Großwärmepumpen: Grüne Wärme für ganze Wohnbezirke

Großwärmepumpen können große Wohngebäude, gewerblich genutzte Gebäude oder sogar ganze Wohnbezirke mit Wärme versorgen. Dazu nutzen sie dieselbe Technik wie haushaltsübliche Wärmepumpen. Diese verwenden natürliche Wärme aus der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich, um ein Kältemittel zum Verdampfen zu bringen. Dieser Dampf wird mithilfe eines Kompressors verdichtet und so auf eine höhere Temperatur gebracht – und dann in einen Heizkreislauf eingespeist, um Warmwasser und Heizungswasser zu erhitzen. Anders als die kleinen Einfamilienhausmodelle können Großwärmepumpen die Ausgangswärme auch aus Flüssen, Seen, Meeren oder der Abwärme von Industrieanlagen entnehmen.

In Skandinavien ist diese Technik schon fest etabliert. In Norwegen etwa produzieren Großwärmepumpen derzeit bereits zwölf Prozent der Fernwärme des Landes, in Schweden sind es acht Prozent. Und in der dänischen Stadt Esbjerg soll ab Herbst 2023 die bislang größte Meerwasser-Wärmepumpe der Welt den Betrieb aufnehmen. Mit einer Leistung von 70 Megawatt kann sie rund 100.000 Menschen mit Wärme versorgen. Diese Leistung reicht aus, um ein aktuell noch vorhandenes Kohlekraftwerk stillzulegen.

Auch in Deutschland sind Großwärmepumpen auf dem Vormarsch. In Mannheim soll beispielsweise ab 2023 eine Flusswärmepumpe rund 3500 Haushalte versorgen, eine 150-Megawatt-Anlage am Rhein ab 2027 sogar 30.000 Haushalte in der Kölner Innenstadt. Und ein Pilotprojekt in Herne will per Großwärmepumpe Industrieabwärme nutzen, um rund 1000 Wohnungen mit klimafreundlicher Wärme zu beliefern. Auch enercity setzt auf die Technik: Mehrere Großwärmepumpen kommen als Ersatz für Block 2 des Kohlekraftwerks Stöcken zum Einsatz, der nach Möglichkeit bis zum Jahresende 2026 abgeschaltet werden soll.

Mehr zum Kohleausstieg von enercity lesen Sie in unserem Artikel über die geplanten Kohlekraftwerk-Ersatzanlagen.

Bislang decken Großwärmepumpen in Deutschland mit derzeit rund 60 Megawatt installierter Leistung nur einen sehr kleinen Teil der Wärmeproduktion ab. Das Potenzial der Technik aber ist bedeutend größer. Großwärmepumpen könnten in Deutschland sogar mehr Wärme für Gebäude und industrielle Prozesse von bis zu 200 Grad erzeugen, als benötigt wird – zu diesem Ergebnis kommt die 2023 veröffentlichte Studie „Rollout von Großwärmepumpen in Deutschland: Strategien für den Markthochlauf in Wärmenetzen und Industrie“, die die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastruktur und Geothermie (IEG) im Auftrag der Denkfabrik Agora Energiewende erstellt hat.

Demnach reicht das vorhandene Potenzial an Umwelt- und Abwärme in Deutschland aus, um jährlich rund 1500 Terawattstunden an Wärme zu erzeugen – während der Bedarf lediglich bei 1000 Terawattstunden liegt. Auch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geht in einem langfristigen Szenario davon aus, dass Großwärmepumpen bis 2045 mehr als 70 Prozent der Fernwärme in Deutschland produzieren werden. Dafür müssten allerdings ab sofort jährlich Großwärmepumpen mit einer Gesamtleistung von vier Gigawatt neu installiert werden.

In Kombination mit Fernwärmenetzen könnten Großwärmepumpen auch hierzulande ihr volles Potenzial entfalten. Denn Fernwärmenetze transportieren Wärme, die an einem zentralen Ort erzeugt und eingespeist wird, durch Rohre über lange Distanzen, um sie anschließend über „Wärmeübergabestationen“ auf die individuellen Haushalte zu verteilen. So kann ein einzelner Wärmeerzeuger ganze Wohnblocks oder gar Stadtteile versorgen. Die Bundesregierung will darum den Bau von Fernwärmenetzen massiv ausbauen.

Auch enercity setzt auf Fernwärme: Bundesweit beliefert das Unternehmen mit mehr als 1600 Anlagen Menschen in über 260 Kommunen mit Wärme. In Hannover versorgt enercity bereits ein Viertel der Haushalte mit Fernwärme, und dieser Anteil wird in den kommenden Jahren deutlich zunehmen: enercity hat sich dazu verpflichtet, das hannoversche Fernwärmenetz massiv auszubauen. Parallel hat die Stadt Hannover eine Fernwärmesatzung erlassen. Diese regelt, dass in bestimmten Stadtteilen diejenigen Einwohner:innen und Betriebe, die sich eine neue Heizungsanlage zulegen oder eine vorhandene erneuern, diese – sofern möglich – zwingend an das Fernwärmenetz anschließen. In den kommenden Jahren wird enercity rund eine Milliarde Euro in den Ausbau des Fernwärmenetzes in Hannover und die Umstellung auf klimafreundliche Fernwärme investieren.