Die Dekarbonisierung der Fernwärmenetze ist aufgrund der hohen Vorlauftemperaturen schwierig. Eine Technologie, die das ermöglicht, sind Großwärmepumpen. In Hamburg sollen mehrere zum Einsatz kommen.
Hamburg Wasser will mit vier Großwärmepumpen jährlich voraussichtlich bis zu 66.000 Tonnen CO2 einsparen.
Hamburg Wasser
Großwärmepumpen konnten sich bislang hierzulande kaum durchsetzen. "In Deutschland ist der Einsatz elektrisch angetriebener Großwärmepumpen in der Industrie und im Gewerbe im Vergleich zu anderen Ländern (z. B. Großbritannien, USA, Spanien, Japan, China, Dänemark und Norwegen) bisher noch vergleichsweise gering. Ein wesentlicher Grund sind die vergleichsweise hohen Strompreise in Deutschland", benennt Springer-Vieweg-Autor Martin Dehli in seinem Buchkapitel Energieeffiziente Kältetechnik und Wärmepumpen in Industrie und Gewerbe auf Seite 564 den wesentlichen Grund.
Derzeit jedoch kommen auch aufgrund besserer politischer Rahmenbedingungen mehrere Projekte in Fahrt, so in Mannheim und Köln, wo das Rheinwasser genutzt wird.
Planung muss vereinfacht werden
Auf den Berliner Energietagen wurde eine von Agora Energiewende beauftragte Studie des Fraunhofer IEG vorgestellt, die Entwicklungsperspektiven und Handlungsfelder für den Roll-Out von Großwärmepumpen untersucht. Deutschland stehe demnach bei der Transformation der Wärmenetze noch am Anfang. Schlüssel zum Erfolg seien Planungssicherheit für Investitionen, ein wirtschaftlicher Betrieb und eine Vereinfachung von Planungsprozessen. Nötig wäre demnach ein Zubau von 4 GW thermisch jährlich an Großwärmepumpen, um auf diesen Weg ein Teil der Klimaziele zu erreichen.
Ungeachtet der Probleme wird das bisher größte Projekt derzeit in Hamburg realisiert. Hier will der örtliche Versorger Hamburg Wasser gleich vier Großwärmepumpen einsetzen, die eine Leistung von je 15 Megawatt haben, jährlich etwa 66.000 Tonnen CO2 einsparen und vom Spezialhersteller Johnson Controls geliefert werden.
Gebaut werden sie am Standort Dradenau des zentralen Hamburger Klärwerks. Ab 2025 soll dann von dort der Hansestadt fossilfreie Wärme für etwa 39.000 Wohnungen geliefert werden.
Abwärme aus gereinigtem Abwasser
Die Großwärmepumpen nutzen das hohe Temperaturniveau des Abwassers. Das wird gereinigt zu den Wärmepumpen geleitet, die ihm dann die Restwärme entziehen, sie auf ein nötiges höheres Temperaturniveau bringen und direkt ins Fernwärmenetz einspeisen.
Neben diesem Projekt setzt Hamburg schon seit einiger Zeit auch auf andere Lösungen zur Defossilisierung der Fernwärme. Im Hafen etwa wird Abwärme aus industriellen Prozessen, der Müllverbrennung und der Kläranlage genutzt.
Dabei sind Großwärmepumpen nicht nur eine Lösung für Fernwärmenetze, sondern auch für Nahwärmenetze, die mit niedrigeren Drücken und Temperaturen betrieben werden können. "Weiterhin ist die zeitliche Koinzidenz von (Heiz-)Wärmebedarf und dem erhöhten Aufkommen an Windenergie im Winterhalbjahr relevant. Sie erlaubt einen Betrieb von Großwärmepumpen an Nahwärmenetzen – wie es bereits seit vielen Jahren in Dänemark praktiziert wird. Über angeschlossene Wärmespeicher kann das Windaufkommen flexibel genutzt werden", benennt Springer-Vieweg-Autor Christian Synwoldt in seinem Buchkapitel Aspekte der Dezentralität auf Seite 349 einen wesentlichen Vorteil.