Grüner Energiemix für die Fernwärme in Jena: Flussthermie der Saale spielt wichtige Rolle
15.01.2025, 09:09:14 | Stadtwerke Energie Jena-Pößneck | Aktuelles | Energie- & Wärmewende
Wird die Fernwärme in Jena bislang noch zu 98 Prozent aus fossilem Erdgas erzeugt, soll sich das bis spätestens 2040 ändern: Dann muss nach dem Thüringer Klimaschutzgesetz die Fernwärme zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien gewonnen werden. Die Stadt Jena ist sogar noch ambitionierter – sie will laut Klimaaktionsplan bis 2035 klimaneutral sein.
Wie dies gelingen kann, lassen die Stadtwerke Energie gerade untersuchen. In einem aus dem Bundesprogramm Effiziente Wärmenetze (BEW) geförderten Projekt soll im kommenden Jahr ein konkreter Transformationsplan hin zur grünen Fernwärme für Jena entstehen. Darin werden alle vorliegenden Konzepte zur Erzeugung von Fernwärme aus Erneuerbaren Energien, zum Netzausbau und zur Netzverdichtung sowie zu nötigen technischen Anpassungen bewertet und priorisiert. Einfließen werden zudem die wesentlichen Erkenntnisse aus der Kommunalen Wärmeplanung. Im Ergebnis entsteht ein konkreter Maßnahmen-, Zeit- und Kostenplan, der den Pfad der Stadtwerke hin zur treibhausgasfreien Fernwärme für Jena beschreibt.
Fest steht schon jetzt: Die Saale soll dabei eine entscheidende Rolle spielen. Über die so genannte Flussthermie soll das Energiepotenzial von Thüringens größtem Fließgewässer für die Wärmeversorgung von Jena geprüft und genutzt werden. Das Saalewasser ist ganzjährig verfügbar und im Jahresverlauf zwischen 4 und 22 Grad Celsius warm. Voruntersuchungen bescheinigen dem Fluss ein Wärmepotenzial von 400 Gigawattstunden pro Jahr, was theoretisch ausreichend wäre, um den gesamten Fernwärmebedarf der Stadt zu decken. Allerdings schwankt die Wärmenachfrage im Jahresverlauf sehr stark. Vorgesehen ist deshalb, über die Flussthermie eine stabile Grundlast abzudecken und für Bedarfsspitzen andere Erzeugungsarten zu nutzen. In diesem Modell würde die Flussthermie maximal 50 Prozent zum grünen Energiemix für Jenas Fernwärme beitragen – natürlich unter Beachtung aller Anforderungen des Umwelt-, Natur- und Gewässerschutzes.
Möglich machen dies strombetriebene Großwärmepumpen, die voraussichtlich im Süden der Stadt unweit vom Fernwärme-Hauptnetz errichtet werden. Eine entsprechende Standortsuche läuft und wird mit den zuständigen Umwelt-, Natur- und Gewässerschutzbehörden engstens abgestimmt. Es wird hierfür am Flussufer ein Entnahmebauwerk vorgesehen. Über Entnahmerohre wird ein Teil des Saalewassers von dort zu den Großwärmepumpen geleitet, wo die eigentliche Wärmeerzeugung fernab vom Fluss stattfinden wird. Das entnommene Wasser wird weder verbraucht noch chemisch behandelt noch in seinem Zustand verändert. Anschließend wird es – leicht abgekühlt - wieder der Saale zugeführt.
Die Wärmeerzeugung mittels Flussthermie nutzt das bewährte Prinzip der Wärmepumpe, das u.a. auch bei Kühlschränken zum Einsatz kommt.
Und so funktioniert es:
- Das entnommene Saalewasser wird über ein Rohrleitungssystem zum Standort der Großwärmepumpe geleitet.
- Dort durchströmt es in einem ersten Wärmeübertrager, dem sogenannten Verdampfer, ein mit Kältemittel gefülltes Rohrsystem (Kältemittelkreis). Dabei gibt das Saalewasser seine Wärme an das Kältemittel ab und fließt dann leicht abgekühlt zurück in die Saale.
- Das Kältemittel selbst verdampft bei diesem Vorgang und wird im strombetriebenen Verdichter unter hohen Druck gesetzt und komprimiert – dabei erwärmt sich der Dampf weiter und erreicht ein deutlich höheres Temperaturniveau.
- In einem weiteren Wärmeübertrager, dem sogenannten Kondensator, durchströmt der heiße Kältemitteldampf schließlich ein mit Fernwärmewasser gefülltes Rohrsystem (Heizkreis). Das Fernwärmewasser nimmt die Wärme des Kältemittels auf und steht sodann für Heizzwecke zur Verfügung.
- Durch diesen Prozess kühlt das Kältemittel ab und verflüssigt sich wieder, steht allerdings noch unter hohem Druck. Dieser wird über ein Ventil im Entspanner abgebaut und das Kältemittel dem Verdampfer wieder zugeführt. Der Kreislauf beginnt von vorn.
Übrigens: Auch am anderen Ende der Stadt treiben die Stadtwerke Pläne voran, mittels Großwärmepumpen die grüne Fernwärme aus Gewässern zu erzeugen. An der Zentralkläranlage in Jena-Zwätzen soll die Abwärme genutzt werden, um ein grünes Nahwärmenetz zur Versorgung der Gewerbegebiete in Jena-Nord und des Quartiers Wenigenjena zu speisen. Eine ebenfalls aus BEW-Fördermitteln finanzierte Machbarkeitsuntersuchung soll bestenfalls noch dieses Jahr starten.
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