in der 69. Ausgabe unseres heatbeat Research Newsletters stellen wir Ihnen zwei aktuelle Open-Access-Artikel aus dem International Journal of Sustainable Energy Planning and Management (Vol. 49, 2026) vor, die eine strategische Frage aus zwei Blickwinkeln angehen: Wie lassen sich die lokalen Wärmequellen künftiger Fernwärmenetze systematisch identifizieren und quantifizieren? Der erste kartiert das saisonale Potenzial von Abwasser- und Flusswärme für das Bundesland Hessen; der zweite entwickelt eine stundenscharfe Kartierungsmethodik für industrielle und gewerbliche Abwärme, demonstriert am Beispiel Mailand. Zunächst starten wir aber mit einem kurzen Update.
Im Juni lag unser Schwerpunkt der Entwicklung für den heatbeat Digital Twin ganz stark auf weiteren Verbesserungen für eine noch effizientere Bedienbarkeit. Nachdem wir im Mai schon die Mehrfachauswahl und Direktbearbeitung von Rohrabschnitten eingeführt hatten, folgt nun die Mehrfachauswahl für Gebäude, Hausstationen und Einspeisungen. Gleichzeitig wurde die Direktbearbeitung sowohl für diese Objekte, als auch für die Rohrabschnitte, nochmal deutlich erweitert. Das hat zwei Vorteile: Zum einen sind die Abläufe damit so viel schneller, dass neue Wärmenetze und Erweiterungsgebiete in wenigen Minuten für die Dimensionierung und Simulation vorbereitet werden können. Und zum anderen können damit Bestandsdaten für alle Gebäude im Stadtgebiet noch effizienter und umfangreicher aktuell gehalten werden, so dass Daten ob nach der KWP oder im Alltag von Wärmenetzbetreibern noch einfacher mit Änderungen in der Realität mitleben können.
Und die neuen Funktionen zum Anpassen der Daten ermöglichen auch noch eine weitere Neuerung: Neben Daten wie Nennweite und Baujahr können jetzt für Rohrabschnitte auch noch weitere Daten hinterlegt werden, die für die Ermittlung der Tiefbaukosten maßgeblich sind. Dazu gehören die Lage der Rohre, die Oberflächenbeschaffenheit und die Verlegeart. Und auf dieser Basis kann direkt eine deutlich erweiterte Kostentabelle heruntergeladen werden, die es erlaubt, die Auswirkungen von Änderungen in diesen Projektdaten auf die Kosten des Wärmenetzes direkt auszuwerten.
Wärmepumpen erlauben es der Fernwärme, bislang ungenutzte Umweltwärmequellen zu erschließen; Abwasser und Flüsse sind dabei besonders vielversprechend: Gereinigtes Abwasser bleibt ganzjährig nahe 12 °C – deutlich über den winterlichen Flusstemperaturen –, während Flüsse in der Heizperiode die Umgebungsluft bei Temperatur und Wärmeübergang übertreffen. Sieglar et al. liefern, was großskaligen Studien fehlte: eine kombinierte, saisonal aufgelöste Bewertung beider Quellen für ein ganzes Bundesland, als Datengrundlage für die nun verpflichtende kommunale Wärmeplanung (Wärmeplanungsgesetz). Auf Basis standardisierter Tagesprofile für 443 der 475 hessischen Kläranlagen und Daten für 25 Flüsse (~1.470 km) sowie des kalten Jahres 2021 gleichen sie das Angebot tagesscharf mit dem prognostizierten Bedarf für 2045, innerhalb fernwärmegeeigneter Gebiete, abgegrenzt über einen Wärmedichte-Indikator, ab.
Oberhalb von 175 MWh/(ha·a) erreicht das nutzbare Potenzial 4,9 TWh/a aus Abwasser- und 4,5 TWh/a aus Fluss-Wärmepumpen; bei der strengeren Schwelle von 415 MWh/(ha·a) sinkt es auf 2,4 bzw. 1,3 TWh/a. Bei dem Schwellenwert von 175 MWh/(ha·a) decken beide Quellen 28 % des hessischen Bedarfs für Raumwärme und Trinkwarmwasser ab. Bei 415 MWh/(ha·a) sinkt die Abdeckung auf 11 % ab. Diese Werte sind wärmepumpengebunden: Bei einer Netzvorlauftemperatur von 70 °C (80 °C bei -10 °C Außentemperatur) treibt der Temperaturhub von rund 55–75 K einen erheblichen Strombedarf, der im Potenzial nicht herausgerechnet ist.
Ein neues 1D-Energiebilanzmodell erfasst die thermische Regeneration entlang des Gewässers. An der Nidda (fünf Entnahmestellen) betrug die maximale kumulative Abkühlung selbst bei voller Ausnutzung und Niedrigwasser (etwa mittlerer Niedrigwasserabfluss, MLQ) nur etwa -1,2 K – halb so viel wie eine einfache Summenbetrachtung erwarten ließe, da die Umgebung das Wasser wiedererwärmt. Fluss-Wärmepumpen unterlagen jedoch im Median an 80 Tagen Einschränkungen und an 21 Tagen vollständigen Unterbrechungen, und zwar in der kalten Bedarfsspitze – Flusswärme spart also über das Jahr Brennstoff und Strom, liefert aber keine gesicherte Leistung für die kalte Spitze und erfordert volle Backup-Kapazität. Deshalb priorisieren die Autoren das Abwasser. Die Diskrepanz zwischen dem theoretischen Entzugspotenzial der Flüsse (111 TWh/a, 90 % in Rhein und Main) und den nutzbaren 4,5 TWh/a unterstreicht die Kernbotschaft: Über den Wert entscheidet der Abgleich mit dem lokalen Bedarf, nicht die Rohgröße. Die Verfügbarkeit ist standortabhängig – rund drei Viertel der Kommunen haben eine geeignete Kläranlage, nur etwa ein Drittel einen geeigneten Fluss.
Während die erste Studie fragt, wo natürliche Quellen liegen, stellt die zweite dieselbe Frage für industrielle und gewerbliche Abwärme – und ergänzt die Zeitdimension. Abwärme ist in Städten reichlich vorhanden, aber schlecht kartiert, sodass vieles ungenutzt bleibt. Menapace et al. präsentieren einen reproduzierbaren GIS-Arbeitsablauf, der sowohl das jährliche Abwärmepotenzial auf verschiedenen Temperaturniveaus als auch dessen Stundenprofil über ein typisches Jahr schätzt. Industrielle Quellen stammen aus Unternehmensregistern (Branchencode, Beschäftigtenzahl) in Verbindung mit einer dänischen, prozessbasierten Datenbank und werden drei Klassen zugeordnet (>80 °C, 60–80 °C, <60 °C); gewerbliche Quellen – Supermärkte, Einkaufszentren, Krankenhäuser, Schwimmbäder und Eislaufbahnen, allesamt Niedertemperatur (~25 °C) – werden aus OpenStreetMap und Gebäudehöhendaten kartiert. Jahreswerte werden über dimensionslose Profile in Stundenzeitreihen überführt. Rechenzentren sind noch nicht enthalten.
Angewandt auf Mailand identifizierte der Arbeitsablauf 2.180 Quellen (1.538 industrielle, 642 gewerbliche), 74 % des Potenzials Niedertemperatur und je nur 13 % Mittel- und Hochtemperatur. Die Filterung auf Quellen innerhalb von 1 km zum bestehenden Netz der 3. Generation und oberhalb von 1 GWh/a ergab rund 100 GWh/a – über 97 % Niedertemperatur und damit auf erhebliche Aufwertung durch Wärmepumpen angewiesen (eine ~25 °C-Quelle auf ein Hochtemperaturnetz: großer Hub, mäßiger COP). Ernüchternd: Selbst ohne Nachfragewachstum ließen sich nur etwa 13 % dieses Potenzials (23,9 GWh) einspeisen, da die Müllverbrennungsanlage die sommerliche Grundlast bereits deckt – ein zeitliches Matching-Problem, das Wärmespeicher teilweise lösen könnten. Eine um 50 % erhöhte Nachfrage hob die Ausnutzung nur auf rund 40 % (Abwärme-Anteil von 5,4 % auf rund 11 %).
Die Lehre deckt sich mit unserer Arbeit: Technische Verfügbarkeit ist nicht gleich nutzbare Energie. Die niedrige Ausnutzung ist vom Mailänder Spezialfall geprägt – ein von Müllverbrennung dominiertes Netz der 3. Generation –, sodass für andere Betreiber primär der Workflow übertragbar ist, nicht der 13-%-Wert. Zudem zeigt die Studie, dass die Wahl des Referenzdatensatzes – dänisch (top-down) versus österreichisch MEMPHIS (bottom-up) – die Schätzung erheblich verändern kann. Eine solche Kartierung ist ein erstes Screening-Werkzeug: stark für die Priorisierung, aber kein Ersatz für standortspezifische Machbarkeitsstudien.
Wie immer empfehlen wir Ihnen, beide Artikel vollständig zu lesen – sie sind frei zugänglich. Gemeinsam bestätigen sie, was wir in der Praxis sehen: Der Wert einer Wärmequelle entscheidet sich nicht an ihrer theoretischen Größe, sondern daran, wie gut sie räumlich und zeitlich zum lokalen Bedarf passt – und am Temperaturniveau, das Wärmepumpen-Effizienz und Strombedarf bestimmt. In unserem heatbeat Digital Twin bilden wir Netze gemeinsam mit ihren Quellen, Lastprofilen und Betriebstemperaturen ab, sodass sich Potenziale wie Abwasser-, Fluss- und Abwärme realistisch bewerten und in tragfähige Konzepte integrieren lassen. Gemeinsam mit unserem Ingenieursteam unterstützen wir Sie dabei, Ihre Fernwärmenetze zu planen, zu simulieren und zu optimieren.
Und für den Juli haben wir noch zwei Veranstaltungshinweise für Sie: Zum einen laden wir Sie zu unserem nächsten Feature Update Live Webinar am 15.07.2026 ein. Die Anmeldung finden Sie wie immer unter https://heatbeat.de/feature-update . Hier zeigen wir Ihnen unter anderem die oben beschriebenen Weiterentwicklungen zur effizienten Bedienbarkeit des Digital Twins und der neuen Kostentabelle. Und am 27.07. lädt ENERPIPE zum Live-Seminar „Wämenetze wirtschaftliche ausbauen“ nach Hilpoltstein . Hier freuen wir uns, mit einem Beitrag zum Digital Twin dabei zu sein.
Die nächste Ausgabe unseres Newsletters erscheint am 5. August 2026.
