Der Landkreis Ludwigsburg will den Ausbau von Flusswärmepumpen voranbringen und hat dafür bei der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) eine sogenannte Handreichung in Auftrag gegeben. Diese soll Kommunen, aber auch Energieversorgern und Unternehmen als Leitfaden dienen, Projekte rund um Flusswärme leichter planen und umsetzen zu können. Die Energieagentur Kreis Ludwigsburg (LEA) wiederum bringt als lokaler Ansprechpartner die Perspektive der Kommunen ins Projekt ein, sagt Raphael Gruseck. Er ist bei der LEA der Bereichsleiter des Themenkomplexes Wärmenetze und hat sich mit der BZ über das Projekt unterhalten, das im Februar angelaufen ist und bis November abgeschlossen sein soll.
Landkreis Ludwigsburg Neckar, Enz und Murr als Heizquellen
Der Kreis hat eine Orientierungshilfe zur Umsetzung von Flusswärmepumpen in Auftrag gegeben. Wie das den Kommunen bei der Wärmeplanung helfen kann.
Fokus auf kleineren Kommunen
„Flusswärmepumpen werden aktuell vor allem von großen Städten betrieben“, sagt Gruseck und zählt Mannheim (siehe Infobox), München, Stuttgart auf. Spannend am Projekt des Landkreises sei nun, dass der Fokus auf den kleineren Kommunen liege, findet der Wärmenetz-Experte. Der Knackpunkt: In großen Städten existieren bereits Wärmenetze, in kleinen nicht immer. „Neckar, Enz und Murr haben große Potenziale für den Betrieb von Flusswärmepumpen“, sagt er. Allerdings müsse für diese Art der Wärmegewinnung beides, Flusswärmepumpen und Wärmenetze, zeitgleich entstehen. Gruseck sieht die Handreichung des Kreises als „Türöffner“ für die Kommunen. Oft bestünden Bedenken, die durch die theoretische Orientierungshilfe ausgeräumt werden könnten.
„Die Wärmebereitstellung im Landkreis erfolgt momentan überwiegend mit Öl und Gas. Viele Kommunen, Unternehmen und Wärmeversorger stehen vor der Herausforderung, ihre Wärmeversorgung schrittweise zu dekarbonisieren“, sagt Marianne Harr, Sprecherin des Landratsamts Ludwigsburg, auf BZ-Anfrage. Dies sei angesichts des Klimawandels zwingend geboten. Zudem bestehe wegen des steigenden CO2 – Preises eine wirtschaftliche Notwendigkeit. Darin sieht Raphael Gruseck auch den Grund, dass die Flusswärmepumpe derzeit so in den Fokus gerückt ist. „Bevor Russland uns den Gashahn zugedreht hat, war Gas sehr günstig zu bekommen.“ Wärmenetze seien dort entstanden, wo Wärme anfiel. Emissionen konnten so auch aus der Innenstadt ferngehalten werden. „Bisher war Wärme viel zu billig, jetzt zahlen wir den realen Preis“, so Gruseck. Abwärme aus Kohlekraftwerken war umsonst, Flusswärme braucht Infrastruktur. Gruseck ist aber optimistisch: Mittlerweile sei die Stromerzeugung bundesweit zu 60 Prozent aus erneuerbaren Energien, 2030 werde der Wert bei 80 Prozent liegen, ist er überzeugt und weiter: „Strom wird nicht nur erneuerbarer, sondern auch günstiger.“
„Für die zukünftige Wärmeversorgung spielt die Nutzung von Umweltwärme mithilfe von Wärmepumpen eine wichtige Rolle. Umweltwärme kann aus der Luft, aus dem Wasser oder aus der Erde bezogen werden. Die verschiedenen Umweltwärmequellen bieten verschiedene Vor- und Nachteile“, so Marianne Harr vom Landratsamt. Dabei ist der Landkreis jedoch nicht für jedes Modell zur Gewinnung von Umweltwärme geeignet. Tiefengeothermie etwa, die in Karlsruhe oder Mannheim gut funktioniert, ist im Kreis undenkbar. Nicht nur, weil es hier im Erdreich viel kühler ist, sondern auch weil das Modell viel zu teuer ist, erklärt Gruseck. Auch Erdwärmesonden können im Kreis aufgrund seiner Geologie nicht umgesetzt werden. Agrothermie, bei der Kollektoren in Äcker eingepflügt werden, käme zwar in Frage, sei aber umständlich. Effektiv ist hier die Wärmegewinnung aus Luft, Fluss und Abwasser.
Stabile Temperaturen
„Flusswärmepumpen haben insbesondere den Vorteil, dass die Wassertemperaturen weniger schwanken und dadurch einen effizienteren Betrieb ermöglichen“, so Harr und weiter: „Dort wo Flüsse mit ausreichender Wasserführung verfügbar sind, sind Flusswärmepumpen daher als potenzielle erneuerbare Wärmequelle besonders attraktiv.“ Eine aktuelle Studie der TU Braunschweig zu Potenzialen von Fließgewässern zur Wärmegewinnung hat ergeben, berichtet Harr, dass diese Wärmequelle theoretisch bis zu 64 Prozent des Wärmebedarfs in Deutschland decken könnte. Auch in der kommunalen Wärmeplanung, die ein Großteil der Kreis-Kommunen bereits abgeschlossen hat, wird Flusswärme oftmals in Erwägung gezogen.
19 von 39 Kommunen am Fluss
Denn 19 der 39 Kommunen im Kreis liegen an einem Fluss. Für 19 Kommunen könnte Flusswärme also interessant sein. Die Handreichung beziehungsweise Untersuchung des Kreises kann erste Informationen bereitstellen. Die kommunale Wärmeplanung habe bereits eine gute Orientierung geboten, jedoch fehlten darin die Korrelationen zwischen den Kommunen, so Gruseck.
Was die Untersuchung noch bietet: Das Aufzeigen der Wechselwirkungen zwischen den Rahmenbedingungen Genehmigung, Technik und Wirtschaftlichkeit. Denn für den erfolgreichen Einsatz einer Flusswärmepumpe müssen verschiedene Faktoren zusammenkommen: Die Flusswärmepumpe muss am gewählten Standort rechtlich zulässig, technisch realisierbar und wirtschaftlich zu betreiben sein. Praxisnahe Hinweise sollen helfen, mögliche Hürden frühzeitig zu erkennen und Planungsprozesse zu beschleunigen, so das Landratsamt.
Die Finanzierung einer Flusswärmepumpe wird durch die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) unterstützt. So werden 40 Prozent der Investitions- und Betriebskosten gefördert. „Das ist eines der wenigen Förderprogramme, das parteiübergreifend große Zustimmung genießt“, so Gruseck. Während die Förderung aktuell als reine Richtlinie über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) läuft, soll die BEW mit dem geplanten Gebäudemodernisierungsgesetz (GMG) auf eine neue rechtliche Basis gestellt werden.
Wie viele Flusswärmepumpen im Kreis entstehen könnten, kann das Landratsamt noch nicht abschätzen. Der Fokus des Kreis-Projekts liege auf Großwärmepumpen, die ganze Gewerbegebiete oder Wohnquartiere mit Wärme versorgen können, sagt Harr.
Weitere Informationen zum Thema
Wie funktioniert eine Flusswärmepumpe?
Flusswärmepumpen entziehen Gewässern Wärmeenergie und machen diese für Gebäude und Wärmenetze nutzbar. Das Prinzip ähnelt klassischen Wärmepumpen für Wohngebäude – allerdings dient nicht die Außenluft, sondern Flusswasser als Wärmequelle. Die Technologie gilt als vielversprechender Baustein, um die Wärmeversorgung klimaneutral zu betreiben. Darüber hinaus stellt Flusswärme eine lokale Energiequelle dar und leistet so einen Beitrag zur regionalen Wärmewende, so das Landratsamt.
Zur Funktion der Wärmepumpenanlage: Flusswasser wird entnommen und gefiltert. Es fließt durch einen Wärmetauscher (Verdampfer) und gibt einen Teil seiner Wärme an ein Kältemittel ab. Das Wasser kühlt dabei um etwa zwei bis vier Grad ab und wird zurück in den Fluss geleitet. Das gasförmige Kältemittel wird komprimiert, durch den Druckanstieg erhöht sich die Temperatur. Das heiße Kältemittel gibt die Energie in einem Kondensator an das Heizwasser ab und wird wieder flüssig. Dann kann der Kreislauf von vorne beginnen.
Mannheim baut größte Flusswärmepumpe
Das Mannheimer Energieunternehmen MVV Energie AG (MVV) hat 2023 eine Flusswasserpumpe mit 20 Megawatt als Pilotprojekt in Betrieb genommen, die 3500 Haushalte mit Energie versorgt. Da die Pumpe, die mit dem Wasser des Rheins arbeitet, so erfolgreich ist, wird derzeit eine zweite Flusswasserpumpe erbaut, die größte weltweit. Sie soll zum Winter 2028 einsatzbereit sein und mit einer thermischen Leistung von bis zu 165 Megawatt rund 40.000 Haushalte mit klimafreundlicher Energie versorgen. Die Großwärmepumpe besteht aus zwei Einzelmodulen, die das Wasser des Rheins als Wärmequelle nutzen. Daraus erzeugen sie mithilfe des Kältemittels Isobutan Fernwärme mit Temperaturen von bis zu 130 Grad. Der Bund förderte das Projekt mit rund 21,3 Millionen Euro.
