Wie funktioniert Fernwärme?
Das gesamte Fernwärmenetz der N‑ERGIE hat eine Anschlussleistung von über 900 Megawatt und rund 350 Kilometer Leitungen. Zusätzlich zur Erzeugung am Kraftwerksstandort Sandreuth werden die restlichen zehn Prozent der Nürnberger Fernwärme in den Heizkraftwerken Klingenhof und Langwasser sowie in den Erzeugungsanlagen Muggenhof und Maxfeld produziert. Die dezentralen Anlagen unterstützen das Hauptnetz bei sehr kalter Witterung und zur Absicherung des Hauptnetzes.
Schritt 1: Die N‑ERGIE gewinnt die Nürnberger Fernwärme zu etwa 90 Prozent in ihrem Heizkraftwerk in Sandreuth. Die Fernwärme entsteht überwiegend in hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die gleichzeitig Strom und Wärme produzieren. Mit dem Wärmespeicher kann die Fernwärme außerdem noch flexibler eingesetzt werden.
Schritt 2: Die dabei entstehende Abhitze geht nicht verloren, sondern wird genutzt und über ein kilometerlanges Leitungssystem mit Hilfe eines Trägermediums (Heißwasser oder Wasserdampf) zu unserer Kundschaft transportiert.
Schritt 3: Die Wärme kommt über die Hausübergabestation in das Innere des Gebäudes. Wärmetauscher in kleinen, platzsparenden Kompaktstationen geben die Wärme an das Heizungssystem im Haus ab.
Schritt 4: Das ausgekühlte Wasser gelangt dann über parallel verlaufende Rohre aus dem jeweiligen Gebäude wieder ins Fernwärmenetz zurück.
Erzeugung Fernwärme
Seit 1937 gibt es Fernwärme in Nürnberg. Die Fernwärme in Nürnberg entsteht heute größtenteils aus hocheffizienter Kraft-Wärme-Kopplung. Sie kommt aus verschiedenen Heizkraft-/Heizwerken im Stadtgebiet, vor allem – nämlich zu 90 Prozent – aus dem Heizkraftwerk Sandreuth. Dabei werden ca. 30 Prozent aus der Verbrennung von nichtfossilen Quellen wie Hausmüll und Biomasse und der Rest überwiegend aus Erdgas und zu geringen Mengen aus leichtem Heizöl erzeugt. Zukünftig soll der Anteil erneuerbarer Energieträger schrittweise gesteigert werden.
Nürnberg-Sandreuth
Das Gas- und Dampfkraftwerk (GuD) in Nürnberg-Sandreuth ersetzte die alten Kohleanlagen und sorgt seit 2005 für eine nachhaltige Energieversorgung. Das war der erste Schritt zu einer umweltschonenden Strom- und Wärmeerzeugung.
2022 wurden die beiden bestehenden Gasturbinen durch zwei neue Gasturbinen (2 x 56 MW) ersetzt, die bereit für den Energieträger Wasserstoff sind (H2-ready).
So funktioniert’s:
Die GuD-Anlage funktioniert nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Zunächst wird Erdgas in einer Gasturbine verbrannt, die einen Generator antreibt und damit Strom für Nürnberg und die Region erzeugt. Mit der Abhitze aus der Gasturbine wird in einem nachgeschalteten Kessel Wasser verdampft. Dieser heiße Wasserdampf mit einer Temperatur von über 500 Grad und einem Druck von 110 bar strömt anschließend über eine Dampfturbine und treibt dabei einen weiteren Generator zur Stromerzeugung an. Dem noch energiehaltigen Dampf wird abschließend in einem Heizkondensator die Wärme entzogen und er wird wieder in Wasser umgewandelt. Die dabei gewonnene Heizwärme gelangt über das Fernwärmenetz direkt zu den Kunden.
Das Biomasse-Heizkraftwerk ging 2012 in Betrieb und sorgt dafür, dass rund sieben Prozent der Fernwärme in Nürnberg aus erneuerbaren Energien stammen.
In der Anlage werden pro Jahr rund 55.000 Tonnen naturbelassene Hackschnitzel aus der Landschaftspflege verfeuert. Im hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozess erzeugt das Biomasse-Heizkraftwerk gleichzeitig Strom und Fernwärme mit einem Brennstoff-Nutzungsgrad von über 85 Prozent.
So funktioniert’s:
Nach der Anlieferung werden die Holzhackschnitzel geprüft, in Boxen zwischengelagert und zum Biomassekessel transportiert. Durch die Verbrennungswärme des Holzes verdampft das im Kessel zirkulierende Wasser. Der Dampf treibt eine Heizturbine an, die über einen Generator elektrische Energie erzeugt. Der Ökostrom wird in das Netz der N‑ERGIE eingespeist. Da die Anlage nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung arbeitet, geht die Abwärme aus der Stromerzeugung nicht verloren, sondern wird als Fernwärme genutzt.
Der Wärmespeicher ist seit Ende 2014 im Einsatz und zählt zu den höchsten und modernsten in Europa. Damit leistet die N‑ERGIE einen weiteren wegweisenden Beitrag zur Energiewende. Der Wärmespeicher ist rund 70 Meter hoch, hat einen Durchmesser von etwa 26 Metern und fasst rund 33.000 Kubikmeter Wasser.
So funktioniert’s:
Das Heizkraftwerk arbeitet nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Daher war die Stromerzeugung bislang immer von der Wärmeerzeugung abhängig. Der Wärmespeicher hat die Funktion eines Heißwassertanks zur Zwischenspeicherung von Wärme und ist mit dem Nürnberger Fernwärmenetz verbunden. Durch den Speicher kann die Strom- von der Wärmeerzeugung zeitlich entkoppelt werden. Das macht den Einsatz des Heizkraftwerks noch flexibler und erhöht die Einspeisemöglichkeiten für erneuerbare Energien.
Besteht erhöhter Strombedarf, zum Beispiel an trüben und windarmen Tagen, wird die bei der Stromerzeugung nicht genutzte Wärme in den Speicher geladen. Wird dagegen viel Ökostrom ins Stromnetz eingespeist, wird die Leistung des Kraftwerks gedrosselt und die benötigte Fernwärmeversorgung erfolgt aus dem Wärmespeicher.
Einmal Kraftwerker, immer Kraftwerker
Wer die Energiewende verstehen will, ist im Heizkraftwerk der N-ERGIE in Nürnberg-Sandreuth richtig. Hier werden gleichzeitig Wärme und Strom erzeugt – und das mit immer weniger Emissionen. Kraftwerksmeister David Otzelberger erklärt, warum es wichtig ist, gelassen zu bleiben, und wie das Wetter zunehmend kurzfristige Entscheidungen beeinflusst.
