Fragt man sich, wie die Deutschen künftig heizen werden, könnte es sich lohnen, einen Blick nach Dänemark zu werfen, genauer gesagt nach Esbjerg, einer Hafenstadt an der Nordsee. Das Unternehmen MAN Energy Solutions mit Sitz in Augsburg baut dort eine Großwärmepumpe. Diesen Winter soll die Anlage in Betrieb gehen und künftig 25.000 Haushalte mit klimaneutraler Fernwärme versorgen. Meistens kennt man Wärmepumpen als kleine Anlagen, die im Garten vor Einfamilienhäusern ihren Dienst verrichten. Das Projekt in Dänemark funktioniert im Prinzip genauso, allerdings in einem ungleich größeren Maßstab. Die Anlage gilt als die größte ihrer Art weltweit.
Tobias Hirsch betreut für MAN Energy Solutions den Vertrieb der Wärmepumpen in Deutschland. Er kennt das Projekt im Detail. Mit der Großwärmepumpe wird es möglich sein, einen Großteil des gesamten Warmwassernetzes in Esbjerg zu betreiben. Rund 100.000 Menschen können dann mit umweltfreundlicher Heizenergie versorgt werden.
Gas- oder Ölheizungen sind nicht mehr nötig, die Wärme stammt stattdessen aus dem Wasser der Nordsee. "Die Wärmepumpe nutzt diese Energie aus der Umwelt und hebt sie auf ein Temperaturniveau, das dem Nahwärmenetz zur Verfügung gestellt werden kann", erklärt Hirsch. Das Nordseewasser wird einen Tick kühler, die entzogene Wärme fließt vom Standort der Wärmepumpe am Hafen über das Wärmenetz in die Stadt. Zum Betrieb braucht die Großwärmepumpe größere Mengen an Strom, der von einem nahe gelegenen Windpark stammt und damit klimaneutral ist. Insgesamt stammt die Wärmeenergie am Ende zu rund zwei Dritteln aus der Nordsee und zu einem Drittel aus der Elektrizität. Die Anlage in Dänemark hat für die Umwelt einen besonderen Vorteil: Sie ersetzt ein Kohlekraftwerk, das bisher das Fernwärmenetz beliefert hat.
In Deutschland müssen Städte eine kommunale Wärmeplanung vorlegen
Projekte wie die Großwärmepumpe in Esbjerg sind vor allem im Hinblick auf das neue Gebäude-Energiegesetz der Bundesregierung interessant. Dem Gesetz nach greift die Pflicht, bei einer neuen Heizung auf mindestens 65 Prozent erneuerbare Energie zu setzen, erst dann, wenn die Städte und Gemeinden eine kommunale Wärmeplanung vorgelegt haben. Dies muss je nach Größe der Stadt bis Mitte 2028 der Fall sein. Eine Lösung in einer kommunalen Wärmeplanung wäre es zum Beispiel, die Haushalte an ein Fernwärmenetz anzuschließen. Entschließen sich Städte dafür, stellt sich die Frage, woher die Wärme für das Netz stammt. Für den Klimaschutz sind nur CO2-neutrale Lösungen sinnvoll. Neben mit grünem Wasserstoff betriebenen Gaskraftwerken, Biomasse und anderem könnten hier Großwärmepumpen eine Lösung sein.
MAN Energy Solutions hat das Ziel, Lösungen für eine klimaneutrale Zukunft zu bieten. Großwärmepumpen sieht man als Wachstumsmarkt. Das Unternehmen bietet Wärmepumpen mit einer Leistung ab 10 Megawatt an, die Anlage in Esbjerg hat eine Gesamtwärmeleistung von 60 Megawatt.
"Unsere Wärmepumpen sind geeignet für größere Städte, aber auch die Industrie, zum Beispiel in der Nahrungsmittel- und Papierproduktion oder der chemischen Industrie", sagt Hirsch.
Energiequellen gibt es mehrere. "Wasser ist ein sehr guter Energieträger, deshalb schielen alle Küstenstädte auf das Meer", sagt er. Im Sommer ist das Wasser wärmer, aber auch im Winter liefert es genug Energie für den Betrieb. Auch Flüsse können Wärme liefern. Unter anderem plant die Stadt Köln, Rhein-Wasser für den Betrieb einer Wärmepumpe zu nutzen und 30.000 Haushalte über das Fernwärmenetz zu versorgen. "Die meisten Flüsse sind heute zu warm. Eine Wärmepumpe, die diese Wärme entzieht und das Wasser abkühlt, hätte auch einen positiven Einfluss auf die Flora und Fauna des Flusses", meint Hirsch.
Auch andere Wärmequellen sind nutzbar: Von Großkläranlagen über Geothermie bis zur Luft – wie bei privaten Wärmepumpen auch.
Voraussetzung für die Großwärmepumpe ist ein Fernwärmenetz
Voraussetzung allerdings ist ein Fernwärmenetz. "Es liegt an den Städten, hier zu investieren", sagt Hirsch. Dänemark sei hier deutlich weiter als Deutschland. "Mehr als 60 Prozent der dänischen Haushalte haben einen Fernwärmeanschluss", sagt der Fachmann, "in den Städten sind es sogar rund 90 Prozent. Das sind Werte, die wir in Deutschland nicht erreichen." Deutschland hat lange von günstigem Gas profitiert, erst der Krieg in der Ukraine hat die Abhängigkeiten deutlich gemacht. Eine mehrere hundert Grad heiße Gasflamme zu nutzen, um 40 Grad warmes Wasser zum Duschen zu erzeugen, das hält man bei MAN ES für Verschwendung.
Das Thema "Heizen" treibt aber nicht nur Deutschland und Dänemark um. "40 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen entstehen im Wärmesektor. Ohne eine Dekarbonisierung der Wärme kann die globale Energiewende nicht gelingen", sagte unlängst Uwe Lauber, Chef von MAN Energy Solutions. "Gleichzeitig sind Fernwärmesysteme eine der effizientesten und nachhaltigsten Lösungen für die Wärmeversorgung von Privathaushalten, Gewerbebauten und auch Industrieanlagen." Nicht nur in Deutschland, auch in den USA, Neuseeland und anderen Ländern würden derzeit Großwärmepumpen-Projekte verfolgt, erklärt Hirsch. Mehr als 100 potenzielle Projekte auf deutschem Boden habe sein Unternehmen derzeit in der Beratungsphase.
MAN Energy Solutions baut die Wärmepumpen in Oberhausen und Zürich
Eine Chance bietet die Technik gerade für Städte: Dort stehen viele Altbauten mit schönen Fassaden. Dämmen ist dort keine Lösung, Fernwärme wäre eine Alternative. "In modernen Fernwärmenetzen reichen 80 bis 90 Grad aus, das kann man mit Großwärmepumpen problemlos liefern", sagt Hirsch.
MAN Energy Solutions plant und produziert die Großwärmepumpen an den Standorten Oberhausen (NRW) und Zürich.
Ein Thema ist stets die Flüssigkeit – prinzipiell ein Kältemittel –, die in einer Wärmepumpe zum Einsatz kommt. Diese nimmt die Wärme aus der Umgebung auf und verdampft. Chemische Mittel sind hier in Verruf gekommen, da sie teilweise die Ewigkeitschemikalie PFAS enthalten. "Es können aber auch natürliche Kältemittel eingesetzt werden", sagt Hirsch. In Esbjerg komme zum Beispiel CO2 zum Einsatz. Das Gas ist Bestandteil der Luft, auch Ammoniak oder Propan bieten sich an.