Wärmenetze 4.0 – Integration erneuerbarer Energien

Sie sind effizient, wirtschaftlich und verhelfen zu einer guten Umweltbilanz. Die Rede ist von Wärmenetzen. Gerade für die Infrastruktur der Energieversorgung in Städten und Kommunen bringen sie viele Vorteile und leisten darüber hinaus einen wichtigen Beitrag zur Energiewende – vor allem, wenn es sich um sogenannte „Wärmenetze 4.0“ handelt. Denn diese könnten neuen Schwung in die Debatte um Klimaschutz und Energiewende bringen.

Was genau ein Wärmenetz ist, welche Möglichkeiten die Generation 4.0 mit sich bringt und was deren Infrastruktur auszeichnet, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Was ist ein Wärmenetz und wie funktioniert es?

Ganz allgemein gesagt, verteilt ein Wärmenetz (Wärme-)Energie aus Heiz(kraft)werken zum Heizen an mehrere Verbraucher, beispielsweise Wohn- und/oder Gewerbeeinheiten. Dabei gibt es die theoretische Unterscheidung in Nah- und Fernwärmenetz. Während die Funktionsweise beider Varianten gleich ist, liegt ihr Unterschied in der Länge des jeweiligen Wärmenetzes. Als Nahwärmenetz gilt alles, was eine Erdleitungslänge von maximal einem Kilometer hat. Ab einem Kilometer spricht man in der Regel von einem Fernwärmenetz. Diese Angaben gelten sowohl für „normale“ als auch für Wärmenetze 4.0.

Jedes Wärmenetz – auch ein Wärmenetz 4.0 – besteht in der Regel aus drei Komponenten: einer zentralen Heizanlage, einem Verteilernetz und einer Übergabestation in den jeweils zu versorgenden Objekten. Die Aufgabe der Heizanlage ist es, die erzeugte Heizwärme über spezielle Erdleitungen zu den Verbrauchern zu leiten. Das Transportmedium ist dabei meistens heißes Wasser. Wichtig ist, dass die Menge der erzeugten sowie die Menge der abgegebenen Wärme immer im Gleichgewicht sind. Hierfür sorgt eine übergeordnete Steuerung, welche Erzeugung und Verbrauch erfasst, sowie ein Wärmespeicher, welcher es ermöglicht, Erzeugung und Verbrauch zeitlich zu entkoppeln.

Klimafreundlich, CO₂-arm und flexibel – das steckt hinter dem Begriff „Wärmenetz 4.0“

Wärmenetze 4.0 sind innovative Wärmenetze der vierten Generation. Sie gelten als die zukunftsweisende Lösung für eine nachhaltige, intelligente und besonders effiziente Verteilung von Wärme. Die Gründe dafür sind vielfältig. Zunächst wäre das Temperaturniveau zu nennen. Während das Trägermedium Wasser in normalen Wärmenetzen Temperaturen zwischen 80 °C und 130 °C hat, kommen Wärmenetze 4.0 mit deutlich niedrigeren Gradzahlen aus. Temperaturen zwischen 20 °C und 95 °C sind hier Standard. Der große Vorteil dabei: Ein niedriges Temperaturniveau minimiert Energieverluste beim Transport und erhöht dadurch die Effizienz des gesamten Netzes.

Hinzu kommt, dass Wärmenetze der nächsten Generation sowohl mit Abwärme aus industrieller Produktion als auch mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien gespeist werden. So machen sie eine CO₂-arme Energieversorgung möglich – was insbesondere für schwer zu dämmende Gebäude, wie man sie häufig in historischen Stadtkernen findet, interessant ist. Schließlich können so auch diese Gebäude umweltfreundlich versorgt werden.

Ein weiterer Vorteil, den Wärmenetze 4.0 mit sich bringen, ist die enorme Flexibilität, die sie den Energieverbrauchern verschaffen. Das liegt neben den verschiedenen Wärmeerzeugertechnologien auch daran, dass saisonale Großspeicher in diese Netze integriert sind. Diese machen es möglich, den Verbrauchern Wärme bedarfsgerecht und saisonal versetzt bereitzustellen – zeitlich entkoppelt von der Erzeugung. Für Kraft-Wärme-Kopplung in diesen Systemen bedeutet das einen echten Zugewinn an Flexibilität, auch auf der Stromseite. All diese Vorteile zusammengenommen, zeigt sich vor allem eines: Die neuen Wärmenetze tragen ihren Namenszusatz zu Recht. Denn sie bringen nicht nur neue Impulse für die Wärmeinfrastruktur, sondern können die Energiewende entscheidend vorantreiben.

Das Wärmenetz 4.0 als wichtiger Baustein der Energiewende

Weg von Kohle- und Atomkraft, hin zu erneuerbaren Energien. So lautet das Credo der Bundesregierung. Seit April 2023 sind in Deutschland keine Atomkraftwerke mehr am Netz, und bis spätestens 2038 soll die Bundesrepublik zudem alle Kohlekraftwerke abschalten. Was dabei oft vergessen wird: Durch die Abschaltung entsteht nicht nur eine Lücke an Leistung auf der Stromseite, sondern viele Großkraftwerke speisen bislang auch ihre Abwärme in Wärmenetze ein. Keine Frage also, dass die Abschaltung zudem den Bereich der Wärmeversorgung betrifft. Auch hier können in Zukunft vermehrt Wärmenetze 4.0 ins Spiel kommen. Denn die Kombination aus erneuerbaren Energien, also beispielsweise Sonnenenergie oder Biomasse, und Wärmenetzen 4.0 hat ein riesiges Potenzial, um die Lücken effizient und regenerativ zu schließen, die Kohle- und Atomenergie hinterlassen.

Vor allem, wenn die bereitgestellte Energie gleich mehrere Gebäude, komplette Stadtquartiere oder vielleicht sogar ganze Gemeinden erreicht, ist die Effizienz besonders hoch. Schließlich gelangt auf diese Weise eine Menge „grüner“ Energie zu einer Vielzahl an Verbrauchern – und das sogar klimaschonend, nachhaltig und umweltfreundlich. So ist es nur verständlich, dass der Bund diverse Fördermöglichkeiten für Wärmenetze 4.0 anbietet.

Wärmenetze fördern – diese Möglichkeiten gibt es

Ein wichtiges Förderprogramm für effiziente Wärmenetze ist die „Bundesförderung für effiziente Wärmenetze“ (BEW). Sie hat im September 2022 das frühere Programm „Wärmenetzsysteme 4.0“ abgelöst und unterteilt sich in vier Module (Stand 2026):

Modul 1: Machbarkeitsstudien und Transformationspläne

Gefördert werden Machbarkeitsstudien für neue Wärmenetze und Transformationspläne für bestehende Netze mit bis zu 50 Prozent der förderfähigen Ausgaben, maximal 2 Millionen Euro.

Modul 2: Neubau und Transformation

In diesem Modul werden der Neubau von Wärmenetzen mit mindestens 75 Prozent erneuerbaren Energien und Abwärme sowie die Transformation bestehender Netze hin zur vollständigen Dekarbonisierung bis 2045 gefördert. Gefördert wird dabei das gesamte Wärmenetzsystem mit bis zu 40 Prozent der förderfähigen Ausgaben, maximal 100 Millionen Euro je Vorhaben.

Modul 3: Einzelmaßnahmen

Auch einzelne, schnell umsetzbare Maßnahmen in Wärmenetzen werden mit bis zu 40 Prozent der förderfähigen Ausgaben bezuschusst, etwa Solarthermieanlagen, Wärmepumpen, Biomassekessel, Wärmespeicher, Rohrleitungen für den Anschluss erneuerbarer Wärmeerzeuger oder Wärmeübergabestationen.

Modul 4: Betriebskostenförderung

Für Wärme aus Solarthermieanlagen und strombetriebenen Wärmepumpen, die in neue oder transformierte Wärmenetze einspeisen, gibt es zusätzlich zehn Jahre lang eine Förderung der Betriebskosten.

Ziel ist es, damit Unternehmen und Kommunen bei der Planung wie auch bei der anschließenden Umsetzung innovativer Wärmenetze zu unterstützen. Das soll die Attraktivität einer Nutzung dieser Wärmenetze steigern – denn für eine gelungene Energiewende sind sie ein wichtiger Baustein.