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Mit der angestrebten Dekarbonisierung der Wärmeversorgung ziehen immer mehr Betriebe eine Umstellung auf Wärmepumpen in Betracht. Doch welche Möglichkeiten bieten Wärmepumpen bei einem besonders hohen Heiz- und Energiebedarf? Oder bei einem Einsatzbereich von bis zu 200°C? Antwort darauf gab das Fraunhofer IEG bei einer Veranstaltung der gemeinnützigen Klimaschutzagentur energiekonsens auf dem ehemaligen Kellogg‘s-Gelände. Im Nachgang führten Vertreter der Bremer Überseeinsel GmbH über das Areal und stellten das geplante Wärmekonzept für das neu entstehende Quartier vor.

„Bei unserem aktuellen Strommix können Wärmepumpen im Vergleich zu einem Gaskessel schon heute CO₂-Emissionen bis zu Temperaturhüben von 100 K einsparen“, äußerte sich Julian Hendricks vom Fraunhofer IEG zur Klimabilanz von Großwärmepumpen. „Mit der deutlichen Zunahme von Erneuerbaren Energien in den kommenden Jahren wird der Einspareffekt noch um ein Vielfaches höher“. Während seines Vortrags zeigte der Experte Varianten und Einsatzbereiche für Hochtemperatur-Wärmepumpen in Unternehmen auf und gab eine Übersicht über die aktuelle Technik – insbesondere Entwicklungen im Bereich des Verdichters zur Erschließung höherer Temperaturen für industrielle Anwendungen und den Einsatzmöglichkeiten natürlicher Kältemittel. Die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen hängt stark von der Erschließung der geplanten Wärmequelle sowie dem zu überbrückendem Temperaturhub ab. Vergleiche zu skandinavischen Ländern zeigten allerdings, dass das Strom-zu-Gaspreis Verhältnis in Deutschland aktuell eher Gas-basierte Heizsysteme begünstige. Mit dem Competence Center für Hochtemperatur-Wärmepumpen werden beim Fraunhofer IEG thermische Energiesysteme mit dem Fokus der industriellen Hochtemperatur-Wärmepumpen in Simulation und Experiment erforscht.

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Quartier Überseeinsel: CO₂-neutrales Wärmekonzept

Wie Wärmepumpen sich praktisch in ein ganzheitliches Technikkonzept einbinden lassen, wurde auf der Veranstaltung anhand des Anlagentechnikkonzeptes der Überseeinsel aufgezeigt. Tobias Werner, Geschäftsführer der STADT.ENERGIE.SPEICHER GmbH, berichtete in seinem Beitrag von den Erfahrungen bei der Planung und Umsetzung des innovativen Energiekonzeptes auf der Überseeinsel. Auf dem ehemaligen Kellogg-Gelände soll unter optimaler Ausnutzung von Umweltwärme ein CO₂-neutrales Versorgungskonzept entstehen. „Unser Ziel ist es einen Großteil der erzeugten Energie möglichst in Echtzeit zu nutzen – das Bedarf genauer Kalkulation und Planung“, berichtete Werner. „Natürlich haben wir zusätzlich auch Wärme- und Eisspeicher, um Flauten und Engpässe auszugleichen.“ Als Wärmequelle diene neben dem Flusswasser der Weser unter anderem auch die Abwärme einer Kältemaschine für den Betrieb einer Eislaufbahn, die in den Wintermonaten im Zentrum des neuen Quartiers betrieben wird. Durch standortangepasste Quellen der Umweltwärme ließen sich Abwässer ebenso nutzen wie Geothermie, Flusswasser oder Luft. Hinzu kämen die Nutzung von Wind- und Solarenergie. Um hier eine möglichst große Effizienz zu erzeugen, wurden im Vorfeld durch die STADT.ENERGIE.SPEICHER GmbH Machbarkeitsstudien durchgeführt. Ende 2024 soll die Wärmepumpenheizzentrale in Betrieb gehen. Die Erfahrungen aus der Erschließung von Flusswasser als Wärmequelle und die stromgeführte Betriebsweise der Wärmepumpen sollen später auf die anderen Quartiere übertragen werden.

Informationen zum Energiekonzept der Überseeinsel: ueberseeinsel.de/leitideen