Studie
04.04.2018

Wärmepumpen sind auch im Fernwärmenetz sinnvoll

Foto: A.Savin, Creative Commons
Fernwärmeleitung in einem Tunnel unter dem Rhein in Köln.

Mehr Effizienz, weniger Kohlendioxid: Fernwärme könnte in vielen Fällen noch umweltfreundlicher werden, wenn man zusätzlich Wärmepumpen einsetzt. Dies zeigt ein Forschungsprojekt der TU Wien.

Im eigenen Haus ist sie nicht ungewöhnlich – doch für große Fernwärmenetze werden Wärmepumpen heute kaum eingesetzt. Dabei könnte die Wärmepumpentechnik dort wesentliche Effizienzsteigerung bringen, CO2-Emissionen sparen und durch Nutzen von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Quellen das Stromsystem stabilisieren. Dies ist das Ergebnis eines Forschungsprojektes der Energy Economics Group der Technischen Universität Wien. Einen Wärmepumpen-Marktanteil von 10 bis 30 Prozent bei der Erzeugung von Fernwärme bis zum Jahr 2050 halten die Forscher für viele Fernwärmenetze für realistisch.

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„Es ist klar, dass die CO2-Emissionen im Energiesektor gesenkt werden müssen, und dazu können auch die Fernwärmenetze einen Beitrag leisten“, sagt Gerhard Totschnig vom Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe der TU Wien. Untersucht wurden unterschiedliche österreichische Fernwärmenetze. Ob sich der Einsatz von Wärmepumpen im Fernwärmenetz lohnt, hänge demnach auch entscheidend von der Verfügbarkeit von günstigen Niedertemperaturwärmequellen wie Rauchgas, Abwärmequellen oder Geothermie ab.

Stabilisierung des Stromsystems

„Wenn wir Szenarien eines zukünftigen Energiesystems entwickeln, mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger und niedrigen CO2-Emissionen, dann sehen wir, dass Großwärmepumpen in der Fernwärme einen bedeutenden Marktanteil erreichen können“, sagt Totschnig. In den meisten der analysierten Fernwärmenetze würde ein Einsatz von Wärmepumpen bereits im Jahr 2030 wirtschaftlich sein. Die Entwicklung der Brennstoff- und CO2-Preise spielt hierbei eine Rolle.

Ein weiterer Vorteil sei zudem die Stabilisierung der Stromnetze: „Insbesondere in der Übergangszeit und im Sommer würde man Wärmepumpen genau dann einsetzen, wenn billiger Strom zur Verfügung steht“, sagt Totsching. Dies könnte zum Beispiel der Fall sein, wenn die Windkraftwerke gerade viel Energie liefern. Statt diese abzuregeln könnte die überschüssige Energie so sinnvoll genutzt werden.

Wärme für viele Haushalte

Wärmepumpen liefern eine relativ große Wärmemenge mit relativ geringem Aufwand an elektrischer Energie. So sei es aus Sicht der Forscher naheliegend, darüber nachzudenken, ob man Wärmepumpen nicht auch dort einsetzen könnte, wo gewaltige Wärmemengen für viele Haushalte erzeugt werden müssen – nämlich im Fernwärmenetz.

In Deutschland ist das Fernwärmenetz vor allem in Ballungsgebieten gut ausgebaut. Die Erzeugung von Fernwärme erfolgt üblicherweise in großen Kraftwerken mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), kleineren Blockheizkraftwerken, in Müllverbrennungsanlagen oder Fernheizwerken. Wärmepumpen spielen in diesem Zusammenhang noch keine große Rolle.

Carsten Kloth
Keywords:
Wärmewende | Fernwärme | Wärmepumpen
Ressorts:
Technology

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