Erneuerbare Energien

Wärmepumpen in (kalten) Wärmenetzen – ein Überblick

Dienstag, 18.08.2020

Einige Beispielprojekte

Ein mustergültiges Projekt entsteht derzeit in Wiesbaden: "Wohnen westlich des Schlossparks". Initiator und Betreiber sind die dortigen Stadtwerke, die ESWE Versorgungs AG. Sie lassen dort fünf Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 67 Wohneinheiten und 20 Einfamilien- beziehungsweise Reihenhäuser errichten.

Die Rahmenbedingungen für das Erschließen der Wärmequelle sind günstig, denn südlich des Baugebietes verläuft ein Hauptabwasserkanal der Wiesbadener Entsorgungsbetriebe. Ein dort installierter Wärmeübertrager macht das Abwasser mit einem Temperaturniveau von 12 bis 15 °C als Wärmequelle für die kalte Nahwärmeversorgung nutzbar. Sie speist die Wärmepumpen, die in jedem Einfamilienhaus für Heizung und die Bereitung von Brauchwarmwasser installiert sind.

Zu den bundesweit größten Projekten seiner Art zählt ein Baugebiet in der Nähe von Hannover: Im ersten von drei geplanten Bauabschnitten sollen hier in Kürze zwölf Mehrfamilienhäuser und 48 Einfamilienhäuser entstehen. Auch hier setzt der Betreiber auf ein kaltes Nahwärmenetz, das über Erdkollektoren die dezentralen Sole/Wasser-Wärmepumpen in den Wohnungen mit Energie beliefert. Ein entscheidender Synergieeffekt: Während in einem heutigen Neubaugebiet aufgrund der Grundstücksgrößen Erdkollektoren praktisch nicht realisierbar sind, lässt sich das komplette Quartier hier auf diese Weise versorgen.

Rechenzentrum als Energiequelle

Neun Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 93 Wohneinheiten und 88 Doppel- beziehungsweise Reihenhäuser sollen in der Nähe von Frankfurt/M. entstehen – derzeit läuft die Machbarkeitsstudie dazu. Das Quartier soll in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem großen Rechenzentrum entstehen. Dessen Abwärmeleistung (ca. 1 MW) könnte zentral gepuffert werden und über ein kaltes Nahwärmenetz den dezentralen Wärmepumpen der Siedlung als Energiequelle dienen. "Die Jahresarbeitszahl der gesamten Anlage wird, nach unseren Berechnungen, knapp unter 4,6 liegen", freut sich Tsintsiper.

Auf eine Mischung der Systeme setzt der Betreiber eines Projekts bei Grevenbroich, das derzeit auf seine Machbarkeit hin geprüft wird: Ein Teil der geplanten 400 Wohneinheiten wird dezentral mit Wärmepumpen ausgestattet, die über ein kaltes Netz mit Sole versorgt werden. Der andere Teil bekommt seine Heizenergie direkt aus der Wärmezentrale. Auch die Entnahme der Energie aus dem Erdreich ist als Mischform geplant – zum Teil mit Erdkollektoren, zum anderen Teil mit Sonden über Tiefenbohrungen. Die Möglichkeiten der Technologie sind vielfältig: So nutzen die Betreiber des niederländischen Quartiers "Mijnwater" in Heerlen Grubenwasser aus einem Bergwerk als Wärmequelle. Schon jetzt versorgt das ehrgeizige Projekt mehr als 200.000 m² beheizte beziehungsweise gekühlte Fläche, bis 2025 sollen es gar stolze eine Million Quadratmeter werden.

Wärmeversorgungsstation für ein Stadtviertel.
Quelle: alpha innotec
Die Möglichkeiten der Nutzung von Wärmepumpen in Wärmenetzen sind vielfältig: So haben beispielsweise die Betreiber des niederländischen Quartiers "Mijnwater" in Heerlen Grubenwasser aus einem Bergwerk als Wärmequelle erschlossen.

Regelungseinheiten einer Wärmepumpe.
Quelle: alpha innotec
Aktuell werden mit dem Grubenwasser mehr als 200.000 m² beheizte beziehungsweise gekühlte Fläche versorgt – bis 2025 sollen es eine Million Quadratmeter werden.

Fazit

Die Kombination unterschiedlicher Systeme und Funktionen gewinnt überdies zunehmend an Bedeutung: "Diversifizierung und ganzheitliche Lösungen heißt das Gebot der Stunde. So gibt es bereits erste Quartiere, in denen Verbraucher auch als Versorger auftreten und ihren selbst erzeugten Solarstrom einspeisen können", betont Vladimir Tsintsiper. Die meisten Quartiersnetzbetreiber würden ihren Kunden auch anbieten, ihre Wärmepumpen optional mit Kühlfunktion zu betreiben.

"Die neuen Stadtquartiere der Zukunft werden praktisch ausnahmslos auf der Basis solcher oder ähnlicher Versorgungskonzepte entstehen", ist Vladimir Tsintsiper überzeugt. "Wirtschaftlichere Lösungen gibt es nicht. Und es bringt die Energiewende im Sinne des Gesetzgebers und der ganzen Gesellschaft voran. Wir von alpha innotec haben deshalb ein Experten-Netzwerk geschaffen, das solche Projekte komplett realisieren kann – von der Machbarkeitsstudie und Projektierung über die Erschließung der Wärmequelle, den Bau des Versorgungsnetzes und die Installation der Wärmepumpen bis hin zum Monitoring. Und natürlich übernehmen wir auf Wunsch auch die Wartung und Betreuung der Anlage im laufenden Betrieb."

Weiterführende Informationen: https://www.alpha-innotec.de/

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