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Es handelt sich um ein sogenanntes "Kaltes Nahwärmenetz" (Foto: ratiotherm Heizung + Solartechnik GmbH, Dollnstein)

Dollnsteiner Nahwärmenetz mit Groß- und Kleinwärmepumpen

Dollnstein liegt im Naturpark Altmühltal, einem der beliebtesten touristischen Ziele in Bayern. Neben der schönen Landschaft hat die Marktgemeinde mit ihren 3.700 Einwohnern seit Kurzem auch neueste Umwelttechnik zu bieten. Denn in der Gemeinde Dollnstein im Altmühltal wurde im April 2015 eines der ersten intelligenten Nahwärmenetze in Deutschland eröffnet, das 40 Privathaushalte und kommunale Liegenschaften versorgt.

Das Unternehmen ratiotherm war verantwortlich für die Konzeption und Umsetzung des innovativen Nahwärme-Systems in Dollnstein. Kernidee ist es, die über das ganze Jahr konstante Temperatur des Grundwassers im Altmühltal als primäre Energiequelle nutzbar zu machen. Auf dieser Basis wurde ein so genanntes „kaltes Wärmenetz“ entwickelt, welches die unterschiedlichen Komponenten zur Energiebereitstellung wie Sonne, Grundwasser, Blockheizkraftwerk und Gas (für die Spitzenlastabdeckung) stets bedarfsgerecht und klimaschonend aufeinander abstimmt.

Die Effizienzwerte können sich sehen lassen: So konnte die Gemeinde im ersten Betriebsjahr des Nahwärmenetzs ihren CO₂-Ausstoß um 70 Prozent reduzieren – die staatliche Vorgabe bis 2025 liegt gerade einmal bei 30 Prozent. Insgesamt muss bei diesem Konzept nur noch 51% an Primärenergie eingesetzt werden, um auf eine Wärmeleistung von 100% zu kommen.

Die Heizzentrale des Nahwärmenetzes besteht aus zwei großen Schichtspeichern: ein zentraler 27.000 Liter Schichtspeicher mit einer Temperatur von 80 Grad sowie ein 15.000 Liter Niedertemperatur-Speicher von 30 Grad. Rund 100 m² Solarthermie-Kollektoren auf dem Dach der Heizzentrale (mittelfristiger Ausbau auf 200m² geplant) sorgen für die Erwärmung des 10 °C kalten Grundwassers aus dem Uferbereich der Altmühl, bevor es in die Speicher fließt.

Die 440kW starke Hochtemperaturwärmepumpe thermeco2, entwickelt von der sächsischen Firma Dürr thermea GmbH, sorgt für die temperaturtechnische Aufbereitung des Grundwassers auf Heizungsniveau. Komplettiert wird die Heizzentrale durch ein Gas BHKW mit 250kW thermischer und 150 kW elektrischer Leistung für den Strombetrieb der Wärmepumpe sowie einen Gas-Spitzenlastkessel mit 300 kW.

Hinzu kommen in der Peripherie für jeden angeschlossenen Haushalt noch jeweils eine „kleine“ Wärmepumpe als Übergabestation sowie ein Speicher mit mindestens 300 Liter Fassungsvolumen. Alle Komponenten sind über eine Datenleitung miteinander verbunden und können sich somit – dank einer hochkomplexen Regelungsleittechnik - über die jeweilige Wärmebereitstellung und den Bedarf der Verbraucher informieren.

Das Konzept des Dollnsteiner Nahwärmenetzes ruht im Wesentlichen auf zwei Säulen: der Nutzung erneuerbarer Energien und flexiblen Temperaturen, die sich dem Verbrauch anpassen. In einem herkömmlichen Netz stellt die Heizzentrale permanent 80 Grad warmes Wasser bereit. Im Sommer gibt es für diese Temperatur in einem Ort wie Dollnstein keinen entsprechenden Bedarf, sodass hohe Netzverluste entstehen.

In den Sommermonaten von Mai bis Oktober (September) wird daher das Netz auf eine Temperatur zwischen 25 und 30 °C abgesenkt und die niedrigere Sommerheizlast zu 100% über eine Solarthermie-Kombination abgedeckt. Dadurch können hohe Netzverluste in den Sommermonaten deutlich verringert werden. So lässt sich der Wärmebedarf im Sommerbetrieb vollständig durch erneuerbare Energien decken. Diese äußerst energieeffiziente Variante wäre in einem bisher zumeist umgesetzten „warmen Netz“ nicht möglich gewesen.

Im Winter stammt immerhin die Hälfte der Energie aus regenerativen Quellen. Eine davon ist Grundwasser, das in geringer Tiefe vorhanden ist. In der Heizzentrale steht die thermeco2 Hochtemperaturwärmepumpe mit einer Leistung von 440 kW. Sie entzieht dem Grundwasser Wärmeenergie und stellt damit in der winterlichen Heizperiode Vorlauftemperaturen bis 80 Grad bereit. Das Besondere dieser Technologie: Die Anlage arbeitet mit dem klimaneutralen Kältemittel CO₂.

In den Sommermonaten reicht Sonnenenergie, um die Netztemperatur auf 20 bis 25 Grad zu halten. Für den Warmwasserbedarf der Haushalte, etwa zum Duschen, ist das allerdings nicht genug. Deshalb sind die Übergabestationen in den Häusern mit je einer kleinen Wärmepumpe und einem Pufferspeicher ausgestattet. Den Strom für die thermeco2 Maschine und die Pumpen in den Haushalten liefern ein Blockheizkraftwerk (BHKW) und Photovoltaik-Anlagen.

Heizzentrale, Wärmenetz und Verbraucher sind in einem intelligenten System miteinander verbunden – inklusive Stromversorgung der Verbraucherstationen. Ein Steuerkabel gibt Informationen über Temperatur der Pufferspeicher, Verbrauch und andere Daten an die Heizzentrale weiter. Dadurch können die Pufferspeicher in den Häusern bedarfsgerecht geladen werden.

Die kleinen Wärmepumpen laufen in Dollnstein also nur, wenn heißes Wasser gebraucht wird. Um die Abwärme des BHKW und die vorhandenen Solaranlagen voll ausnutzen zu können, gibt es einen Hochtemperaturpufferspeicher mit 27.000 Litern und einen etwas kleineren Niedertemperaturspeicher.

Insgesamt 1,3 Millionen Euro investierte die Gemeinde Dollnstein. Der wirtschaftliche Betrieb des Netzes wurde gleich zu Anfang sichergestellt, da der dafür notwendige Mindestverbrauch von jährlich einer Million Kilowattstunden durch die hohe Anschlussquote übertroffen wurde.

Das Dollnsteiner Nahwärmenetz wurde deshalb auch vom Bayerischen Umweltnetzwerk KUMAS „als ökologisches Leitprojekt 2015“ ausgezeichnet. Jurybegründung: „Überzeugender Vorbildcharakter für die kommunale Wärmeversorgung in Deutschland.“ Das Projekt erhielt im März 2015 auf dem Bayerischen Energietag zudem den Energiepreis 2015.

Steckbrief
Projektnummer: 1441
Objekt: Kaltes Nahwärmenetz
Ort: Dollnstein
Beteiligte Unternehmen: ratiotherm Heizung + Solartechnik GmbH
Hersteller: Dürr thermea GmbH
Elektrische Leistung: 990,00 kW
Baujahr: 2015

Bilder

Hier sehen Sie die Anlagen die das Nahwärmenetz in Dollnstein versorgen

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