erneuerbar

Die innovative und zukunftsorientierte Wärmeaufbringung machen das Fernwärmesystem der Stadt Villach zum Vorzeigeprojekt. Alle in der Region verfügbaren regenerativen Energiequellen werden hier für die Wärmeversorgung der Kunden intelligent kombiniert.

Über ein mehr als 100 Kilometer langes Fernwärmenetz werden dabei Großkunden, darunter Krankenhäuser und Schulen sowie über 12.000 Haushalte mit nahezu 200 Millionen Kilowattstunden Fernwärme versorgt.

Für die Versorgung mit grüner Wärme stehen Industrielle Abwärme, eine Deponiegasverwertung, zwei Spitzenlastheizwerke, ein Biomasse-Heizwerk, ein Biomasseheizkraftwerk und Solarenergie zur Verfügung.

Die Erde ist ein riesiger Wärmespeicher: 99,9 % des Planeten sind heißer als 100 °C. Das geförderte Wasser erzeugt Fernwärme entweder direkt über Wärmetauscher oder eine Wärmepumpe hebt zuvor die Temperatur an. Die Technologie ist ausgereift und in Verbindung mit Fernwärme vielfach erprobt. Anders als volatile Erneuerbare Energiequellen ist Geothermie auch kontinuierlich verfügbar und daher grundlastfähig.

In der österreichischen Energieversorgung soll Geothermie künftig eine bedeutende Rolle spielen. Vor allem das Land Oberösterreich setzt auf dem Weg zur angestrebten Energiewende auf die Nutzung dieser natürlichen und nachhaltigen Wärmequelle. Drei Viertel der österreichischen Geothermie-Leistung von 70 GWh werden hier produziert. So errichtete etwa die Gemeinde Altheim schon 1989 ein mit Thermalwasser gespeistes Fernwärmenetz, das eine Länge von 14,5 km hat und 700 Kunden versorgt.

Schon seit Februar 2014 wird auch die Bezirks- und Messestadt Ried und ihre Nachbargemeinde Mehrnbach mit nachhaltiger, krisensicherer und umweltfreundlicher Heizenergie aus den Tiefen der Erde versorgt. Mit einer Ergiebigkeit von 75 Liter pro Sekunde – das sind rund 6,5 Millionen Liter pro Tag – und einer Temperatur von rund 90 °C kommt das Heißwasser an die Oberfläche.

Die geologischen Vorzüge des niederbayerisch-oberösterreichischen Molassebeckens machten sich die Initiatoren des ersten grenzüberschreitenden Fernwärmekraftwerks in Europa zunutze: Per Fernwärmenetz ist die bayerische Stadt Simbach mit dem oberösterreichischen Braunau verbunden. 80 °C heißes Wasser aus einer Tiefe von 2.000 Metern soll letztlich bis zu 6.000 Haushalten „grenzenlose“ Wärme spenden.

Auch Wien herrschen günstige Bedingungen für deren Nutzung. Bei der Dekarbonisierung besondere Rolle kommt dabei der Tiefen Geothermie zu. Darunter versteht man das Vorkommen von nicht trinkbarem Heißwasser ab 300 m Tiefe, das zur umweltfreundlichen Wärmeversorgung genutzt werden kann. Das Potential für die Wärmewende ist enorm!

Wärme aus Müll ermöglicht eine besonders saubere Art zu heizen. Dabei wird dreimal so viel Energie erzeugt wie Primärenergie für das Verbrennen nötig ist. In Österreich nutzen vor allem Wien, Linz, Wels, St. Pölten und Villach dieses Potenzial der Müllverbrennung.

In drei Stunden sendet die Sonne so viel Energie zur Erde, wie von der gesamten Weltbevölkerung jährlich verbraucht wird. Kollektoren sammeln die Sonnenwärme ein; in einem Kreislaufsystem zirkuliert eine Trägerflüssigkeit, die die Wärme abführt und zum Solarspeicher transportiert – einem Wassertank. Österreich ist führend bei der Erprobung und Einführung von Solarthermie-Systemen, die bereits seit Jahren in Fernwärmenetze einspeisen.

Photovoltaik beruht auf dem von Albert Einstein beschriebenen fotoelektrischen Effekt. Dafür (nicht für die Relativitätstheorie) bekam er übrigens 1921 auch den Nobelpreis. Solarzellen wandeln als Erfindung der Raumfahrttechnik seit den 1950er-Jahren Sonnenlicht in elektrischen Strom um.
Solarthermie dagegen arbeitet mit Kollektoren, die Sonnenwärme „einsammeln“. In einem Kreislaufsystem zirkuliert eine Wärmeträgerflüssigkeit, die Wärme abführt und im Wesentlichen in einem Wassertank speichert, der dann den Wärmebedarf für mehrere Tage decken kann.

Während das Gros der mittlerweile fünf Millionen (!) m2 an heimischen Kollektoren auf den Dächern von Ein- und Mehrfamilienhäusern landet, erzeugt ein Teil davon auch Wärme für Nah- und Fernwärmenetze. Diese Anlagen müssen natürlich wesentlich größer dimensioniert sein: So speisen beispielsweise 3.400 m2 an Kollektoren auf dem Dach der Welser Messehalle so viel Wärme ins örtliche Fernwärmenetz ein, dass der Solar-Anteil an der Welser Wärme im Sommer bei geringer Wärmelast im Fernwärmenetz zeitweise bis zu 50% beträgt.
Im Raum Graz befinden sich fünf Standorte mit insgesamt über 12.800 m2 Kollektorfläche, die vor allem im Sommer einen wichtigen Beitrag für die Wärmeproduktion der Stadt leisten. Auf dem Areal des Fernheiz-Kraftwerks in der Grazer Puchstraße betreibt die Energie Steiermark seit Herbst 2014 Österreichs größte Solaranlage mit einer Kollektorenfläche von insgesamt 7.000 m2.

Bei vielen industriellen Prozessen (Stahlerzeugung, Trocknen, Galvanisieren, Pasteurisieren, Destillieren, Backen etc.) entsteht Abwärme. Anstatt diese Wärme ungenutzt verpuffen zu lassen bzw. an die Umwelt abzugeben, kann sie als Energiequelle für Wärmenetze verwendet werden.

Mittlerweile lassen immer weniger Unternehmen die Abwärme ungenutzt durch den Kamin entweichen. Die Firma Böhler Edelstahl in Kapfenberg etwa speist schon seit 15 Jahren Abwärme ins Fernwärmenetz der Stadt Kapfenberg ein.

Die Abwärme aus dem Backprozess der Firma Manner in Wien wird in das lokale Fernwärmenetz auf einer Länge von 3,5 Kilometern eingespeist und für Heizung und Warmwasser verwendet. 600 Haushalte und Betriebe profitieren in unmittelbarer Nachbarschaft von der Waffelproduktion in Hernals und Ottakring.

Die Abwärme aus der Zellstoffproduktion der Zellstoff Pöls AG versorgt rund 15.000 Haushalte in der Region Judenburg, Zeltweg und Aichdorf mit Fernwärme. Die sinnvolle Nutzung dieser Wärme bedeutet für die Region eine höhere Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Zusätzlich wird der jährliche CO2-Ausstoß um 25.000 Tonnen fossiles CO2 reduziert.

Einzelne Stromheizungen sind nicht sonderlich effizient. Anders sieht es aus, wenn in einer effizienten P2H-Großanlage Wasser mit überschüssigem Ökostrom erhitzt, gespeichert und bei Bedarf ins Netz eingespeist wird.

2015 ging im Salzburger HKW-Mitte die erste Power-to-Heat-Anlage Österreichs in Betrieb. Mit dieser Technologie speichert die Salzburg AG überschüssigen Strom in Form von Wärmeenergie. Die Anlage kann stufenlos geregelt werden, gleicht Angebotsspitzen aus Sonne und Wind im Stromnetz aus und trägt damit zur Netzstabilisierung bei. Eine zweite P2H-Anlage mit 15 MW Leistung wurde 2016 im HKW Nord in Betrieb genommen. Sie spart jährlich rund 3.000 Tonnen CO2 Jahr ein. Im Oktober 2017 ging Wiens größter „Wasserkocher“ in Betrieb. Die Power-2-Heat-Anlage in der Leopoldau koppelt Strom- und Fernwärmenetz, um Energie intelligent und noch effizienter zu nutzen. Die Einrichtung besteht aus zwei Anlagen mit je 10 MW Leistung, die unabhängig voneinander betrieben werden können.

Die Power-2-Heat-Anlage, eine Art überdimensionaler Wasserkocher, wird im Falle eines Ökostrom-Überangebots aktiviert und nimmt den Überschuss auf. Sie trägt damit zur Stabilisierung des Stromnetzes bei und ermöglicht die vollständige Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen. Die entstandene Wärme wird in Form von heißem Wasser in das Wiener Fernwärmenetz eingespeist und kann so direkt und effizient in den umliegenden Haushalten im Nordwesten Wiens genutzt werden. Die Anlage versorgt bis zu 20.000 Haushalte mit Fernwärme.

Auch weniger warme Quellen (z. B. Fluss- und Abwasser, Rauchgase etc.) können einen Beitrag leisten, wenn die Temperatur auf das im Fernwärme-Netz benötigte Niveau angehoben wird. Dies besorgen Wärmepumpen, die idealerweise mit Ökostrom oder -gas betrieben werden. In Skandinavien bereits erprobt, wird die Technologie nun auch in Österreich eingesetzt.

Die stärkste Großwärmepumpe Mitteleuropas pumpt seit März 2019 in Wien: Beim Kraftwerk Wien Simmering wird die Abwärme von Kraftwerksanlagen genutzt, um 25.000 Haushalte mit Fernwärme zu versorgen. Dabei werden 40.000 Tonnen CO2 eingespart.

Die in der hochkomplexen Anlage verbaute Technik ermöglicht, dass Wärme bereits aus sehr geringen Temperaturen gewonnen werden kann. Ab Temperaturen von 6 °C kann mit Hilfe der Wärmepumpe Wärme von 95 °C erzeugt werden. Weil auch das für die Wiener Fernwärme-Hauptleitungen (durchschnittlich 100 bis 150 °C) noch eine eher geringe Temperatur ist, sorgt ein intelligentes Verteilsystem dafür, dass das Wasser optimal im Fernwärmenetz genutzt werden kann und dort eingesetzt wird, wo die erforderlichen Temperaturen niedriger sind.

Der sauberste fossile Energieträger hat sich als Rohstoff in Kraftwerken bewährt und ist verfügbar, auch wenn Erneuerbare gerade nicht in ausreichendem Maß bereitstehen. Doch Gas kann selbst auch erneuerbar sein: Mit Biomethan aus biogenen Reststoffen, synthetischem Methan aus erneuerbaren Stromquellen und Wasserstoff bietet Gas grüne Alternativen.

Erdgas hat von allen fossilen Energieträgern den geringsten Gehalt an Kohlenstoff und weist bei seiner Verbrennung den niedrigsten spezifischen CO2-Ausstoß auf. Darüber hinaus verursacht Erdgas auch die geringsten Luftschadstoffe. Fernwärme wird zu 33 % aus Erdgas erzeugt, weiters wird in der zentralen Produktion in Anlagen mit Spitzentechnologie und hochmodernen Filterungssystemen jegliche Emission aus den Verbrennungsprozessen strengstens überwacht. Damit leistet die Fernwärme einen wesentlichen Beitrag zur Verringerung der Feinstaubbelastung.