An der dänischen Nordseeküste steht die derzeit größte Meerwasserwärmepumpe der Welt. Durch meterdicke Rohre werden dort pro Sekunde 4000 Liter Meerwasser in einen schwarzen Kasten im Esbjerger Hafen gepumpt. Mit 60 bis 70 Megawatt (MW) Heizleistung versorgt die Pumpe 25 000 Haushalte über ein Fernwärmenetz mit 90 Grad Celsius heißem Wasser.
Das Arbeitsprinzip der von MAN Energy Solutions gebauten Anlage ist simpel, aber wirkungsvoll: Zunächst kühlt sie das eingepumpte Wasser um zwei bis drei Grad ab, bevor es wieder in die Nordsee zurückfließt. Die kleine Temperaturdifferenz genügt, um im Inneren der Anlage flüssiges Kohlendioxid verdampfen zu lassen. Wird das Gas daraufhin mit Kompressionspumpen verdichtet, heizt es sich stark auf. Die entstehende Wärme lässt sich über einen Wärmetauscher auf Wasser übertragen, das – 90 Grad warm – ins Wärmenetz eingespeist wird. Derweil gelangt das CO2, in einem Kondensator wieder verflüssigt, über ein Expansionsventil zurück zum Anfang des geschlossenen Kreislaufs. So lassen sich aus jeder Kilowattstunde Strom für den Betrieb der Wärmepumpe 2,8 Kilowattstunden Wärme gewinnen – also fast die dreifache Energiemenge.
Köln will mit Wasser aus dem Rhein heizen
So variantenreich die Technik der Großwärmepumpen, so vielfältig sind die Projekte. „Kommunen zeigen sich immer neugieriger und stoßen in ihrer Wärmeplanung auf das große Potenzial dieser Anlagen“, sagt Ahrendts. Wie beispielsweise Köln. Dort plant der Energieversorger Rhein Energie im Stadtteil Niehl eine Großwärmepumpe mit 150 MW Leistung – genug zum Heizen von 50 000 Haushalten. Als Wärmequelle dient das Wasser des Rheins, um ab Ende 2027 bis zu 110 Grad heißes Wasser ins Fernwärmenetz einzuspeisen.
Auch die Hamburger Energiewerke wollen in wenigen Jahren Flusswärme aus der Elbe für eine 200-MW-Wärmepumpe nutzen. Und in Mannheim liefert eine 20-MW-Pumpe bereits seit zwei Jahren genug Wärme für 3500 Haushalte. Dort soll die Wärme des Rheins ab Ende 2028 sogar mit einer zweiten, mit 150 MW deutlich größeren Wärmepumpe genutzt werden – der nach derzeitigem Stand größten Wärmepumpe der Welt.
Wärme aus Seen, Geothermie oder Abwasser
„Nicht nur Flüsse eignen sich als Wärmereservoir für Großwärmepumpen“, erläutert Ahrendts. In Cottbus soll das Wasser des Ostsees – ein gefluteter Braunkohletagebau – für den Betrieb einer 25-MW-Wärmepumpe dienen. In Schwerin beheizt eine Wärmepumpe bereits rund 1000 Haushalte. Zwar ist diese Anlage mit 7 MW Leistung relativ klein. Effizient ist sie dennoch, da sie auf 56 Grad Celsius vorgeheiztes Wasser aus einer 1340 Meter tiefen Geothermie-Bohrung nutzt. Abwasser aus Kläranlagen bietet eine weitere Quelle für Großwärmepumpen. In Hannover ist eine 30-MW-Anlage, in Hamburg eine doppelt so leistungsfähige Anlage in Bau; in Berlin-Spandau ist eine noch größere mit 75 MW Leistung geplant.
Schon heute laufen in Deutschland ein gutes Dutzend Großwärmepumpen mit mehr als 10 MW Leistung oder befinden sich in Bau. Experte Ahrendts sagt: „Das Potenzial ist längst nicht ausgeschöpft.“
Wer mehr zu dieser Technologie erfahren möchte oder eine passende Großwärmepumpe für sein Projekt sucht, findet Informationen und Herstellerdaten auf dem Portal für Großwärmepumpen der Landesenergieagentur Hessen.
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