Klimafreundliche Wärmeversorgung

Der offizielle Startschuss für das Reallabor „Großwärmepumpen“ (GWP) ist gefallen. Ziel ist die deutliche Reduktion des CO₂-Ausstoßes im Wärmesektor. Im Rahmen des mehrjährigen, durch das Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts „Reallabor GWP“ werden die Potentiale und Anwendungsbedingungen von Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen in Deutschland erforscht. Das Gesamtprojektvolumen beträgt 45 Millionen Euro. Zu den Projektpartnern gehört das Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart. Auf den Feldern Systemoptimierung, Technikanalyse und Wärmemarktforschung speist es seine wissenschaftliche Expertise ein.

Großwärmepumpen für klimafreundliches Energiesystem

CO₂-Emissionen können durch Dekarbonisierung der Stromerzeugung vermieden werden. Mit Großwärmepumpen steht dazu eine neue Technologie für ein klimafreundliches Energiesystem zur Verfügung, die bislang noch kein Standard bei der Fernwärmebereitstellung ist. Großwärmepumpen können Wärme aus Flüssen, Seen, aus Grundwasser aber auch Abwasser oder aus technischen Prozessen nutzen. Studien haben ergeben, dass die Wärmepumpentechnologie 2030 rund 15 Prozent der Fernwärmeerzeugung bereitstellen kann.

Koordiniert durch den AGFW, untersuchen die Partner im Rahmen des Reallabors GWP, wie Großwärmepumpen an Kraftwerksstandorten verschiedener Ausprägung betrieben werden können und was bei der Einspeisung in das Fernwärmenetz zu beachten ist. In Stuttgart, Berlin, Mannheim und Rosenheim werden dazu Großwärmepumpen errichtet und im Realbetrieb getestet.

Systemoptimierung und Analyse durch das IER der Universität Stuttgart

Wissenschaftliche Begleitung erfährt das Reallabor GWP durch das IER auf den Feldern von Systemoptimierung, Technikanalyse und Wärmemarktforschung. Unter der Koordination von Dr. Markus Blesl werden für die verschiedenen Standorte der Großwärmepunkten systemoptimale Anlagenkonfigurationen erstellt und bewertet. Ortsspezifische Wärmequellen werden technisch wie auch energiewirtschaftlich eingeordnet. In der Betriebsphase selbst optimiert das IER die Fahrweise der Großwärmepumpen auf Basis der gemessenen Betriebsdaten.

Dadurch soll Dreifaches untersucht werden: der Beitrag zur Dekarbonisierung der Fernwärme, deren Rückkopplung mit dem übergeordneten Strommarkt und die hierdurch möglicherweise auftretenden regulatorischen Hemmnisse. Zusätzlich werden Rückschlüsse für das Energiesystem Deutschland und die Energiewende insgesamt gezogen.

Gewinner des BMWi-Ideenwettbewerbs „Reallabore der Energiewende“

2019 zählte das Projektkonsortium zu den Gewinnern des von Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier ausgelobten Ideenwettbewerbs „Reallabore der Energiewende“. Sie bringen Innovationen in der Praxis unter realen Bedingungen zum Einsatz, um Erfahrungen zu sammeln und die Erkenntnisse für die erfolgreiche Transformation des gesamten deutschen Energiesystems anzuwenden. Partner des Konsortiums sind neben dem IER der Universität Stuttgart das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme und die Versorgungsunternehmen EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Fernheizwerk Neukölln AG, MVV Energie AG, Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG und Vattenfall Wärme Berlin AG.