Großwärmepumpen: Warum sie so wichtig sind

Hier steckt die Wärmewende schon im Bebauungsplan: In der Berlinchener Straße in Munster-Breloh entstehen seit Juli 2024 rund 70 Wohneinheiten. Und das in unterschiedlichsten Größen und Zuschnitten: Es gibt Einfamilien-, Doppel-, Reihen- und Mehrfamilienhäuser Aber alle nutzen bald das gleiche klimafreundliche Heizsystem: Die Wärme, geliefert von EWE, wird mit einer Großwärmepumpe produziert. Noch ist es nicht so weit. Die Bauarbeiten für die Wärmeversorgung sind im Sommer 2024 gestartet, im nächsten Frühjahr soll die Installation der zentralen Großwärmepumpe, die das Herzstück des fortschrittlichen Energiekonzepts bildet, erfolgen.

Im Prinzip funktionieren Großwärmepumpen genauso wie die Wärmepumpen, die in Haushalten eingesetzt werden: Sie nutzen eine Wärmequelle, um ein Kältemittel zum Verdampfen zu bringen, verdichten den Dampf mithilfe eines Kompressors – und bringen ihn so auf eine höhere Temperatur. Der heiße Dampf wird dann in eine Heizkreislauf eingespeist.

Großwärmepumpen übertragen dieses Prinzip auf einen größeren Maßstab, beispielsweise auf gewerbliche Anlagen oder auf ganze Wohnviertel, wie in Munster. Um ihre Leistung zu erhöhen, lassen sich auch mehrere Wärmepumpen hintereinanderschalten. Einzelne Großwärmepumpen-Anlagen erzielen bereits Leistungen im zwei- und dreistelligen Megawattbereich. Zum Vergleich: Eine Wärmepumpe mit einer Leistung von 15 Kilowatt (0,015 Megawatt) ist in der Regel ausreichend, um ein Einfamilienhaus von 150 Quadratmetern mit Wärme versorgen.

Großwärmepumpen in dieser Dimension können ganze Stadtteile versorgen. In Mannheim produziert beispielsweise Deutschlands größte Flusswärmepumpe seit 2023 Wärme für rund 3500 Haushalte. Noch einmal deutlich mehr Leistung erzeugt die größte Meerwasser-Wärmepumpe, nahe der dänischen Stadt Esbjerg, die ebenfalls 2023 in Betrieb ging: sie versorgt rund 25.000 Haushalte mit Wärme. Generell sind die skandinavischen Länder Vorreiter in Sachen Großwärmepumpe: In Norwegen werden so bereits zwölf Prozent des jährlichen Strombedarfs produziert, in Schweden sind es acht Prozent.

Wasser ist eine ursprüngliche Wärmequelle, die Großwärmepumpen nutzen. Eine andere natürliche Quelle ist die Wärme aus der Umgebungsluft – so wie bei der Anlage in Munster. Großwärmepumpen können aber auch weitere, nicht-natürliche Quellen nutzen – etwa Abwärme von Industrieanlagen. So wird ohnehin vorhandene Wärme weiterverwendet. Diese Nutzung gilt daher ebenfalls als klimafreundlich.

Im brandenburgischen Erkner wird die EWE-Tochter TEWE ab 2025 gleich mehrere Wärmequellen miteinander kombinieren, um Wärme zu erzeugen. Dort erhitzt zunächst eine Luftwärmepumpe Heißwasser in einem Heizkreislauf. Eine nachgeschaltete Wasser-Wasser-Wärmepumpe erhöht dann die Temperatur des Wassers aus der Luftwärmepumpe auf die Heizwärme von 70 Grad Celsius. Schließlich bringt ein Blockheizkraftwerk, das mit Biomethan betrieben wird, das Wasser auf eine Endtemperatur von 80 Grad. So erhitzt wird es in ein Fernwärmenetz eingespeist.

Dezentrale Wärmepumpen und Fernwärmenetze mit Großwärmepumpen sind ein entscheidender Baustein der in Wärmewende. Welche Heiztechnologie am besten geeignet ist, um bestimmte Stadtteile und Straßen zu beheizen, wird in der kommunalen Wärmeplanung festgelegt. In welchen Gebieten können am besten individuelle Heizungen wie Wärmepumpen eingesetzt werden? Und in welchen Gebieten, ist es sinnvoll Fernwärme zu nutzen? Letzteres ist der Fall, wenn eine große Wärmequelle zur Verfügung steht, deren Wärme über ein Fernwärmenetz transportiert werden kann – und so ganze Viertel mit Wärme versorgen kann. Bei dieser Überlegung spielen Großwärmepumpen eine entscheidende Rolle – etwa, indem sie beispielsweise vorhandene Industrieabwärme oder Wärme aus Abwasser und Flusswasser auf die benötigten Temperaturen erhitzen. Nach Berechnungen des Bundeswirtschaftsministeriums könnten Großwärmepumpen bis 2045 gut 70 Prozent des Fernwärmebedarfs in Deutschland abdecken.