Die Flusswärmepumpe in Mannheim soll eine der größten in Europa werden. (Foto: Pressestelle, MVV Energie AG)

Prinzip Kühlschrank - nur umgekehrt: Wärme aus Wasser

Flusswärmepumpe als klimafreundlicher Energielieferant

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In Mannheim entsteht eine der größten Flusswärmepumpen Europas. Ab 2023 soll sie klimaneutrale Wärme aus dem Rheinwasser liefern. Wir erklären die Technologie und ihr Potential.

Die Flusswärmepumpe, so die Mannheimer MVV Energie AG, ist eine von fünf Großwärmepumpen, die derzeit in Deutschland entstehen. Nach dem Spatenstich Anfang April 2022 soll sie ab 2023 Wärme aus dem Flusswasser des Rheins nutzen, um damit Fernwärme zu erzeugen.

Die MVV schätzt, dass allein in Mannheim aus Rhein und Neckar genug Wärme gewonnen werden könnte, um 50.000 Haushalte zu versorgen. Die baden-württembergische Umweltministerin Thekla Walker (Grüne) hat zum Baubeginn der Pilotanlage von einem wichtigen Erfolg für den Klimaschutz in der Region und im Land gesprochen.

"Das Vorhaben zeigt beispielhaft, wie wir Energie Schritt für Schritt klimafreundlich erzeugen und damit die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren können."

Aber wie funktioniert eine solche Pumpe?

Wärme aus Wasser oder Luft nutzbar machen

Im Prinzip ist eine Wärmepumpe ein Kühlschrank, aber verkehrt herum: Außen kalt und innen warm. Sie holt aus Luft oder Wasser ein bisschen Wärme heraus und „pumpt“ den Temperaturunterschied auf.

Funktionsweise einer Flusswärmepumpe (Foto: Pressestelle, MVV Energie AG)
Die Funktionsweise einer Flusswärmepumpe. Mit Strom wird Wärme aus dem Flusswasser in Fernwärme zum Heizen umgewandelt. Pressestelle MVV Energie AG

Selbst 10 Grad kaltes Wasser kann noch zwei Grad abgeben, und wenn man nur genügend Wasser durch das System zieht, kann man damit ein Haus heizen. Die Pumpe braucht Strom als Input, aber sie macht daraus zwei- bis viermal so viel Wärmeenergie.

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Wasser als klimafreundliche Energiequelle hat einige Vorteile

Oft kommt die Grund-Wärme aus der Umgebungsluft. Aber prinzipiell ist Wasser viel besser geeignet und fließendes Wasser geradezu genial. Denn Flüsse liefern immer wieder neues, etwa wärmeres Wasser und transportieren das abgekühlte kostenlos wieder ab. Schon seit 1938 wird das Züricher Rathaus mit einer Wärmepumpe geheizt, die die vorbei fließende Limmat als Energiequelle nutzt.

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Heizen mit Wärme aus der Klospülung?

Eine weitere Praxisanwendung ist das Gewinnen von Wärme aus Abwasser. Auch damit funktioniert das Prinzip gut. Gerade Mannheim hat schon zwei Projekte dieser Art. Denn in Siedlungsabwasser steckt viel Wärmeenergie, wenn man beispielsweise an das ablaufende Warmwasser aus Spül- und Waschmaschinen denkt, oder das Warmwasser beim Duschen und selbst die Klospülung bietet viel Potential.

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Das Meer kann man auch nutzen. Das macht Stockholm in größerem Umfang und die Leistung ist größer als beispielsweise die des Rheinkraftwerks in Iffezheim. Flüsse sind ideale Quellen für Wärmepumpen. Sie liefern immer wieder neues Wasser und transportieren das abgekühlte Wasser kostenfrei ab.

Die Pumpe erzeugt mit Strom ein Vielfaches an Wärmeenergie

In Mannheim soll die Anlage 20 Megawatt Wärmeleistung haben. Das ist soviel wie die Heizungen in etwa 1000 bis 2000 Einfamilienhäusern. Aus einem Kilowatt Strom soll sie das 2,7-fache an Wärme machen.

Wärmepumpe (Foto: imago images, IMAGO / Westend61)
Ob aus Luft, Flusswasser oder Abwasser: Wärmepumpen sollen ein Vielfaches der als Strom eingesetzten Energie als Wärme liefern. IMAGO / Westend61

Einige Fragestellungen müssen noch gelöst werden

Ganz ohne Probleme ist die Sache aber nicht. Dreck im Fluss, Korrosion und Vereisung im Winter: Die Erfahrung anderen Orts zeigt: da gibt es schon technische Probleme zu überwinden. Und in Esslingen ist vor fast 50 Jahren eine Wärmepumpe am Neckar gebaut worden. Vor 10 Jahren hat man sie abgeschaltet. Der Grund: der Neckar ist, im Gegensatz zu anderen Flüssen, trotz Klimawandel nicht wärmer, sondern kälter geworden. Ohne die Abwärme aus den Kohle- und Kernkraftwerken war die Anlage dort nicht mehr rentabel.

Der Plan für die Flusswärmepumpe der Großkraftwerk Mannheim AG GKM im Auftrag der MVV (Foto: SWR)

Der Energieversorger MVV bezeichnet die Flusswärmepumpe in Mannheim auch als Reallabor, in dem Wissen und KnowHow für künftige weitere Pumpen gewonnen werden soll.

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