Die Reduzierung von Treibhausgasemissionen aus der Wärmeversorgung für die schwedische Stadt Malmö erforderte ein Umdenken bei einem großen Energieversorgungsunternehmen, das energieeffiziente Wärmepumpen von GEA einsetzt. Nach entsprechender Prüfung wurde eine Kläranlage als beste Quelle für die Beheizung von Häusern und Wohnungen angesehen – ein innovativer Ansatz, bei dem Abfall in nutzbare Energie verwandelt wird.

Ziel der CO2-Bilanz

Unter dem Motto „Clean 2025“ verfolgt der Energiekonzern E.ON Sweden ehrgeizige Klimaschutzziele, die erstmals 2017 festgelegt wurden. Er will seinen Kunden bis 2025 zu 100 % recycelte oder erneuerbare Energie zur Verfügung stellen und hat entsprechende Maßnahmen für dieses Ziel entwickelt.

Das Unternehmen erkannte in den Ammoniak-Wärmepumpen von GEA eine ideale Möglichkeit für die Fernwärmeversorgung in Südschweden, um zusammen mit Biomasse und anderen erneuerbaren Technologien die Treibhausgasemissionen beim Heizen zu verringern. Mit einer Heizleistung von je 10 MW wurden vier GEA Wärmepumpen neben einer Kläranlage und Müllverbrennungsanlage im Hafengebiet der Stadt Malmö installiert, die nun 8 % der Gesamtenergie für etwa 100.000 Haushalte liefern. Dies entspricht dem Jahresverbrauch von 10.000 Haushalten und trägt zu einer Einsparung von etwa 50.000 Tonnen CO2 pro Jahr bei.

Strom aus Abfall

GEA Ammoniak-Wärmepumpenanlage bei E.ON, Malmö
GEA Ammoniak-Wärmepumpenanlage bei E.ON, Malmö

Ob sie nun Energie aus dem Abwasser oder aus einer Müllverbrennungsanlage beziehen, Wärmepumpen werden zunehmend zur Technologie der Wahl für erneuerbare Fern- und Wohnwärme, um die immer strengeren Umweltvorschriften zu erfüllen und CO2-Emissionen sowie Betriebskosten zu senken.

Die in Malmö betriebenen Wärmepumpen nutzen die Abwärme der Klär- und Müllverbrennungsanlagen. E.ON entschied sich dafür, recyceltes Abwasser für das System zu verwenden, und zwar aufgrund der höheren Temperaturen, die von der Kläranlage abgegeben werden (14 °C). Damit ist das Wasser wärmer als das Meerwasser in der Nähe der Stadt, das für eine effiziente Nutzung zu kalt war.

Dem Abwasser werden 30 MW Wärme entzogen, die gewonnene Energie wird zu Nutzwärme für das Fernwärmenetz aufbereitet, wobei die integrierten Wärmepumpen mit der nahe gelegenen Müllverbrennungsanlage zusammenarbeiten. Die Wärmepumpe ist für eine Temperatur von bis zu 80  °C ausgelegt, wird aber selten Temperaturen von mehr als 71  °C liefern müssen.

Ammoniak als Schlüssel für eine nachhaltige Zukunft

Da fluorierte Gase schrittweise beschränkt werden, um die europäische F-Gas-Verordnung zu erfüllen, die ebenfalls eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen vorsieht, werden natürliche Kältemittel immer beliebter . Das gilt besonders für das umweltfreundliche, leicht verfügbare und kostengünstige Ammoniak, das sich nicht auf die globale Erwärmung auswirkt oder zum Ozonabbau beiträgt.

Es ist zwar nicht das erste Mal, dass in Schweden Wärmepumpen eingesetzt werden, aber das Projekt in Malm ö ist das landesweit erste, bei dem Ammoniak eingesetzt wird. E.ON setzte auf Ammoniak anstelle von Kältemitteln auf chemischer Basis. Grund dafür ist zum einen die F-Gas-Verordnung der EU, die einen schrittweisen FKW-Abbau um 79 % bis 2030 vorsieht, und zum anderen: Das Unternehmen versteht die Erwartungen seiner umweltbewussten Kunden und sieht sich diesen gegenüber in der Pflicht.

3D-Modell der GEA Ammoniak-Wärmepumpe für dieses Projekt in Malmö
3D-Modell der GEA Ammoniak-Wärmepumpe für dieses Projekt in Malmö

Mats Egard, Projektmanager bei E.ON Värme Sverige AB, sagt: „Es wäre billiger gewesen, eine R134a-Wärmepumpe zu installieren, aber wir haben dieses Kältemittel nicht als zukunftstauglich eingestuft, weil wir zu 100 % auf erneuerbare Energien umsteigen werden. Bis 2025 werden wir Fernwärmeenergie bereitstellen, die entweder aus recycelten oder erneuerbaren Quellen stammt.“

Kenneth Hoffman, Product Manager Heat Pumps bei GEA, fügt hinzu: „Während ältere Systeme mit F-Gas-Kältemitteln betrieben wurden, hat die F-Gas-Verordnung dazu geführt, dass diese Systeme mit großen Kältemittel-Füllmengen nicht nachhaltig sind. Ammoniak ist der Weg in die Zukunft.“ 

Sich für die Aufgabe erwärmen

GEA Ammoniak-Wärmepumpe bei E.ON, Malmö
GEA Ammoniak-Wärmepumpe bei E.ON, Malmö

Laut Kenneth lässt sich die Wissenschaft hinter der kosteneffizienten Wärmepumpentechnologie, die die Fernwärme und Wohnraumbeheizung verwandelt und recycelte Energie liefert, die die Wärmeversorgung der Bürger Mal mös bis weit in die Zukunft sichern wird , in wenigen Sätzen zusammenfassen.

Er sagt: „Die vier Wärmepumpen arbeiten parallel, um die versprochenen Temperaturen zu liefern. Jede hat eine Leistungszahl (COP) von über 3,5, sodass pro kWh Strom, die die Wärmepumpe verbraucht, 3,5 kWh Wärme für die Stadt erzeugt werden.“

Ein Wärmepumpensystem erfordert eine umfassende Analyse der gewünschten Temperaturen und die Ermittlung der richtigen Prozessparameter. Bei einer Wärmepumpe zählt jedes Grad. Je genauer das anfängliche Design, desto mehr Energie kann eingespart werden. Andere Konzepte setzen auf kleine Rohre mit großen Temperaturunterschieden, um die Anfangskosten niedrig zu halten. Die Investition in eine Wärmepumpe sichert jedoch kontinuierliche Einsparungen, Tag für Tag. 

Mehr Nachhaltigkeit

Die Wärmepumpentechnologie bietet energetische Vorteile – unabhängig von der Branche oder ihrem Nutzungsumfang. Dabei erfüllen Wärmepumpen einfache Aufgaben, z. B. das Heizen und Kühlen einer kleinen Vorstadtwohnung, ebenso zuverlässig wie komplexe Anforderungen: etwa als zentrales Element einer hochintelligenten Null-Emissions-Strategie zur Lieferung von Fernwärme.

In Ländern, in denen die Emissionsanforderungen weniger streng sind oder in denen eine Cap-and-Trade-Politik möglich ist, entscheiden sich einige Hersteller dafür, den Status quo beizubehalten, da fossile Brennstoffe immer noch tendenziell billiger sind als saubere Energielösungen. Um jedoch die Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, muss sich der Anteil sauberer Energietechnologien wie Wärmepumpen und Solarthermie laut IEA bis 2030 auf mehr als ein Viertel des Verkaufs neuer Heizungsanlagen verdreifachen. Lassen Sie uns also jetzt aktiv werden und uns gemeinsam für eine bessere Welt engagieren!

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