Die Gewinnung der Fernwärme erfolgt zum Großteil in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (also in Anlagen, die gleichzeitig Elektrizität und nutzbare Wärme erzeugen) sowie in Heiz(kraft)werken (das sind Anlagen zur ausschließlichen Wärmeerzeugung), weiters in Müllverbrennungsanlagen. Dabei kann nahezu jeder Brennstoff eingesetzt werden. Daneben wird unter bestimmten Voraussetzungen Biomasse, industrielle Abwärme, Geothermie (Erdwärme) und Sonnenenergie zur Fernwärmeversorgung genutzt.
Energieeinsatz
Wärme aus Erdgas
Der überwiegende Teil der Fernwärmeversorgung in Österreich basiert auf dem Einsatz von Erdgas als Brennstoff, das sowohl in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen als auch in Heizkraftwerken zur Wärmeerzeugung Verwendung findet. Erdgas, der umweltfreundlichste aller fossilen Energieträger, kann in den modernen Anlagen besonders effizient genutzt werden. Als Verbrennungsrückstand fällt in erster Linie Wasserdampf an; die Freisetzung umweltschädigender Kohlenstoffverbindungen (wie CO und CO2) liegt weit unter der von Kohle oder Öl.
Wärme aus Biomasse
Nah- und Fernwärme aus Biomasse ist CO2-neutral produzierte Wärme: Bei der Verbrennung wird nur so viel Kohlendioxid freigesetzt, wie die Pflanze im Laufe ihres Wachstums aufgenommen hat.
Abgesehen von Holz kann nur ein geringer Teil der Biomasse direkt verbrannt werden. Häufig muss durch vorhergehende physikalische Prozesse (Verdichtung, Zerkleinerung, Abpressung) ein lagerfähiges Zwischenprodukt erzeugt werden, das dann weiter verarbeitet oder direkt verbrannt werden kann.
Eine Alternative dazu stellt die Vergärung von Biomasse durch Bakterien in einem Fermenter unter Luftabschluss dar. Dadurch können Kläranlagen und Abfallverwertungsanlagen entlastet und wertvolles Biogas produziert werden.
Eine Hauptquelle für energetisch verwertbare Biomasse ist unser täglicher Abfall. In Österreich erfolgt die Nah- und Fernwärmeproduktion bereits zu 13% (Stand: 2007) aus biogenen Brennstoffen inklusive Abfall.
Geothermie und Sonnenenergie
Mit Geothermie bezeichnet man die Wärme aus dem Erdinneren. Zu ihrer Nutzung wird sie per Druckleitung an die Oberfläche befördert und mittels Wärmetauscher an ein Fernwärmenetz übergeben. In Österreich findet sich geothermisches Potenzial im Wiener Becken, im Rheintal, im steirischen Becken sowie im nieder- und oberösterreichischen Molassebecken.
Auch kombinierte Fernwärme-Solaranlagen ermöglichen optimale Versorgungssicherheit bei gleichzeitiger Schonung der Umwelt. Dabei wird die über Kollektoren aus Sonnenenergie gewonnene Wärme in das Netz eingespeist.
Kraft-Wärme-Kopplung
Fernwärme stammt heute hauptsächlich aus der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), einer Technologie, die darauf abzielt, bei der Umwandlung des Brennstoffes in elektrische (oder mechanische) Energie und Wärme einen größtmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen. Die bei der Erzeugung von Strom anfallende Wärme wird sinnvoll genutzt, indem sie das Fernwärmenetz speist. Während bei herkömmlichen Kraftwerken ein Großteil der eingesetzten Primärenergie ungenutzt bleibt und sich durch Bildung von Kondensationswolken oder Aufheizung von Flüssen negativ auf die Umwelt auswirkt, entstehen bei der gekoppelten Strom- und Wärmeproduktion in modernen KWK-Anlagen nur rund 14 % Verluste. Die durch gemeinsame Erzeugung von Strom und Wärme in den (Fern)Heizkraftwerken erzielbaren sehr hohen Gesamtnutzungsgrade führen zu einer Primärenergieeinsparung und damit auch zu Emissionsreduktionen.
Bei der gekoppelten Wärmeerzeugung wird das Wasser in der Rohrleitung durch den Dampf in seiner Umgebung in so genannten Wärmetauschern erhitzt. Den erforderlichen Dampf zieht man von den Turbinen der Stromgeneratoren ab. Pumpen sorgen für die Verteilung des Wassers im Netz. Weitere Pumpen erzeugen den Druck, der das Verdampfen des heißen Wassers verhindert. Das Kraftwerk verliert durch die Kraft-Wärme-Kopplung zwar an elektrischer Leistung, spart aber andererseits bis zu drei Viertel der Energie, die ein gleichwertiges Heizwerk benötigen würde.
Kraft-Wärme-Kopplung funktioniert mit den verschiedensten Eingangsenergien. Die Wirkungsgrade sind allerdings unterschiedlich. Der Energieträger, mit dem die höchsten Wirkungsgrade erzielt werden können, ist Erdgas. Daher macht der Erdgasanteil am Brennstoffeinsatz auch über 50 % aus. 13 % entfallen auf Müll und biogene Brennstoffe.
Bereitstellung
Fernwärmenetz
Fernwärmeenergie wird in Form von heißem Wasser über ein wärmeisoliertes Rohrleitungssystem zu den Hausanlagen der Kunden transportiert. Dieses eng vernetzte meist oberirdische Rohrleitungssystem verbindet die Verbraucher - Wohnungen, Schulen, Krankenhäuser und andere öffentliche Gebäude - mit den Erzeugern.
Im Rohrleitungssystem sind eine Vorlaufleitung (heißes Wasser) und eine Rücklaufleitung (abgekühltes Wasser) in einem in sich abgeschlossenen Kreislauf zusammengeschaltet. Pumpen sorgen für die Verteilung des Wassers im Netz und erzeugen den Druck, der das Verdampfen des heißen Wassers verhindert. Mit optimaler Temperatur gelangt das Wasser in den Heizkörper.
Wärmeübergabe im Haus
Die Wärmeabgabe an die Verbraucher erfolgt in den Umformerstationen, die im Keller des Hauses oder an anderen Örtlichkeiten untergebracht sind. Dort wird das in der Hausanlage zirkulierende Heizungswasser durch das Fernheizwasser erwärmt. Wenn Sie also das Ventil Ihres Heizkörpers aufdrehen oder Ihre Badewanne mit warmem Wasser füllen, benützen Sie nicht das Verbundnetzwasser, sondern das erwärmte Trinkwasser.
Anschluss an das Fernwärmenetz
Grundsätzlich kann jedes Gebäude im entsprechenden Versorgungsgebiet an das Fernwärmenetz angeschlossen werden. An die Stelle von Heizkessel, Brenner, Kamin, Tank und Tankraum kommt ein platzsparender Wärmeaustauscher, der die Wärme vom Wasserkreislauf des Fernheizwerkes auf das hausinterne Netz überträgt. Bestehende funktionsfähige Heizungen können ebenfalls - nach Überprüfung - an die Fernwärmeversorgung angeschlossen werden.
