Grüne Fernwärme mittels Flusswärmepumpe

Die Stadt Mannheim hat sich auf den Weg gemacht, ihre Fernwärmeversorgung zu dekarbonisieren und setzt dabei auf innovative Technologien wie Großwärmepumpen, die die Wärme aus Flüssen wie dem Rhein nutzen.

Eine neue Flusswärmepumpe in Mannheim nutzt seit Oktober 2023 das Flusswasser des Rheins als Wärmequelle, um Fernwärme für rund 3.500 Haushalte zu erzeugen. Dabei nutzt die Wärmepumpe 7 MW elektrischer Strom aus erneuerbaren Quellen, um 20 MW thermische Leistung zu erzeugen, die den Fernwärmerücklauf auf bis zu 99 °C erwärmt. Die jährliche CO₂-Reduktion beträgt ca. 10.000 Tonnen.

Funktionsweise: Das Flusswasser des Rheins in Mannheim wird im Sommer bis zu 25 °C warm, im Winter sind es nur etwa 5 °C. Diese Wärmeenergie reicht aus, um das Kältemittel in der Wärmepumpe zu verdampfen und dabei das entnommene Rheinwasser um ca. 2 bis 5 °C abzukühlen. Der Kältemitteldampf wird dann mithilfe eines strombetriebenen Verdichters komprimiert, damit Druck und Temperatur steigen. Die erzeugte Wärme des Kältemitteldampfs wird durch Kondensation in einem Wärmetauscher auf das Fernheizwasser übertragen: 83 °C bis zu 99 °C heißes Wasser kann so erreicht werden.

Das Projekt hat Modellcharakter und eines der fünf Projekte im Reallabor der Energiewende „Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen – Installation, Betrieb, Monitoring und Systemeinbindung" und dient als Modellprojekt für die effiziente Integration einer Flußwärmepumpe in bestehende Fernwärmenetze. Das Potenzial ist groß: langfristig ist geplant, dass in Mannheim bis zu 50.000 Haushalte mit Wärme aus Rhein und Neckar versorgt werden können.

• 3.500 Haushalte werden rechnerisch mit klimaneutraler Fernwärme versorgt.
• Die jährliche CO₂-Reduktion beträgt ca. 10.000 Tonnen. Die Nutzung von Flusswasser als Wärmequelle ermöglicht somit eine effiziente Nutzung erneuerbarer Energien, ohne dass fossile Brennstoffe wie Kohle oder Erdgas verbrannt werden müssen. Dies trägt zur Umstellung auf eine nachhaltige und umweltfreundliche Wärmeversorgung bei.
• Die Flusswärmepumpe ist für MVV ein weiterer Baustein, die Fernwärme bis 2030 aus grünen Energien zu erzeugen. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme der Flusswärmepumpe prüft MVV weitere Flusswärmepumpen zu installieren.
• Als Teil eines Reallabors der Energiewende trägt die Flusswärmepumpe zur Erforschung und Weiterentwicklung innovativer Technologien bei, die für die Dekarbonisierung des Energiesystems entscheidend sind.

• Ein ausreichend großes Wärmenetz muss vorhanden sein oder parallel aufgebaut werden.
• Ein geeigneter Standort ist Grundvoraussetzung: Man benötigt einen Zugang zur Wärmequelle „Fluss“, plus Anschlussmöglichkeiten Wärmenetz und Stromversorgung.
• Ein kompetenter Planungspartner ist erforderlich.
• Die Anlage sollte mind. ca. 1 MW thermische Leistung haben.
• Förderprogramme von Bund und Ländern sollten analysiert und genutzt werden.