Mit fast 120 Millionen Tonnen CO2-Ausstoß ist der Wärmesektor einer der größten Klimasünder Deutschlands – rund 30 Prozent der bundesweiten Treibhausgasemissionen entstehen hier. Das ist kein Wunder, denn dreiviertel aller deutschen Haushalte werden nach wie vor mit fossilen Brennstoffen beheizt. Rund 14 Prozent nutzen Fernwärme, die zwar hocheffizient ist, aber maßgeblich aus Kohle gewonnen wird. Es besteht also Handlungsbedarf: Die (alte) Bundesregierung hat das Ziel gesetzt, die Emissionen des Wärmesektors bis 2030 auf 67 Millionen Tonnen zu senken, also beinahe zu halbieren. Ein ambitioniertes Vorhaben.
Ein Hoffnungsträger dieser Dekarbonisierungsaufgabe ist die Wärmepumpentechnologie. Dabei wird Umgebungswärme aus Luft, Wasser oder Erde zur Gewinnung von Heizenergie genutzt. Setzt man für den Betrieb erneuerbare Energie ein, erzeugen Wärmepumpen keine Emissionen und sind vollständig klimaneutral. Die Technik liegt im Trend: Im letzten Jahr wurden in deutschen Haushalten 120.000 neue Wärmepumpen installiert, das sind 40 Prozent mehr als noch 2019. Aber mit einem Anteil von 2,6 Prozent bleiben die Pumpen bislang ein Randphänomen im deutschen Wärmemix.
Wärmepumpen im Fernwärmemarkt
Das könnte sich ändern. Die dänische Stadt Esbjerg hat unlängst ein spannendes Beispiel dafür geliefert, dass Wärmepumpen auch im wichtigen Fernwärmemarkt einen Beitrag leisten können. Der steht vor einem massiven Umbruch: Mit fortschreitendem Kohleausstieg gehen Jahr für Jahr große Kraftwerkseinheiten vom Netz – bislang zuverlässige Lieferanten für die deutschen Fernwärmenetze. Woher kommt also die Fernwärme von Morgen?
Möglicherweise aus Wärmepumpen, wie die fünftgrößte Stadt Dänemarks zeigt. An der Westküste der Halbinsel Jütland gelegen, beziehen rund die Hälfte der 100.000 Einwohner von Esbjerg ihre Wärme bislang noch von einem kohlebefeuerten Heizkraftwerk. Damit ist ab 2023 Schluss, die ehemalige Hochburg der dänischen Öl- und Gasindustrie setzt ganz auf Klimaschutz: Künftig soll eine Großwärmepumpenlösung von MAN Energy Solutions den Kunden des kommunalen Erzeugers DIN Forsyning vollständig klimaneutral gewonnene Heizenergie zur Verfügung stellen. Nach Fertigstellung wird die neue Anlage die Stadt mit rund 235.000 MWh Wärme pro Jahr versorgen und dabei rund 100.000 Tonnen CO2 einsparen, was den Emissionen von 55.000 Autos entspricht.
Erneuerbare Energie in Wärme
Das dazu eingesetzte ETES Heat Pump System ist eine Variante des elektrothermischen Energiespeichersystems MAN ETES (Electro Thermal Energy Storage), das in Zusammenarbeit mit ABB in der Schweiz entwickelt wurde. Das Grundprinzip der Technologie ist die Umwandlung von elektrischer in thermische Energie. In seiner vollständigen Technologieausstattung erlaubt das ETES zusätzlich die Speicherung dieser Energie als Warmwasser und Eis in isolierten Reservoirs. Auch eine Rückverstromung ist so möglich. In der Konfiguration als riesige Wärmepumpe hingegen kann das System großskalierte Produzenten von Heizenergie ersetzen, indem es erneuerbare Energie in Wärme umwandelt und diese in ein Fernwärmenetz einspeist. Das Projekt in Esbjerg weist in die Zukunft – möglicherweise auch der deutschen Fernwärmeversorgung. Beispiel Mannheim: Dort speist das größte Steinkohlekraftwerk des Landes das größte Fernwärmenetz – 160.000 Haushalte der Rhein-Neckar Region beziehen ihre Heizenergie aus dem Mannheimer Großkraftwerk. Spätestens 2033 jedoch greift der Kohleausstieg, und das Kraftwerk geht vom Netz. Rund die Hälfte der Fernwärme soll künftig aus der Müllverbrennung kommen. Die Erzeugung der weiteren 50 Prozent ist bislang nicht gesichert und eine Herausforderung, die der örtliche Versorger nun lösen muss. Die Großwärmepumpentechnologie könnte eine Lösung bieten.
Das Mannheimer Beispiel ist kein Einzelfall, alle Kommunen, deren Fernwärmeversorgung in den vergangenen Jahrzehnten zuverlässig und sicher von großen Kohleeinheiten geleistet wurde, stehen heute vor vergleichbaren Herausforderungen: Mit dem Aus der Kohle droht auch das Aus für die Fernwärme und damit nicht nur ein Versorgungsengpass, sondern zugleich der Verfall kostbarer Infrastruktur. Deutschland muss seine Wärmeversorgung in weiten Teilen neu erfinden, und es ist höchste Zeit, dass die Debatte darüber öffentlich und lösungsorientiert geführt wird. Es müssen Konzepte auf den Tisch. Die klimaneutrale Fernwärmeversorgung über Großwärmepumpen ist ein starker Kandidat, um die Versorgungssicherheit auch in Zukunft zu gewährleisten.
