Nicht nur die Heizung im eigenen Keller, auch die Fernwärmenetze müssen schnell klimaschonender werden. Sogenannte Großwärmepumpen haben dabei großes Potenzial. In Deutschland kommen die Anlagen erst seit kurzer Zeit zum Einsatz – doch aktuell planen einige Orte riesige neue Wärmepumpen.
Das Prinzip der Wärmepumpe – aus Umweltwärme plus Strom wird Heizwärme – funktioniert bereits für Millionen deutscher Haushalte, die eine solche Heizung im Garten oder Keller stehen haben. Ebenfalls Millionen Haushalte beziehen heute schon Fernwärme, und es werden noch viele dazu kommen. Auch diese Wärme muss zukünftig aus erneuerbaren Energien kommen. Da liegt es nahe, sich auch hier die Effizienz von Wärmepumpen zunutze zu machen.
Großwärmepumpen können zehntausende Haushalte beheizen
Eine Studie des Thinktanks Agora Energiewende errechnete bereits 2023, dass bis 2045 Großwärmepumpen 70 Prozent der Fernwärmeversorgung sicherstellen und somit einen Großteil des Erdgases ersetzen könnten. Großwärmepumpen können ganze Fernwärmenetze – ebenso wie einzelne Gebäudeblöcke oder Industriebetriebe – mit erneuerbarer Wärme versorgen und damit auf einen Schlag hunderte, tausende oder gar zehntausende Haushalte klimaneutral beheizen.
Während die allermeisten heute gängigen Haushalts-Wärmepumpen die Umgebungsluft als Wärmequelle nutzen, ziehen Großwärmepumpen ihre Energie oft aus (Industrie-)Abwärme, Abwasser, Erdwärme, Flusswasser oder Meerwasser.
So ist in Mannheim etwa bereits seit 2023 eine riesige Flusswasser-Wärmepumpe in Betrieb, die mit 20 Megawatt Leistung rund 3.500 Haushalte mit Wärme versorgt. In Stuttgart erzeugt eine 24-Megawatt-Großwärmepumpe aus Abwärme rechnerisch klimaneutrale Fernwärme für rund 10.000 Haushalte. Auch in Rosenheim, Schwerin und Berlin speisen mehrere leistungsstarke Großwärmepumpen die Fernwärmenetze.
Das Gesetz zur kommunalen Wärmeplanung zwingt die nächsten Jahre alle deutschen Kommunen, sich mit ihrer zukünftigen, klimaschonenden Wärmeversorgung auseinanderzusetzen. Immer mehr Orte werden daher in Zukunft auch auf (Groß-)Wärmepumpen setzen. Hier eine Auswahl besonders imposanter Projekte, die derzeit im Entstehen sind.
Köln: Größte Flusswasser-Wärmepumpe Europas
Gleich 50.000 Haushalte soll diese Rekord-Wärmepumpe in Köln mit Fernwärme versorgen. Die neue 150-Megawatt-Anlage soll als Wärmequelle das Flusswasser des Rheins nutzen und wäre nach derzeitigem Stand die größte entsprechende Wärmepumpe Europas. Sie soll jährlich etwa 100.000 Tonnen CO2 einsparen.
Aus dem durchschnittlich etwa 10 Grad kalten Rheinwasser soll sie Nutztemperaturen von 110 Grad Celsius für das Fernwärmenetz erzeugen und dabei aus einer Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Heizwärme machen.
Aktuell befindet sich die Großwärmepumpe, die auf dem bestehenden Gelände des Versorgers RheinEnergie in Köln-Niehl stehen soll, noch im Genehmigungsprozess, gebaut werden soll ab 2026 und geheizt ab 2027.
Übrigens: Fachleute gehen davon aus, dass Flusswärmepumpen in der Klimakrise sogar einen Beitrag zu kühleren und damit gesünderen Flüssen leisten können, da das genutzte und wieder zurückgeleitete Wasser etwas kühler ist als das ursprünglich entnommene.
Hamburg: Heizen mit Abwasser
Hamburg plant derzeit eine Abwasser-Wärmepumpe mit 60 Megawatt Leistung. Sie soll dem im Klärwerk gereinigten Abwasser Wärme entziehen. Laut dem örtlichen Versorger Hamburg Wasser hat dieses Temperaturen zwischen etwa 12 und 22 Grad Celsius. Die entzogene Wärme wird die Wärmepumpe weiter erhitzen, um sie ins Fernwärmenetz einzuspeisen. Rechnerisch können so rund 39.000 Haushalte mit klimaneutraler Wärme versorgt werden.
Die Großwärmepumpe ist eine von mehreren Anlagen, welche das örtliche Kohlekraftwerk Wedel ersetzen sollen. Im Vergleich zu dessen Weiterbetrieb soll sie rund 66.000 Tonnen CO2-Emissionen im Jahr einsparen.
Ludwigshafen: Weltgrößte industrielle Wärmepumpe für BASF
Eine Rekord-Wärmepumpe entsteht derzeit auch in Ludwigshafen: Der Chemiekonzern BASF plant am dortigen Stammwerk die nach eigenen Angaben „leistungsfähigste industrielle Wärmepumpe weltweit“. Anders als die meisten Großwärmepumpen soll sie als erste Anlage ihrer Art aber nicht Heizwärme erzeugen, sondern Dampf – bis zu 500.000 Tonnen im Jahr. Dieser wird in der chemischen Industrie unter anderem zum Trocknen von Produkten, Aufheizen von Reaktoren und Destillieren genutzt.
Die Großwärmepumpe wird nach BASF-Angaben Abwärme aus einem „Steamcracker“ (einer Anlage zur Aufspaltung von Rohbenzin) sowie Strom aus erneuerbaren Energien nutzen. Insgesamt soll sie jährlich bis zu 100.000 Tonnen Treibhausgasemissionen vermeiden. Baubeginn soll laut BASF im ersten Quartal 2025 sein, in Betrieb gehen soll die Wärmepumpe im Jahr 2027.
Übrigens: Eine weitere Großwärmepumpe für Ludwigshafen, an der BASF ebenfalls beteiligt ist, wird derzeit geprüft. Sie könnte auf dem Gelände einer BASF-eigenen Kläranlage entstehen und Heizwärme in das Fernwärmenetz von Ludwigshafen und der Kleinstadt Frankenthal einspeisen.
Ein Blick ins europäische Ausland
Vor allem in den nordeuropäischen Ländern Schweden, Norwegen, Dänemark und Finnland sind Wärmepumpen bereits deutlich weiter verbreitet als bei uns. Auch Nachbarländer wie Frankreich, die Niederlande, Belgien und die Schweiz verbauen im Verhältnis zur Bevölkerungszahl mehr Wärmepumpen. Zugleich beheizen gerade einige nordische Länder viel mehr Haushalte mit Fernwärme als hierzulande. Einige besonders spektakuläre Großwärmepumpen stehen und entstehen daher gerade im Norden Europas. Zum Beispiel:
Die größte Meerwasser-Wärmepumpe der Welt steht in der dänischen Stadt Esbjerg. Hier ging Ende 2024 die erste von zwei Großwärmepumpen in Betrieb. Gemeinsam sollen die beiden Wärmepumpen eine Heizleistung von 70 Megawatt haben und via Fernwärmenetz den Wärmebedarf von rund 25.000 Haushalten in zwei Städten decken. Das soll rund 120.000 Tonnen CO2-Emissionen einsparen. Die Großwärmepumpen ersetzen gemeinsam mit anderen Technologien ein örtliches Kohlekraftwerk. Sie nutzen als Wärmequelle Meerwasser und beziehen Strom aus einem nahegelegenen Windpark.
Eine weitere gigantische Meerwasser-Wärmepumpe entsteht derzeit ebenfalls in Dänemark: In Aalborg soll 2027 eine Anlage aus insgesamt vier 44-Megawatt-Großwärmepumpen in Betrieb gehen. Mit einer Gesamtleistung von 177 Megawatt wird das weltweit die bis dato größte Wärmepumpenanlage in einem Fernheizwerk. Sie könnte rechnerisch ein Drittel der Wärmeproduktion der 120.000-Einwohner:innen-Stadt Aalborg abdecken. Sie soll die CO2-Emissionen im Vergleich zum örtlichen Kohlekraftwerk um jährlich 210.000 Tonnen reduzieren. Das Kohlekraftwerk wird 2028 stillgelegt. Die Wärmepumpe nutzt ebenfalls Meerwasser und Strom aus erneuerbaren Quellen.
Eine Rekord-Wärmepumpe versorgt künftig auch Teile der Stadt Helsinki in Finnland mit klimaneutraler Fernwärme. Nach Angaben des Herstellers MAN Energy Solutions handelt es sich um die weltweit größte Luft-Wasser-Wärmepumpe für die Fernwärmeversorgung. Ab 2026 soll sie mit einer Leistung von 20 bis 33 Megawatt Wärme für rund 30.000 Haushalte liefern. Das soll rund 26.000 Tonnen CO2 einsparen. Laut Hersteller kann die Großwärmepumpe die Umgebungsluft bei Temperaturen von bis zu minus 20 Grad Celsius als Energiequelle nutzen, um Wasser für das Fernwärmenetz aufzuheizen.
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