abwasser. Mit thermischen Anlagen können die Potentiale der ortsgebundenen und lokalen Energiequellen genutzt werden. Auch Geothermie wird zukünftig als wichtige Quelle erachtet, auch wenn die aktuelle Verbreitung noch überschaubar ist. Eine sehr gute Möglichkeit zur Steigerung der Fernwärme bieten auch die Kehrichtverwertungsanlagen. Eine stärkere Nutzung der Abwärme haben im Energiemix der thermischen Netze einen hohen Stellenwert. KVA’s decken bereits heute rund einen Drittel des Fernwärmbedarfs und der Anteil wird bei den anstehenden Erneuerungen und Neubauten signifikant gesteigert werden. Fernwärme eignet sich für bestehende und neue Siedlungen. Fernwärme hat den grossen Vorteil, dass sie bezüglich ihrer Energiequelle flexibel ist. Sie kann sowohl auf konventionellen wie auch aus erneuerbaren Energiequellen bezogen werden und erzeugen keine zusätzlichen CO2-Emissionen.


Welche Pumpenlösungen benötigt die Fernwärme?

Entscheidend sind Pumpen, welche sich in das Gesamtkonzept optimal einfügen. Oberste Priorität haben dabei Kreiselpumpen mit Asynchronmotoren welche sehr hohe Wirkungsgrade aufweisen. Weiter müssen sie in der Lage sein, ganz unterschiedliche Bedarfe bedienen zu können und ein entsprechend breites hydraulisches Kennfeld aufweisen. In vielen Fällen ist es auch sinnvoll, dass unterschiedliche Grössen eingesetzt werden. Insbesondere in den Sommermonaten, wenn der Wärmebezug um ein Vielfaches tiefer ist als im Winter, kann die geforderte Fördermenge so tief sein, dass dies auch mit einer kleinen „Sommerpumpe“ realisiert werden kann. Die Temperatur des Heisswassers ist im Normalfall keine grosse Herausforderung, da die Kreiselpumpen und deren Dichtsystem für Temperaturen bis zu 140°C konstruiert sind. Je nach Beschaffenheit des Heisswassers und dessen pH-Wertes müssen die Materialien sorgfältig ausgewählt werden. Damit kann Korrosion sowie Erosion verhindert und die Lebensdauer der Pumpe erhöht werden.

Unser Sortiment umfasst neben der Förderung aber auch Lösungen zur Energieerzeugung. Dampfturbinen können als alternative Pumpenantriebe oder auch als Antrieb für Generatoren verwendet werden. Für die Dampferzeugung wiederum sind neben der Wärmequelle hocheffiziente Speisewasserpumpen notwendig. Der kondensierte Dampf wird mit Kondensatpumpen weitergefördert. Zur Kühlung solcher Anlagen werden Kühlwasserpumpen verwendet, welche Kühlwasser aus Quellen wie Flüsse, Seen oder Tanks in das System pumpen.


Fazit

Wie auch immer unsere Energielandschaft in der Schweiz aussehen wird, Fernwärme wird einen entscheidenden Beitrag leisten können. Dank der Flexibilität kann Fernwärme aus technischer, energetischer und ökologischer Sicht sinnvoll und auch ökonomisch tragbar sein. Am meisten Potential bieten insbesondere:

  • Direkte Abwärmenutzung der Industrie
  • Biomassenkraftwerke
  • Wärmekraftkopplunsanlagen wie:
    – Kehrichtverwertungsanlagen (KVA)
    – Blockheizkraftwerk
    – Biomassen-Heizkraftwerk
    – Tiefengeothermie
  • Solarthermische Anlagen

Wenn diese Potentiale genutzt werden und die thermischen Netze fokussiert ausgebaut werden, können erneuerbare und klimafreundliche Energiequellen entscheidend zur Dekarbonisierung beitragen. Somit sind diese essentieller Bestandteil unserer Klimastrategie und helfen die Ziele zu erreichen. Mit unserem breiten Pumpenprogramm haben wir die passenden und vor allem effizientesten Lösungen bereit und sind stolz darauf Teil der zukünftigen Energielandschaft zu sein. Fragen Sie uns an, wir beraten Sie gerne.

PUMPENLösungen effizient und kraftvoll!

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