Reallabor der Energiewende GWP
Flusswärmepumpe in Mannheim liefert klimafreundliche Wärme
Mannheim ist einer von fünf Kraftwerksstandorten, die Teil des Reallabors der Energiewende „Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen – Installation, Betrieb, Monitoring und Systemeinbindung“ (GWP) sind. In diesem Vorhaben installieren die verschiedenen Betreiber Großwärmepumpen mit unterschiedlichen Wärmequellen in bestehende Fernwärmesysteme. Ziel ist es, die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung voranzutreiben. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das Projekt mit rund 21,3 Millionen Euro.
Auf der Inbetriebnahmefeier Anfang Oktober in Mannheim sagte Christian Maaß, Abteilungsleiter II für Wärme, Wasserstoff und Effizienz im BMWK: „Die Flusswärmepumpe ist ein erfolgreiches Beispiel für die Transformation in der Wärmeversorgung und zeigt, welche Rolle Großwärmepumpen in Zukunft in grünen Wärmenetzen spielen können.“ Durch den Einsatz der neuen Anlage können in Mannheim jetzt jährlich bis zu 10.000 Tonnen CO2 eingespart werden.
Offizielle Inbetriebnahme der MVV-Flusswärmepumpe unter anderem mit Christian Maaß, Abteilungsleiter II für Wärme, Wasserstoff und Effizienz im Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (2. v.l.) und Gerard Uytdewilligen, Technischer GKM-Vorstand (2.v.r.)
Christian Maaß, Abteilungsleiter II für Wärme, Wasserstoff und Effizienz im BMWK, weist in seiner Rede auf die zukünftige Bedeutung von Großwärmepumpen für die Fernwärmeversorgung hin.
Blick auf die Anlage mit dem Entspannungsbehälter in der Mitte
Ansicht auf den Kondensator (oben) und den Verdampfer
Gut sichtbar sind zwei der insgesamt drei grünen Regelventile, die für den Druckaufbau in der Anlage verantwortlich sind
Funktionsprinzip der Flusswärmepumpe am GKM
Rund 700 Liter Rheinwasser pro Sekunde
Dass die Wärmepumpe in Mannheim während des laufenden Betriebs integriert wurde, war eine Herausforderung: „Besonderes Timing und Fingerspitzengefühl waren bei der Einbindung der Anlage in unsere Leittechnik, beim Einbau der neuen Rheinwasserpumpe mit den dazugehörigen Rohrleitungen und Armaturen in das bestehende Kühlwasserpumpenhaus und bei der Verlegung der Leitungen für das Rheinwasser und die Fernwärme gefragt“, so Gerard Uytdewilligen, technischer Vorstand der GKM AG.
Jetzt kann die klimafreundliche Wärme sowohl in den bereits vorhandenen Fernwärmespeicher als auch in das Mannheimer Fernwärmenetz direkt eingespeist werden. Die Wärmepumpe nutzt zusätzlich die bereits existierende Kühlwasserinfrastruktur. So können etwa 700 Liter Rheinwasser pro Sekunde als Wärmequelle genutzt werden.
Funktionsprinzip der Flusswärmepumpe
Das Flusswasser des Rheins in Mannheim wird im Sommer bis zu 25° Celsius warm, im Winter sind es etwa 5° Celsius. Diese Temperaturen reichen aus, um das Kältemittel in der Wärmepumpe zu verdampfen und dabei das entnommene Rheinwasser um etwa 2° bis 5° Celsius abzukühlen. Der Kältemitteldampf wird dann mithilfe eines strombetriebenen Verdichters komprimiert, damit Druck und Temperatur steigen. Die erzeugte Wärme des Kältemitteldampfes wird durch Kondensation in einem Wärmetauscher auf das Fernheizwasser übertragen: Zwischen 83° bis 99° Celsius heißes Wasser kann so erzeugt werden. Währenddessen verflüssigt sich das Kältemittel wieder, vor dem Wärmetauscher des Flusswassers wird es wieder entspannt. Dabei kühlt es sich ab und nimmt bei niedriger Temperatur wieder Wärmeenergie des Flusswassers auf – der Kreislauf beginnt von Neuem.
Untersuchungen gehen weiter
Im Reallabor der Energiewende GWP möchten die Projektpartner herausfinden, wie Großwärmepumpen in Wärmenetzen am besten eingesetzt werden können. „Auf dem Weg zu einer grünen, klimaneutralen Fernwärme bilden Technologien dieser Art eine wichtige Grundlage“, so AGFW-Geschäftsführer Werner Lutsch. „Zusammen mit anderen Energiequellen wie Biomasse, Solarthermie, Abwärme oder Tiefengeothermie sorgen Flusswärmepumpen künftig dafür, dass ein immer größerer Anteil der Fernwärme aus klimaneutralen Quellen stammt.“ Die AGFW - Projekt GmbH koordiniert das Reallabor der Energiewende GWP.
Auch nach der Inbetriebnahme gehen die Forschungen in Mannheim weiter. Während des regulären Betriebs sammeln die Expertinnen und Experten zusätzliche Daten. Diese helfen dabei, die Technologie und Fahrweisen zu verfeinern sowie regulatorisches Lernen zu ermöglichen.
Reallabore der Energiewende bringen Innovationen in die Praxis
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz werden in den Reallaboren der Energiewende innovative Technologien in der praktischen Anwendung unter realen Bedingungen und im industriellen Maßstab getestet. Die in den Projekten gesammelten Erfahrungen können Fachleute anschließend nutzen, um den tiefgreifenden Umbau des Energiesystems in Deutschland entscheidend Richtung Klimaneutralität voranzubringen.
Zum Thema „Energieoptimierte Quartiere“ laufen neben GWP fünf weitere Reallabore der Energiewende:
DELTA – Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung
JenErgieReal - Energieoptimiertes Reallabor mittels in Echtzeit skalierbarer Energiespeicher
IW3 – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg
SmartQuart – Smarte Energiequartiere
Auch im Bereich „Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien“ starteten bereits fünf Reallabore der Energiewende. Einen Überblick über alle Vorhaben sowie weiterführende Informationen zum Thema finden Sie auf energieforschung.de. (bs)
