Wärmeübertragungsnetze

Jens Clausen and Severin Beucker

EconStor Preprints from ZBW - Leibniz Information Centre for Economics

Abstract: Wärmeübertragungsnetze bewähren sich seit den 1970er Jahren. Eine 71 km lange Wärmemagistrale im Raum Aarhus in Dänemark und die Fernwärmeschienen an Ruhr mit 42 km und Saar mit 35 km gehören zu den ältesten langen Wärmeübertragungsleitungen. Die längste der knapp 40 in Europa bekannten Leitungen ist im Raum Kopenhagen knapp 200 km lang. Durch kostengünstige Verlegung von Rohren über landwirtschaftliche Flächen sind die Kosten der Überlandleitungen oft niedriger als bei der Verlegung im städtischen Straßenraum. Die Leitung mit dem größten Durchmesser findet sich zwischen Melnik und Prag und hat 1.200 mm Durchmesser. Die leistungsfähigste Leitung versorgt zahlreiche Gemeinden auf der dänischen Insel Fünen mit 950 MW Wärme. Im Durchschnitt haben die Leitungen trotz ihrer Länge nur einen Verlust von 5 bis 10 % der eingespeisten Wärme. Letztlich handelt es sich um eine seit vielen Jahren bekannte und erprobte Technologie, bei der keine besonderen Risiken drohen. Die Wärmeübertragungsnetze werden oft von Unternehmen betrieben, die nicht identisch sind mit den Verteilnetzbetreibern, die die Wärme zu den Endkunden transportieren. In Kopenhagen gibt es sogar eine weitere Institution, in der Wärmemengen day-ahead und intra-day gehandelt werden. So können die Kundinnen und Kunden immer auf einen kostenoptimalen Wärmemix vertrauen. Und einige Verteilnetzbetreiber in Dänemark müssen Aufschläge zahlen, wenn sie die Wärme mit einer zu hohen Temperatur wieder in den Rücklauf einspeisen. Denn dadurch wird ein Wärmeübertragungsnetz ineffizient und es bringt wenig, die Wärme erst zu den Kundinnen und Kunden zu pumpen und dann, nur um Weniges abgekühlt, wieder zurück zur Wärmeerzeugungsanlage. Eine große Herausforderung ist gegenwärtig die überall laufende Dekarbonisierung der Fernwärme. Dafür werden große Mengen klimafreundlicher Wärme benötigt. Abwärme aus Rechenzentren kann hierzu einen wichtigen Beitrag leisten. Das macht es zunehmend attraktiv, solche Wärmequellen zu erschließen und die kostengünstige Wärme bei Bedarf auch über große Entfernungen zu neuen Fernwärmekunden zu transportieren. Gerade die oft riesigen neuen Rechenzentren produzieren so viel Abwärme, die eine einzige Stadt oft gar nicht nutzen kann. Diese Wärme muss dann an mehrere Städte verteilt werden. Wirtschaftlichkeitsanalysen lassen erwarten, dass sich, zumindest bei großen Wärmeleistungen oberhalb von 50 oder 100 MW, Leitungen von 10 oder 20 km durchaus bezahlt machen können. Denn alternativ müsste sonst eine andere Wärmeerzeugungsanlage ohne Treibhausgasemissionen gebaut und finanziert werden. Besonders gut stehen gemeinnützige Wärmeversorger da, wie es sie z.B. in Dänemark gibt, denn sie können auch mit langen Abschreibungszeiträumen umgehen. Der wirtschaftliche Nutzen eines Wärmeübertragungsnetzes, das verschiedene Wärmenetze verbindet, besteht in der optimierten Nutzung der kombinierten Produktionskapazitäten. Je nach Marktlage kann zeitweise eine Wärmepumpe oder eine Power-to-Heat-Anlage günstigere Wärme produzieren und zu anderen Zeiten kann die Verbrennung von Biogas günstiger sein. Je nachdem, welche Anlagen im Netz verfügbar sind, kann so optimal gewirtschaftet werden. Wenn billigere Quellen verfügbar sind, werden sie genutzt und die Wärmepreise sinken. Eine wichtige Randbedingung für den Bau von Wärmetransportnetzen ist die politische Entschlossenheit, den Fernwärmesektor als Säule der klimafreundlichen Wärmeversorgung zu unterstützen. Nicht nur Pull-, sondern auch Push-Instrumente sind erforderlich. Steuern auf alle fossilen Brennstoffe (Kohle, Öl und Gas) wie in Skandinavien verbessern die Wettbewerbsfähigkeit klimafreundlicher Alternativen wie z.B. Fernwärme auf Basis von Abwärme. Das Vertrauen in große Investitionen in die Infrastruktur fußt auf der konsequenten Umsetzung von Klimapolitik und Emissionshandel.

Keywords: Wärmeübertragungsnetze; Wärmetransport; Fernwärme; Abwärmenutzung; Rechenzentren; Dekarbonisierung; Wärmewende (search for similar items in EconPapers)
Date: 2026
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DOI: 10.5281/zenodo.22079777

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