Am Erzeugungsstandort Köln-Niehl entsteht eine Flusswasserwärmepumpe mit 150 MW Gesamtleistung (Quelle: Rhein-Energie)
Auftraggeberin für das Vorhaben ist die Rhein-Energie. Generalunternehmer für die Wärmepumpenanlage ist Everllence SE. Die Unternehmen Strabag und Züblin erstellen weitere Baulose und Komponenten wie das Einlaufbauwerk für das Rheinwasser; und die Helaba (Landesbank Hessen-Thüringen) ist Partner der Rhein-Energie für die Finanzierung des Großprojekts.
„Unser Projekt an einem seit über 40 Jahren für Energieerzeugung und -verteilung genutzten Standort ist ein Paradebeispiel für eine Energie- und Wärmewende, die gleichzeitig die Ziele Versorgungssicherheit, Klimaschutz und Bezahlbarkeit verfolgt“, sagt Andreas Feicht, Vorstandsvorsitzender der Rhein-Energie. „Wir kombinieren verschiedene Erzeugungstechniken so, dass wir Kostenvorteile nutzen und die Fernwärmepreise langfristig stabilisieren können; durch die diversifizierte Technik gewinnen wir mehr Sicherheit in Produktion und Lieferung der Wärme; und durch den hohen Nutzungsgrad von Umweltwärme des Rheins in der Wärmepumpe erzielen wir beachtliche Klimaschutzeffekte gegenüber der fossilen Erzeugung, indem wir jährlich mindestens 100.000 t an Treibhausgas einsparen.“
„Der Bau dieser Anlagen ist für die Rhein-Energie die zweitgrößte Einzelinvestition ihrer Firmengeschichte“, sagt Birgit Lichtenstein, Vorstand Finanzen, Einkauf, IT und Zentrale Dienste. „Insofern stellt ein solches Projekt neben den technischen Besonderheiten auch in Bezug auf die Finanzierung eine Aufgabe abseits der Routine dar, und wir haben gemeinsam mit bewährten Partnern dafür im Finanzbereich ein Konzept entwickelt, das dem Strategieziel der wirtschaftlichen Resilienz der Rhein-Energie Rechnung trägt.“
Bauarbeiten gehen voran
Bereits seit mehreren Monaten sind auf dem Baugrundstück der Rhein-Energie am Rand des Niehler Hafens die Vorarbeiten im vollen Gange: Kampfmittelsondierungen, Gründungsarbeiten und weitere Vorbereitungen des Baufelds. Parallel baute Everllence erste wichtige Komponenten der Großwärmepumpe, die aus drei Modulen mit je 50 MW Leistung bestehen wird. Unter anderem wurden am Berliner Standort die ersten Integralgetriebe gefertigt. Derzeit werden in Oberhausen die Kompressoren fertiggestellt, die als Herzstück der Anlage im Wärmekreislauf für die notwendige Verdichtung des Kältemittels sorgen.
Jetzt beginnen die Errichtungsarbeiten mit der Erstellung der Gebäude sowie der Nebenanlagen für Strom und Fernwärme, für die eine Bauzeit von rund zwei Jahren vorgesehen ist. Der Betrieb wird im Jahr 2028 beginnen.
„Uns liegen die wichtigen Genehmigungen für die Entnahme des Rheinwassers und die Anlagengenehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz mittlerweile vor, und die dritte Genehmigung zur Wiedereinleitung des abgekühlten Rheinwassers aus der Anlage hat auch ihren finalen Stand erreicht; damit konnten wir starten“, sagt Feicht.
Flexible Erzeugung von Fernwärme
Die Großwärmepumpe wird im Regelbetrieb abwechselnd mit den bestehenden hocheffizienten Gas-und-Dampfturbinen-(GuD-)Anlagen am Standort Niehl arbeiten: In Zeiten hohen Stromangebots und entsprechend niedriger Strompreise übernimmt die Wärmepumpe die Produktion. In Zeiten hoher Strompreise hingegen sichern die GuD-Anlagen die Versorgung Kölns mit Strom und Wärme. Das hat eine dämpfende Wirkung auf die Erzeugungskosten und somit auch auf die Fernwärmepreise. Und es stärkt die Versorgungssicherheit.
Der Rhein-Energie-Standort Niehl ist ideal für die Großwärmepumpe geeignet, da er zum einem eine Netzanbindung bis hin zur Ebene 380.000 V mit Anschluss an das vorgelagerte Netz der Amprion hat und so ausreichend Leistung bereitstellen kann. Zum anderen sind am Standort alle notwendigen Anbindungen an das größte Fernwärmeteilnetz der Rhein-Energie in der Kölner Innenstadt vorhanden.
Mit Strom kommt der Wärmepumpenprozess in Gang, bei dem Wärmeenergie des Rheinwassers auf ein Kältemittel übertragen wird, das dabei verdampft. Im geschlossenen Kreislauf sorgen Verdichter für eine deutliche Erhöhung des Drucks, dadurch steigt die Temperatur des Kältemittels auf einen Wert von über 100 °C – heiß genug, um das Fernwärmewasser auf das nötige Temperaturniveau zu bringen. Nach dem Prozess kühlt sich das Kältemittel wieder ab, baut seinen Druck ab, und der Kreislauf beginnt von Neuem. Auf diese Weise gewinnt die Anlage pro eingesetzter Einheit Strom zwischen zwei und drei Einheiten Umweltenergie. Das Rheinwasser durchläuft die Anlage und den Prozess völlig unverändert; es kühlt lediglich um wenige Grad Celsius ab.