Energie: Heizen mit Flusswärme – Zukunftsmodell für Deutschlands Städte?

Im Norden Kölns soll die größte Flusswärmepumpe Europas entstehen. Auf der Rheinaue Niehl will der städtische Energieversorger Rheinenergie Heizungswärme für 50.000 Haushalte erzeugen. Das alles auf einem ehemaligen Lkw-Parkplatz, zwischen Hafenbecken und Rhein. Flusswärmepumpen werden gerade überall im Land zum Trend: Aktuell sind nach Daten des Fraunhofer IEG in Deutschland Flusswärmepumpen mit einer Gesamtleistung von rund 38 Megawatt (MW) in Betrieb. Weitere acht MW sind im Bau – und mehr als 800 MW sind geplant oder angekündigt. Grund für den absehbaren Boom ist das Ziel, Deutschlands Städte klimafreundlicher zu beheizen. Bis Mitte 2026 müssen alle Städte mit mehr als 100.000 Einwohnern einen Wärmeplan vorlegen – die kleineren bis Mitte 2028. Die Wärmepläne sollen zeigen, wie viele Bürger selbstständig von Gasheizungen auf Alternativen wie private Wärmepumpen umsteigen müssen. Und auch, welche Bereiche der Stadt mit Fernwärme beheizt werden können. » Lesen Sie auch: Wie Stadtwerke mit KI massiv Kosten senken können: Fraunhofer-Institut ermittelt Sparpotenzial Beim Heizen mit Fernwärme wird Wasser nicht in den einzelnen Häusern erhitzt, sondern gelangt über Rohre aus mehreren Kilometern Entfernung zu den Verbrauchern. Erzeugt wird die Wärme heute noch meist in Kohle- oder Gaskraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen. Künftig aber soll sie immer häufiger klimafreundlich entstehen – zum Beispiel mit Großwärmepumpen wie der, die in Köln entsteht. Diese Pumpen haben laut Fraunhofer IEG ein enormes Potenzial: Sie ziehen Umgebungswärme aus Quellen wie Industrieflächen, Rechenzentren oder Gewässern. Die Anlagen bringen die Wärme unter Einsatz von Strom mithilfe eines Kondensators in der Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau, sodass sie weitergeleitet und zum Heizen genutzt werden kann. Und weil viele Städte an Flüssen liegen, entscheiden sich immer mehr Stadtwerke für den Bau von Flusswärmepumpen. Doch noch können die Geräte nur dort Städte dekarbonisieren, wo die Voraussetzungen stimmen. Deutsche Städte planen gerade die größten Flusswärmepumpen der Welt: Die Anlage in Köln-Niehl soll rund 280 Millionen Euro kosten und eine Leistung von 150 MW haben. Das ist mehr als dreimal so viel, wie bislang insgesamt in ganz Deutschland in Betrieb ist. Mannheim setzt noch einen drauf: Dort sind zwei Flusswärmepumpen-Module geplant, die zwar nur 200 Millionen Euro kosten sollen, dafür aber 165 MW Leistung haben. Damit würde es sich laut dem Mannheimer Energieversorger MVV um die größte Flusswärmepumpe der Welt handeln. Hamburg hat derweil sogar angekündigt, bis Ende des Jahrzehnts eine Flusswärmepumpe mit 200 MW zu bauen. Dabei ist es kein Zufall, dass all diese Großprojekte an Orten entstehen sollen, an denen bislang konventionelle Kraftwerke stehen. Denn dort ist zum einen oft bereits ein Gelände mit Anbindung zu einem Fluss verfügbar, dessen Wasser bislang zum Kühlen verwendet wurde. Und zum anderen haben Kraftwerksstandorte bereits starke Stromanschlüsse, da sie Strom ins Netz einspeisen. Für Großwärmepumpen müssen die Stromanschlüsse andersherum verwendet werden. Um als Betreiber bestimmen zu können, welcher Stromanschluss bei einer Flusswärmepumpe benötigt wird, gibt es eine Faustregel, wie René Greven sagt, Leiter des Köln-Niehler Heizkraftwerks: „Man ist auf der sicheren Seite, wenn der Stromanschluss mindestens halb so viel Leistung hat wie die Wärmepumpe.“ Für die 150-MW-Wärmepumpe in Niehl wäre damit mindestens ein Stromanschluss mit 75 MW nötig. Theoretisch können starke Stromanschlüsse auch an neue Standorte gelegt werden. Allerdings sind Deutschlands Stromnetzbetreiber derzeit ohnehin mit einer Vielzahl von Netzanschlussanfragen durch Batteriespeicher, Rechenzentren und erneuerbare Energien überlastet. Einen neuen Anschluss zu legen, wäre zeitaufwendig. Wer Flusswasser nutzen will, um eine Großwärmepumpe zu speisen, braucht zahlreiche Genehmigungen. Zum Beispiel ist eine wasserrechtliche Erlaubnis nötig. Zwar haben Kraftwerke bislang auch schon Wasser aus den Flüssen entnommen, es zum Kühlen verwendet und anschließend das wärmere Wasser wieder in die Flüsse zurückgeleitet. Doch wenn das Wasser nach dem Durchlaufen der Wärmepumpe im abgekühlten Zustand zurückgeleitet werden soll, müssen die Behörden dies neu prüfen. Georg Baumgärtner, Experte im Bereich Kraftwerks- und Wärmewirtschaft beim Mannheimer Energieversorger MVV, sagt: „Deutschlands Flüsse sind tendenziell eher zu warm. Deshalb tun wir dem Fluss eigentlich etwas Gutes, wenn wir das Wasser im Wärmepumpenprozess abkühlen. Die Genehmigungsbehörde prüft trotzdem genau, wie sich unsere Anlage auf die Qualität des Flusses auswirkt.“ Die MVV erwartet trotzdem keine Verzögerungen in ihrem Zeitplan für die neue Flusswärmepumpe. Baumgärtner sagt: „Wir haben die Behörden sehr früh in der Planungsphase ins Boot geholt. Das macht Vieles leichter.“ Bei der Rheinenergie ist man weniger optimistisch. Im Juli wurde bekannt, dass der Energieversorger bereits ein gutes Jahr hinter seinem ursprünglichen Zeitplan liegt. Grund waren Verzögerungen im Genehmigungsverfahren, weil befürchtet wurde, dass sich die Wärmepumpe negativ auf Fische und andere Kleinlebewesen auswirken könnte. Rheinenergie-Chef Andreas Feicht sagte damals, er gehe davon aus, dass das Unternehmen die erforderlichen Genehmigungen bis zum Ende 2025 erhalte. Ziel ist, die Anlage 2028 im Regelbetrieb zu haben. Doch bislang liegen die Genehmigungen nicht vor. Der Projektleiter für das Flusswärmepumpen-Projekt in Niehl, Alexander Felk, sagt: „Die Genehmigungsbehörde weiß, dass der Genehmigungsprozess erhebliche Auswirkungen auf den Projektablauf hat. Wir sind deshalb im regelmäßigen Austausch und ich sehe auf beiden Seiten große Bemühungen, schnell voranzukommen.“ Köln will durch die neue Flusswärmepumpe bis zu 40 Prozent der Wärme für das Innenstadtnetz klimaneutral bereitstellen, Mannheim rund 30 Prozent. Dabei macht Fernwärme in Mannheim bisher insgesamt 60 Prozent des Gesamtheizbedarfs der Stadt aus – in Köln sind es nur 18. Perspektivisch sollen es dort 30 Prozent werden. Flusswärmepumpen entstehen derzeit oft, wo bisher ein konventionelles Kraftwerk Abwärme in Wärmenetze eingespeist hat. An solchen Orten bietet es sich an, die Wärmequelle durch Wärmepumpen einfach klimafreundlicher zu nutzen. Dadurch steht aber nicht gleich für mehr Haushalte grüne Fernwärme zur Verfügung. Denn dazu müssten neue Wärmeleitungen verlegt werden. Das würde bedeuten, in Innenstädten großflächig Böden aufzureißen, um für Hausanschlüsse zu sorgen. Fernwärme aus Großwärmepumpen ist also vor allem in jenen Städten eine Lösung, in denen schon heute ein großes Fernwärmenetz liegt. Das ist zum Beispiel in Kiel der Fall, wo rund 77 Prozent der Haushalte durch leitungsgebundene Wärme versorgt werden können. René Greven von Rheinenergie sagt: „In einigen Städten wurden nach dem Krieg direkt beim Wiederaufbau großflächig Fernwärmeleitungen verlegt. In Köln spielt Fernwärme aber erst seit den 1960er Jahren eine Rolle, deswegen ist deren Anteil geringer als in manch anderen Städten.“ Fernwärme mit ihren komplexen Leitungssystemen lohnt sich laut Greven nur für Bereiche mit großen Wohnblocks und dicht bebauten Quartieren. Einfamilienhäuser in Köln müssten deshalb eine andere Lösung nutzen. Er sagt: „In Köln wird es beim Thema Heizen einen hohen Anteil an Individual- oder Vor-Ort-Lösungen geben müssen, da die technisch und wirtschaftlich erschließbaren Kapazitäten zum Ausbau der Fernwärme nicht für alle reichen.“ Mehr: Merz kündigt Ende des Heizungsgesetzes an – doch Einigung fehlt