Wasseraufbereitung im Nahwärmenetz

Ortenberg-Bergheim, ein kleiner Ort mit 650 Einwohnern in der Wetterau in Hessen: Vor über15 Jahren entstand hier der Plan für den Aufbau eines lokalen Nahwärmenetzes, um den Ort zentral mit Wärme und Warmwasser zu versorgen. Damals standen Kanal- und Tiefbauarbeiten an. Was lag da näher, als gleich ein Wärmenetz mit zu verlegen?

Der seinerzeit visionäre Ansatz musste viele Hürden überspringen. Um das nötige Kapital zu bündeln, entstand auf Initiative engagierter Bewohner:innen die Energiegenossenschaft „Energiedorf Bergheim eG“.

Ein Wärmenetz zu verlegen und zu betreiben ist jedoch etwas anderes als eine normale Wasserleitung. Schließlich handelt es sich um bis zu 150 mm dicke Leitungen mit Vor- und Rücklauf und den entsprechenden Isolierungen. Zu den technischen Anforderungen kommen gesetzliche Vorgaben. Viel lokale Unterstützung und eine gute Planung im Vorfeld waren unverzichtbar.

Zunächst mussten jedoch genügend Mitstreiter gefunden und die Dorfbevölkerung überzeugt werden. Sich an das neue Wärmenetz anzuschließen, hieß nämlich auch, vielfach vorhandene konventionelle Heizungen abzubauen, die zum Teil erst zwei oder drei Jahre alt waren. Wer sich dazu entschieden hatte, musste es nicht bereuen. Die Netzkunden haben in ihren Häusern heute zwei Räume mehr zur Verfügung, in denen zuvor der Ölkessel und der Öltank standen. Zudem entfielen auch die jährlichen Kosten für die Wartung der eigenen Heizung und den Schornsteinfeger.

Modell für ländliche Regionen: Die Energiegenossenschaft

„Eine gewisse Dichte an Abnehmern ist notwendig, um so ein Wärmenetz überhaupt wirtschaftlich betreiben zu können“, erklärt Hartmut Langlitz, Vorsitzender des Aufsichtsrates der Energiedorf Bergheim eG. „Aber es funktioniert: Wir sind in den letzten Jahren eher günstiger geworden, weil wir von Öl und Gas nahezu unabhängig sind.“ Durch die Energiekrise von 2022 meldeten sich viele neue Interessierte, die der Genossenschaft beitreten und einen Anschluss wollten. „Wir lassen gerade prüfen, wie viele Neuanschlüsse wir noch ins Netz reinnehmen können.“ Ein aktueller Netzplan zeigt, dass ein Großteil der Häuser Bergheims bereits am Netz angeschlossen ist. Derzeit sind das weit über 100 Häuser mit fast 200 Wohnungen. Auch alle öffentlichen Einrichtungen werden mitversorgt: das Sportheim, die Kirche, die Feuerwehr, der Kindergarten und das Dorfgemeinschaftshaus. „Wir sind kein gewöhnlicher Energieversorger, sondern eine Genossenschaft“, erläutert Hartmut Langlitz. Das bedeutet, die Kunden sind zugleich Anteilseigner am Versorger. Lasten pro Kopf für Investitionen werden mit steigenden Mitgliederzahlen stetig reduziert, Gewinne des Versorgers gehen zurück an die Energiekunden. „Als die Ursprungsidee damals aufkam, gingen die Ölpreise schon in Richtung ein Euro. Heute produzieren wir pro Jahr 3.500 MWh Wärme.“ Eine Wärme, die für die Kunden nicht nur günstig, sondern vor allem nachhaltig produziert ist.

Zwei Kreisläufe – drei Wärmeerzeuger

Für die Wärmeverteilung nutzen die Bergheimer zwei Wasserkreisläufe: einen Primärkreislauf im Heizwerk mit 140 m³ Wasser und das eigentliche Nahwärmenetz mit einem Inhalt von etwa 65 m³.

Die Wärmeerzeugung basiert auf einem dreistufigen System. Vorrangig wird das Heizungswasser mit Holzhackschnitzeln als Energieträger erhitzt. Der nachwachsende Rohstoff ist in der waldreichen Region im Überfluss vorhanden. Sogar das von Borkenkäfern befallene und damit minderwertige Holz kann hier genutzt werden.

Als zweite Komponente dient eine Solarthermieanlage. Mit einer Kollektorfläche von 1.300 m² und einer Leistung von insgesamt 1 MW erzeugt sie das Warmwasser in den Sommermonaten. Damit bleiben von Mai bis September die Kessel für die Verbrennung der Holzschnitzel kalt. So entfallen mittlerweile nur 80 % der Wärmeerzeugung auf die Holzhackschnitzel und 20 % auf die Solarthermie. Abgerundet wird das Konzept durch zusätzliche Warmwasserspeicher, um in den Wintermonaten die morgendliche Spitzenlast abzufedern und im Sommer auch sonnenarme Tage zu überbrücken. Der Strom für den Betrieb der Pumpen und anderer elektrischer Verbraucher stammt aus eigenen Photovoltaikanlagen, die direkt auf dem Dach der Heizzentrale und auch dem benachbarten Dorfgemeinschaftshaus installiert sind. Zur Versorgungssicherheit ist zudem ein Redundanzkessel installiert, der in besonders kalten Wintern außergewöhnliche Spitzenlasten abfängt. Klassisch mit Heizöl betrieben, müssen damit über das Jahr allerdings nur wenige Heizstunden abgedeckt werden. Der Ölkessel ist so groß ausgelegt, dass er das Netz theoretisch auch allein heizen könnte, sollten die mit Holzschnitzeln betriebenen Kessel einmal ausfallen.

Kontinuierliche Aufbereitung des Wärmeträgers

Die Richtwerte für die Qualität des Heizwasser sind durch die Normen VDI 2035 und bei größeren Wärmenetzen durch das entsprechende Arbeitsblatt der AGFW FW 510 vorgeschrieben. Darüber hinaus gelten die Anforderungen der Kesselhersteller, die Regressansprüche ablehnen, wenn die Beschaffenheit des Kreislaufwassers davon abweicht.

„Deshalb müssen wir es regelmäßig aufbereiten. Wir haben bisher keine Probleme im Netz mit Wasserverlusten durch Undichtigkeiten. Allerdings war die Leitfähigkeit dennoch mit einem Wert von über 100 zu hoch, der musste gesenkt und der pH-Wert entsprechend angepasst werden“, erläutert Langlitz. Dies war der Anlass dafür, im Nebenstrom des Heizkreislaufs eine Anlage aus der Reihe BerkeSelect IQ+ von Veolia für die kontinuierliche Wasseraufbereitung zu installieren. Dabei handelt es sich um das leistungsstärkste Gerät aus der Baureihe. Die Anlage übernimmt je nach Anforderung die Enthärtung, Entsalzung, Alkalisierung oder die Filtration des Wassers und zusätzlich auch die Entgasung. Darüber hinaus wird durch die Kreislaufwasseraufbereitung auch gleichzeitig das Nachspeisewasser aufbereitet, mit dem die Wassermenge im Netz konstant gehalten wird.

Ein System für alle Anforderungen: BerkeSelect IQ+ Bild: Veolia Water Technologies

Die Entgasung des Heizwassers steigert die Effizienz einer Anlage, da mit Luft gefüllte Hohlräume im System gar nicht entstehen können. Darüber hinaus ist das Wasser somit auch frei von Kohlensäure, die ansonsten Korrosion verursacht.

Störungsfreier Betrieb dank Wasseraufbereitung

Nur durch normgerecht aufbereitetes Wasser ist der effiziente und energiesparende Betrieb einer Anlage mit einem optimalen Wärmedurchgang gesichert. Eine normgerechte Aufbereitung garantiert den langfristigen und störungsfreien Betrieb. Die Entstehung von Korrosion, Kesselstein oder eine Verschlammung werden verhindert. Mit dieser nachhaltigen Betriebsführung müssen Fernwärmenetze zuverlässig punkten.

Langlitz: „Wir haben uns für die Anlage von Veolia Water Technologies entschieden, weil es sich hier um eine stationäre Anlage handelt, die das Wasser kontinuierlich aufbereitet. Von anderen Anbietern hatten wir Angebote für mobile Anlagen, die wir nur über mehrere Monate eingesetzt hätten.“

Heizzentrale: Effizienz und Sicherheit im Wasserübergang dank Wasseraufbereitung Bild: Veolia Water Technologies

Die Aufbereitungsanlage ist im Nebenstrom installiert und entnimmt dem Heizkreislauf kontinuierlich Wasser, das über Filterbeutel geführt wird. Ist deren Kapazität erschöpft, können sie einfach gewechselt werden. „Die Wartung ist relativ einfach durchzuführen, das dauert keine Viertelstunde“, so Langlitz. Das Wasser wird aus der BerkeSelect IQ+ abgelassen, die Filterbeutel ausgetauscht. Daraufhin wird die Anlage wieder verschlossen und erneut gestartet. Seit der Inbetriebnahme ist der Leitwert planmäßig gesunken und hat mittlerweile den Zielwert erreicht.

Mit der richtigen Wasseraufbereitung Vorreiter der Energiewende

Das Nahwärmenetz der Energiedorf Bergheim eG wurde schnell zum Vorbild auch für andere „Energiedörfer“. Inzwischen gibt es mehr als 80 Dörfer, die ebenfalls mit Unterstützung durch Landes- und Bundesmittel eigene Netze aufgebaut haben. „Gerade die Energiekrise zeigte, dass die eigenständige Energieversorgung über Nahwärmenetze eine gute Alternative darstellt. Wir sind unabhängig von den Preisen an den Gas- und Ölmärkten. Und ist die Heizanlage einmal abbezahlt, können wir mit unseren Wärmepreisen sogar noch weiter runtergehen“, so das Fazit von Hartmut Langlitz. Die sozialverträgliche Wärmewende ist in der Wetterau also längst in vollem Gang.

Eine Information der Veolia Water Technologies Deutschland GmbH, Celle