Fernwärme versorgt Wohngebäude und Gewerbebauten über unterirdisch verlegte Leitungen mit Warmwasser und Heizwärme. In einem Fernwärmenetz zirkuliert Wasser, welches in der Energiezentrale erwärmt wird und seine Wärmeenergie dann bei den jeweiligen Verbraucher*innen mithilfe einer Wärmeübergabestation an den Heizkreislauf abgibt. Anschließend fließt das abgekühlte Wasser zurück zur Energiezentrale, es handelt sich demnach um einen geschlossenen Kreislauf.
© Stadtwerke Düsseldorf
In Düsseldorf und Duisburg soll zukünftig Erdwärme als weitere Energiequelle für das bereits bestehende Fernwärmenetz genutzt werden. Dies hätte zahlreiche Vorteile für die Kund*innen, da Geothermie grundlastfähig, emissionsfrei und kostengünstig ist. Sie macht unabhängig von fossilen Energieträgern und deren enormen Preisschwankungen auf dem Weltmarkt. Auch ist die Geothermie ein unmittelbarer Wärmelieferant. Es ist keine Verbrennung notwendig, bei der wiederum Energieverluste anfallen. Keine Verbrennung bedeutet auch, dass keine Emissionen Mensch und Natur rund um die Anlage belasten: Weder Feinstaub noch Stickoxide werden freigesetzt. Last but not least entsteht kein klimaschädliches CO2. Geothermie kann problemlos mit anderen Energiequellen kombiniert werden und so – je nach Ausbaustufe – Schritt für Schritt die Fernwärme noch klimafreundlicher machen.
Funktionsweise eines geothermischen Fernwärmenetzes
Die geothermische Fernwärme funktioniert mithilfe dreier geschlossener, voneinander getrennter Wasserkreisläufe:
1 Im Thermalwasserkreislauf zirkuliert heißes Tiefenwasser. Dieses gibt seine Energie über den Wärmetauscher der Heizzentrale an den zweiten Wasserkreislauf, das Fernwärmenetz, ab. Es wird anschließend zurück in die Entnahmeschicht geleitet.
2 Im Fernwärmenetz gelangt heißes Wasser vom Versorger zu den Kund*innen.
3 In der hauseigenen Wärmeübergabestation wird die Wärme an den jeweiligen Heizkreislauf übergeben, der sie im ganzen Gebäude verteilt.
Fernwärme in Düsseldorf und Duisburg
Sowohl die Stadtwerke Düsseldorf AG, als auch die Fernwärme Duisburg GmbH betreiben bereits heute Fernwärmenetze. Energiequellen sind beispielsweise Müllverbrennungsanlagen, industrielle Abwärme oder fossile Brennstoffe. Ziel der Machbarkeitsstudie ist es unter anderem, die bestehenden Fernwärmenetze mithilfe der Geothermie grüner zu gestalten und konkrete Ausbaustufen zu ermitteln.
Stadtwerke Düsseldorf AG
Derzeit verfügt die Stadtwerke Düsseldorf AG über zwei große Fernwärmenetze mit einer Gesamtlänge von 256 km und einer Wärmemenge von 1.340 Gigawattstunden (Stand 2020). Das Fernwärmenetz Innenstadt verläuft sowohl rechts- als auch linksrheinisch und ist 190 km lang. Garath und Bernrath werden mithilfe 66 km langer Leitungen versorgt (Stand 2019). Hauptwärmequellen sind die Müllverbrennungsanlage Flingern und das moderne Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk „Fortuna“ auf der Lausward. Hier gibt es zudem einen 35.000 Kubikmeter großen Wärmespeicher, der 1.480 Megawattstunden Wärme fassen kann und einen flexiblen Betrieb des Kraftwerks möglich macht.
Für die zentrale Erzeugung von Strom und Fernwärme nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung sind mehrere Kraftwerke der Stadtwerke Düsseldorf im Einsatz. So gibt es das Heizkraftwerk Lausward (Block Fortuna) und das Biomasseheizkraftwerk in Garath sowie das Kraftwerk Flingern, welches mit dem Dampf der Müllverbrennungsanlage versorgt wird. Weite Teile im Stadtgebiet Düsseldorfs profitieren bereits von unserem Fernwärmenetz:
Das Fernwärmenetz wird von den Stadtwerken Düsseldorf stetig ausgebaut. Seit August 2018 baut die Netzgesellschaft Düsseldorf eine Fernwärmeleitung zwischen dem Heizkraftwerk in Garath und Benrath. Zudem wird die „Wärme per Rohrpost“ kontinuierlich auch linksrheinisch erweitert.
© Stadtwerke Duisburg
Fernwärme Duisburg GmbH
Die Fernwärme Duisburg GmbH betreibt ein insgesamt 490 km langes Wärmenetz, das über eine Maximallast von 310 Megawatt verfügt und jährlich rund 920 Gigawattstunden Wärme an die Kund*innen liefert. Derzeit (Stand 2022) werden 70.000 Haushalte, das entspricht 35 Prozent der Duisburger Bevölkerung, versorgt. Die Vorlauftemperaturen im Fernwärmenetz variieren zwischen 75 °C im Sommer und 120 °C im Winter.
Gespeist wird das Duisburger Fernwärmenetz vor allem vom Heizkraftwerk III in Wanheim, ebenfalls ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk, mit einer Wärmeleistung von 167 Megawatt. Weitere Wärmequellen sind das Heizwerk Mitte mit einem Öl und Gaskessel sowie die Heizwerke Ost, Süd und West. Sowohl die Innenstadt als auch der Duisburger Süden und das linksrheinische Rheinhausen – über zwei Düker, das sind Druckleitungen zur Unterquerung eines Flusses oder einer Straße, mit dem rechtsrheinischen Netz verbunden – werden bereits heute mit Fernwärme versorgt. Auch Duisburg verfügt in Wanheim über einen großen Wärmespeicher, hier können in 43.800 Kubikmetern 1.450 Megawattstunden gespeichert werden.
Die Wärmenetze beider Kommunen sollen verdichtet und ausgebaut werden, um zukünftig weitere urbane Gebiete mit erneuerbarer Wärme versorgen zu können. Für den Düsseldorfer Norden, besonders Gebiete im Nordosten der Landeshauptstadt, und das Quartier Wedau liegen bereits konkrete Ausbaupläne vor. Die Tiefengeothermie ist für derartige Ausbaupläne von besonderer Bedeutung, da sie eine grundlastfähige regenerative Energiequelle ist – mit ihr also fossile Energieträger verlässlich ersetzt werden könnten. Langfristig könnte eine Vielzahl von Anlagen mit zwei (eine Dublette) oder mehreren (zwei, vier, sechs Dubletten) Bohrungen gebaut werden. Neben der Geothermie bergen die industrielle Abwärme, beispielsweise von thyssenkrupp Steel und Ineos, sowie die Solarthermie Potential, um die Fernwärmenetze bis 2035 klimaneutral zu betreiben.