Wärmepumpen funktionieren als Gebäudeheizungen oder in höheren Leistungs- und Temperaturklassen auch in Fernwärmenetzen und Industrieprozessen (Quelle: Frank Wiedemeier)
Im Forschungsprojekt „FernWP – Fern- und Prozesswärmeversorgung durch Wärmepumpen als Ersatz der Kohleverbrennung“ hat das Projektteam analysiert, ob sich bereits existierende Wärmequellen an acht exemplarischen Kraftwerksstandorten für Großwärmepumpen eignen und welchen Anteil der Wärmenachfrage sie decken können. Die Forschenden bewerteten diese Eignung aufgrund der zeitlichen bzw. räumlichen Verfügbarkeit von natürlichen Wärmequellen, der Temperaturniveaus sowie netzspezifischer Charakteristika.
Die Ergebnisse zeigen: Niedertemperatur-Wärmequellen haben ein hohes verfügbares Einsatzpotenzial und können den Fernwärmebedarf unter Bezug von Großwärmepumpentechnologie in Deutschland anteilig oder gänzlich decken. Das verfügbare Wärmeangebot aus natürlichen und anthropogenen Quellen hängt jedoch stark vom Standort ab, wobei die geografische Lage und die vorhandene Infrastruktur an Kraftwerksstandorten zur weiteren Nutzung eine wichtige Rolle spielen.
Großwärmepumpen als Baustein klimaneutraler Fernwärme
„Mit Großwärmepumpen lassen sich natürliche Wärmequellen effizient nutzen und die Wärmeerzeugung aus Kohle schrittweise ersetzen“, erklärt Anja Hanßke, Projektleiterin des Forschungsprojekts FernWP. „Das eröffnet neue Perspektiven für eine nachhaltige Fernwärmeversorgung.“
Das Projekt zeigt, dass Großwärmepumpen gegenüber konventionellen Technologien einen flexiblen Betrieb vorlegen können: Sie können unterschiedlich temperierte Wärmequellen effizient nutzen und je nach Anforderungen der Fernwärmenetze grüne Fernwärme anbieten. Zudem binden Großwärmepumpen erneuerbare Energiequellen effektiv ein. Jedoch müssen die spezifischen Bedingungen in den Einsatzregionen Deutschlands, wie die Bevölkerungsdichte und bereits vorhandene Infrastruktur, beim Einsatz von Großwärmepumpen berücksichtigt werden. Eine Reduktion von Netzvorlauftemperaturen, soweit möglich, kann die Gesamteffizienz beim Einsatz von Großwärmepumpen weiter erhöhen.
Transformation von Kraftwerksstandorten
Die Transformation von Standorten mit Kohlekraftwerken zur Betriebsstätte von Großwärmepumpen ist grundsätzlich möglich, erfordert jedoch Anpassungen und Investitionen. Die analysierten Kohlekraftwerksstandorte, an denen Wärmequellen wie Oberflächen- bzw. Fließgewässer, Geothermie und Solarthermie vorliegen, bieten aufgrund dieser Quellen ausreichend Potenziale, die für die Fernwärmeversorgung durch Großwärmepumpen erschlossen werden könnten.
Das BMWK fördert das Projekt „FernWP“ mit 4,4 Mio. €. Projektpartner sind Fraunhofer IEG (Koordination), Fraunhofer ISE, AGFW, Fraunhofer ISI, Gesmex Exchangers GmbH, Johnson Controls Systems & Service GmbH und die Stadtwerke Cottbus.