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Neue technische Anschlussbedingungen (TAB): zukünftig Fernwärme im Niedertemperaturbereich für eine erhöhte Energieeffizienz im Netz

Rund 98 % der Flensburger Haushalte heizen mit Fernwärme der Stadtwerke Flensburg. Genau wie bei einer Heizungsanlage im Haus wird die Wärme über einen Wasserkreislauf transportiert. Das heiße Wasser fließt dabei in der Vorlaufleitung zum Kunden und gibt dort die Energie an die Kundenanlage ab. Dadurch kühlt das Fernwärmewasser aus und wird über die Rücklaufleitungen zum Kraftwerk zurückgeführt. Eine Fernwärmetrasse besteht somit immer aus zwei Rohrleitungssystemen: dem Vorlauf und dem Rücklauf.              

Was sind Primär-, Sekundär- und Niedertemperaturnetze?

Das Primärnetz ist das Verteilnetz. Mit hohem Druck (bis zu 21 bar) und hohen Temperaturen (bis zu 129 °C) wird die Wärme vom Kraftwerk bis nach Glücksburg transportiert.

Die Sekundärnetze sind nachgeschaltete Netze, die mit geringerem Druck und niedrigeren Temperaturen (72 – 90 °C) die Wärme zum Kunden liefern. Im Flensburger Verbundnetz gibt es fast 100 dieser Sekundärnetze.

Ein Niedertemperaturnetz ist ebenfalls ein nachgeschaltetes Netz, das wie der Name schon sagt, mit sehr niedrigen Temperaturen (55 °C) gefahren wird.

Wärmenetze tragen zur Umsetzung der Energiewende im Wärmesektor bei. In Flensburg wird die Wärme mit sehr hohem Nutzungsgrad durch Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt, außerdem werden die CO2-Emisionen durch vermehrten Einsatz von Gas, Holz und Ersatzbrennstoffe als Energieträger reduziert. Unsere Kollegen aus der Netzplanung haben sich Gedanken gemacht, wie die Fernwärmenetze noch energieeffizienter gestaltet werden können.

Identifiziert und beleuchtet wurden u.a. folgende Möglichkeiten:

  1. die Rücklauftemperatur absenken
  2. das Temperaturniveau absenken (quasi die Vorlauftemperatur absenken)
  3. die Wärmeverluste im Leitungsnetz reduzieren

Wenn die Rücklauftemperatur abgesenkt wird, kann bei gleichem Durchfluss mehr Leistung transportiert werden und eine bessere Energieausnutzung beim Kunden stattfinden. Allerdings gibt es aus Stadtwerkesicht hier nur wenig Handlungsspielraum, weil die Kundenanlagen hierfür optimiert werden müssten.

Um das Temperaturniveau in den Fernwärmenetzen abzusenken, wurden vom Geschäftsbereich Netze Praxisversuche in den Sekundärnetzen durchgeführt.

„Die Vorlauftemperatur in unseren Netzen ist außentemperaturabhängig und wird anhand einer Regelkurve vorgegeben. Diese Kurve haben wir für kalte Außentemperaturen abgesenkt und mit weniger Vorlauftemperatur eingespeist. In der Praxis und in der Theorie e

Ulf Rieck-Blankenburg, Betriebsingenieur in der Netzplanung
Verlauf der Regelkurve bei weniger Vorlauftemperatur
Abb. 1: Verlauf der Regelkurve bei weniger Vorlauftemperatur, Quelle: Stadtwerke Flensburg GmbH

Um Wärmeverluste zu reduzieren, könnten die Leitungen besser gedämmt werden. Das klappt und wird natürlich bei Rohrnetzsanierung und -tausch gleich mitgemacht. Allerdings ist die Absenkung der Vorlauftemperatur eine viel effektivere Möglichkeit, Wärmeverluste zu reduzieren, da der Temperaturunterschied zwischen Fernwärmewasser und der Umgebung (hier dem Erdreich) so reduziert wird.

Niedertemperaturnetze erfüllen alle drei genannten Möglichkeiten

 Niedertemperaturnetze werden ganzjährig mit konstanter, niedriger Vorlauftemperatur gefahren und haben auch sehr niedrige Rücklauftemperaturen. Deshalb erfüllen sie alle oben genannten Punkte.

Bei der Betrachtung von Wärmeverlusten im Leitungsnetz haben die Stadtwerke Flensburg einen Vergleich zwischen dem Niedertemperaturnetz und dem Sekundärnetz herangezogen.

„Wir fanden heraus, dass die Wärmeverluste im Niedertemperaturnetz im Vergleich zum Sekundärnetzbetrieb um etwa 25 % reduziert werden könnten.“

Ulf Rieck-Blankenburg, Betriebsingenieur in der Netzplanung

Betrachtet haben die Netzkollegen hierzu ein theoretisches Beispielnetz, das die Stadtwerke Flensburg sowohl mit Sekundärnetztemperaturniveau als auch mit Niedertemperaturnetz bei gleichen Außentemperaturen simuliert haben. Dabei wurden die theoretischen Wärmeverluste eines Jahres verglichen.

Von der Theorie in die Praxis

Es hat sich gezeigt, dass sich Wärmeverluste im Niedertemperaturnetz anders als im Sekundärnetz um ein Viertel reduzieren lassen, wenn das gesamte Temperaturniveau abgesenkt wird. Vor diesem Hintergrund planen bzw. bauen die Stadtwerke Flensburg seit 2020 in vier ausgewählten Gebieten Niedertemperaturnetze. Dazu zählen die Bereiche Hafen-Ostufer, Mumm`sche Koppel, Freiland und Schwarzenbachtal.

Gebiet des Niedertemperaturnetzes Schwarzenbachtal
Abb.2: Gebiet des Niedertemperaturnetzes Schwarzenbachtal, Quelle: Stadtwerke Flensburg GmbH

„Für den Anschluss dieser Gebiete wurden neue technische Anschlussbedingungen (TAB) erforderlich, weil die Kunden nur noch mit 50°C statt mit 75°C Vorlauftemperatur planen müssen.“

Ulf Rieck-Blankenburg, Betriebsingenieur in der Netzplanung

Die TAB sind wichtig, damit der Heizungsbauer, der die Kundenanlage vor Ort einbaut, genau weiß, welche technischen Anforderungen hierfür erforderlich sind. Mit anderen Worten: Jeder Kunde, der in einem der genannten Gebiete angeschlossen wird, muss die Anschlussbedingungen der TAB beim Einbau seiner Fernwärmeanlage genau befolgen.

Ein weiteres Ziel beim Bau der Niedertemperaturnetze ist es, die Rücklauftemperatur abzusenken.

Beim Projekt Schwarzenbachtal wird die günstige Lage an einer Hauptleitung der Stadtwerke Flensburg genutzt, denn hier wird das Niedertemperaturnetz aus dem Rücklauf des vorgelagerten Verteilnetzes beheizt. So kann nicht nur die nicht genutzte Wärme verwendet, sondern auch die Rücklauftemperatur im Hauptstrang weiter abgekühlt werden.

Nach heutiger Planung werden die vier genannten Niedertemperaturnetze in den nächsten fünf Jahren fertiggestellt sein.

Ulf Rieck-Blankenburg

Betriebsingenieur in der Netzplanung

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