Wärmepumpen beschleunigen die Dekarbonisierung der Fernwärmeversorgung

Gibt es eine bessere Lösung?

KH: Ja, die gibt es: die Wärmepumpentechnologie. Mit einer Wärmepumpe können wir die Temperatur der Luft, die von außen nach innen geleitet wird, erhöhen, um Wohnräume sehr angenehm zu temperieren – ganz ohne Gas.

Die IEA bestätigt, dass ein Wandel stattfindet, aber die Dinge entwickeln sich viel zu langsam.

KH: Das ist richtig. Effiziente, kohlenstoffarme Heiztechnologien sind auf dem Vormarsch. Aber obwohl Wärmepumpen und andere saubere Heizoptionen leicht verfügbar sind und sich als wirksam erwiesen haben, sind deutlich schnellere Einsatzraten erforderlich, um das Szenario der Netto-Null-Emissionen bis 2050 zu erreichen.* Laut IEA sind Fernwärmenetze ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einer CO₂-neutralen Wärme- und Kälteversorgung. In ihrer Roadmap für den globalen Energiesektor strebt die IEA bis 2030 weltweit 350 Millionen Anschlüsse in Städten an.

*Gemäß dem Pariser Abkommen

Bald ist es 2030. Würden Sie sagen, dass wir eher eine Revolution als eine Evolution benötigen, um die Wärmeversorgung in Städten und Gemeinden zu dekarbonisieren?

KH: Ja, und genau das können wir mit Fernwärme auf Basis von Wärmepumpentechnologie erreichen. Wenn man dieses Konzept auf eine Reihe von Häusern anwendet, ist das schon ein bedeutender Fortschritt. Wenn man es jedoch im industriellen Maßstab umsetzt – für ganze Stadtteile und Gemeinden –, dann haben wir den dringend benötigten Durchbruch erzielt.

Funktionsweise

KH: Ein modernes, effizientes Fernwärmesystem nutzt Wärmepumpen auf Ammoniakbasis. Mit einem geringen Einsatz von idealerweise erneuerbarer Elektrizität kann diese Lösung Wärme aus verschiedenen Quellen erzeugen, beispielsweise aus industrieller Abwärme (wie Rechenzentren), Abwasser, Erdwärme, U-Bahn-Netzen oder Luft. Die Temperatur kann dann auf bis zu 95 °C hochgefahren werden, um die Umgebung direkt mit Wärme oder Warmwasser oder beidem zu versorgen.

Kann es überall angewendet werden?

KH: Das System funktioniert am besten in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte. Es ist wirtschaftlich am sinnvollsten, es bei der Erschließung eines Gebiets oder im Rahmen großer Infrastrukturprojekte zu installieren, dies ist jedoch keine Voraussetzung. Im Hafengebiet der südschwedischen Stadt Malmö wurden beispielsweise vier GEA Wärmepumpen mit einer Heizleistung von je 10 MW (34,121 MBH) neben einer Kläranlage und Müllverbrennungsanlage installiert. Sie liefern nun 8 % der Gesamtenergie für etwa 100.000 Haushalte und sparen so rund 50.000 Tonnen CO2 pro Jahr ein. Und in Tallinn in Estland nutzen vier Wärmepumpen von GEA – darunter drei GEA Grasso LT-Schraubenverdichter (Modell XB) und der innovative 70-bar-Schraubenverdichter GEA Grasso L XHP (der erste, der in Betrieb genommen wurde) – effizient die Abwärme aus Biomasse-KWK-Anlagen. Sie reduzieren den Bedarf an fossilen Brennstoffen in Spitzenlastzeiten, senken die CO2-Emissionen und versorgen rund 8.000 Haushalte und Unternehmen mit stabiler, kostengünstiger Wärme. Dies sind nur einige Beispiele für die unermüdliche Arbeit, die die Ingenieure von GEA jeden Tag auf der ganzen Welt leisten, um die Vorteile der GEA Ammoniak-Wärmepumpen für Fernwärmesysteme zu nutzen.

Wärmepumpen benötigen Strom. Wird dies zu einem erheblichen Anstieg des Strombedarfs führen?

KH: Absolut nicht. Wärmepumpen erzeugen bis zu fünfmal mehr Wärmeenergie pro kWh Primärenergieverbrauch (Strom) als Gas- oder Direkt-Elektroboiler. Auf diese Weise kann der Gesamtstromverbrauch in einem akzeptablen Rahmen gehalten werden. Und Strom wird zunehmend aus erneuerbaren Quellen erzeugt. Daher verbessert sich auch die Klimabilanz einer neu eingebauten Wärmepumpe von Jahr zu Jahr. Bis der Strom schließlich sogar zu 100 % aus erneuerbaren Quellen stammt. Durch die Kombination von Energieeffizienz und geringerem Gasverbrauch rückt die Dekarbonisierung der Gesellschaft in greifbare Nähe.

Wie steht es um die Emissionen?

KH: Heizung macht mehr als die Hälfte des weltweiten Energieverbrauchs aus und spielt daher zweifellos eine große Rolle bei den CO2-Emissionen. Wir können die Bedeutung eines systemorientierten Ansatzes zur drastischen Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien und zur Nutzung von Wärme, die sonst verloren gehen würde, gar nicht hoch genug einschätzen. Ebenso wichtig ist es, Kohle und andere fossile Brennstoffe schrittweise abzuschaffen und gleichzeitig Innovationen für die Zukunft zu entwickeln. Der Einsatz von Wärmepumpen in Fernwärmesystemen hilft nicht nur der globalen Umwelt, sondern hat auch lokale Auswirkungen. Im Gegensatz zu Gasboilern stoßen Wärmepumpen keine Stickoxide (NOx) aus. Sie sorgen daher für sauberere Luft in Städten und anderen städtischen Gebieten – und bieten zudem finanzielle Vorteile. Darüber hinaus ist die Verwendung von Ammoniak ein wichtiger Fortschritt in der Entwicklung der Fernwärmetechnologie. Viele ältere Systeme nutzen zur Kühlung nach wie vor fluorierte Gase, auch kurz als F-Gase bezeichnet, die in ganz Europa schrittweise beschränkt werden. Im Gegensatz zu F-Gasen ist Ammoniak klimafreundlich, leicht verfügbar, kostengünstig und trägt nicht zur globalen Erwärmung bei.

Welche Rolle spielt GEA im Kampf gegen CO2-Emissionen?

KH: Ich glaube, dass wir eine wichtige Rolle spielen. In den letzten Jahren war GEA führend bei der Entwicklung dieser Technologie. Unsere Ingenieure widmeten sich zunächst der Erforschung und Perfektionierung der Methodik. Anschließend setzten sie die Technologie so ein, dass sie einen echten Unterschied in Bezug auf eine bessere Versorgung der lokalen Gemeinden und eine drastische Reduzierung der von Versorgungsunternehmen verursachten CO2-Emissionen bewirkt. GEA ist ständig auf der Suche nach Innovationen, um sein Portfolio an Wärmepumpen auszuweiten und seine Spitzenposition im Bereich der Fernwärmetechnik zu behaupten. Wärmepumpen sind zwar nichts Neues, aber mit dem rasanten Anstieg der Nutzung erneuerbarer Energien haben sie im Kampf gegen CO2-Emissionen an Bedeutung gewonnen. Wenn diese äußerst effiziente Methode zur Wärmeumwandlung nun mit Initiativen zur Entwicklung von Fernwärmesystemen für Wohn- und Kommunalgebäude verbunden wird, stehen wir vor einer Revolution. In Verbindung mit einer stärkeren Nutzung natürlicher Kühlmittel wie Ammoniak entsteht so eine Technologie, die eine wirklich „grüne“ Heizlösung auf kommunaler Ebene ermöglicht.