August M
In ganz Europa beschleunigen Städte ihre Bemühungen, die Wärmeversorgung zu reinigen – einen der am schwersten zu dekarbonisierenden Sektoren. Große elektrische Wärmepumpen, die an Fernwärmenetze angeschlossen sind, entwickeln sich dabei zu einem zentralen Instrument dieses Wandels.
Die Technologie ist teuer und komplex, doch Befürworter sagen, sie ermögliche es Städten, fossile Brennstoffe zu ersetzen und zugleich zuverlässig Wärme in großem Maßstab bereitzustellen.
Kosten und Ambitionen
Nach Angaben der BBC erfordern industrielle Wärmepumpen hohe Anfangsinvestitionen. Alexandre de Rougemont vom deutschen Hersteller Everllence sagt, dass Wärmepumpenanlagen vor Berücksichtigung von Gebäuden und anderer Infrastruktur typischerweise rund 500.000 Euro pro Megawatt installierter Leistung kosten.
Trotz dieser Kosten werden die Projekte größer. Everllence arbeitet an einem 176-MW-System im dänischen Aalborg, das 2027 den Betrieb aufnehmen soll.
Die Anlage soll voraussichtlich nahezu ein Drittel des Wärmebedarfs der Stadt decken.
Um Schwankungen der Strompreise zu bewältigen, kombinieren Betreiber Wärmepumpen häufig mit großen Wärmespeichern. „Wenn der Strompreis hoch ist, schalten Sie Ihre Wärmepumpe ab und stellen Wärme nur aus dem Speicher bereit“, erklärt Herr de Rougemont.
Netze im Wandel
Wärmepumpen sind am effektivsten, wenn sie in Fernwärmenetze integriert sind, die heißes Wasser oder Dampf über ausgedehnte Rohrsysteme an mehrere Gebäude verteilen.
Veronika Wilk vom Austrian Institute of Technology sagt der BBC, dass der Betrieb mehrerer großer Wärmepumpen in einem einzigen Netz sowohl die Flexibilität als auch die Effizienz verbessert. Betreiber können die Leistung je nach saisonalem Bedarf anpassen, statt die Systeme das ganze Jahr über unter Volllast zu betreiben.
Helsinki zeigt, wie Städte verschiedene Technologien kombinieren. Timo Aaltonen vom Energieunternehmen Helen Oy sagt, die finnische Hauptstadt habe ihrem 1.400 Kilometer langen Netz, das fast 90 Prozent der Gebäude versorgt, Wärmepumpen, Biomassekessel und Elektrokessel hinzugefügt.
„Elektrokessel sind weniger effizient als Wärmepumpen, aber günstiger in der Installation“, sagt Herr Aaltonen. „Sie helfen außerdem, überschüssigen erneuerbaren Strom aufzunehmen und die Netzstabilität zu unterstützen“, merkt die BBC an.
Deutschlands Wandel
Deutschland gehört zu den Ländern, die die Kapazitäten großskaliger Wärmepumpen rasch ausbauen, während sie die kohlebefeuerte Wärmeerzeugung zurückfahren.
Energieunternehmen nutzen ehemalige Standorte fossiler Brennstoffe für die elektrische Wärmeerzeugung um und profitieren dabei von bestehenden Netzanschlüssen und Fernwärmeinfrastrukturen, berichtet die BBC.
Fortschritte in der Verdichtertechnologie, die ursprünglich für die Öl- und Gasindustrie entwickelt wurde, haben dazu beigetragen, diese großen Systeme wirtschaftlich zu machen.
Das Ergebnis ist eine neue Generation von Wärmepumpen, die darauf ausgelegt sind, ganze Stadtviertel statt einzelner Haushalte zu versorgen.
Potenzial im Vereinigten Königreich
Das Vereinigte Königreich hat bislang noch keine Wärmepumpen in der Größenordnung gebaut, wie sie in Dänemark oder Deutschland zu finden sind, doch kleinere Fernwärmeprojekte entstehen. Das Exeter Energy Network etwa plant eine Mindestkapazität von 12 MW.
Keith Baker von der Glasgow Caledonian University sagt, Großbritannien verfüge über ungenutzte Potenziale, insbesondere in postindustriellen Regionen.
Wasser in stillgelegten Bergwerken, das eine stabile Temperatur aufweist, wird bereits genutzt, um einige größere Wärmepumpen zu versorgen.
Solche Standorte seien, so Baker, „die idealen Ausgangspunkte“ für den Ausbau der Technologie.
Quellen: BBC