Energie- und kostenoptimierte Kalte Nahwärmenetze (KNW-Plus)

Die Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung stellt unter anderem die Wärmeversorgung für Wohngebäude in Deutschland in den Fokus für Untersuchungen zur zukünftigen regenerativen und energieeffizienten Gestaltung. In privaten Haushalten lag der Anteil von Wärme am Endenergieverbrauch 2017 bei 90 %. Daraus ergibt sich einerseits die Notwendigkeit der Reduzierung des (Raum-)Wärmebedarfs und andererseits eine große Hebelwirkung für CO2-Einsparung bei der Transformation des Wärmesektors hin zu erneuerbaren Energien. Hier können elektrische Systeme eine entscheidende Rolle spielen. Diese verdrängen bereits zunehmend Gasheizungen. Der Anteil von Luft-Wasser-Wärmepumpen an der Gesamtzahl aller Heizungs-Wärmepumpen betrug dabei 2020 rund 80 %. Aufgrund der in kalten Wetterlagen erheblich niedrigeren Effizienz von Luft-Wasser-Wärmepumpen gegenüber Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen werden sich jedoch punktuell immer höhere Spitzenlasten im Stromnetz ergeben. Demgegenüber stehen bei erdgebundenen Wärmepumpen die grundstücks-individuellen Aufwendungen für die Erschließung der Wärmequelle (Platzbedarf, Mehrkosten).

Die quartiersweise gemeinsame Nutzung einer regenerativ gespeisten Wärmequelle von mehreren effizient arbeitenden dezentralen Sole-Wasser-Wärmepumpen, die in einem hydraulischen Netz miteinander verbunden sind, macht das Konzept der Kalten Nahwärme (KNW) aus dieser Perspektive attraktiv. Die wenigen bisher ausgeführten Referenzvorhaben in Deutschland haben jedoch nicht dazu geführt, dass eine standardisierte Auslegungsweise entwickelt wurde oder systematische Untersuchungen von Verbesserungsmöglichkeiten und Effizienzsteigerungen rund um die KNW stattgefunden haben.