Welche Wärmequellen können für die Wärmegewinnung aus Wasser genutzt werden?
Jede Art von Wasser ist erstmal geeignet. Dabei sprechen wir beispielsweise von Seen, Flüssen, dem Meer, Grundwasser aber auch Thermalquellen oder Abwasser. Die Einschränkungen liegen bei den Temperaturen, den Verfügbarkeiten und ggf. den Verschmutzungsgraden. Die Grenze der Möglichkeiten verschiebt sich fließend. Bei den Grenzen der Abkühlung von natürlichen Gewässern gibt es noch keine einheitliche, begründete Vorgehensweise. Wissenschaftlich haben wir bei der Abkühlung von natürlichen Gewässern eigentlich wenig Bedenken. Unsere Gewässer sind ohnehin zu warm und für die Wasserchemie und dessen Auswirkungen auf die Biologie, sprich den Fischen, ist eine Absenkung der Temperatur in den meisten Fällen sehr förderlich. Dennoch benötigt es hier noch einen einheitlichen Rechtsrahmen. Bisherige Ausarbeitungen, auf denen sich die Behörden stützen können, beziehen sich nicht auf wissenschaftlich begründete Untersuchungen sondern Annahmen, die immer wieder neu übernommen wurden. Das muss sich unserer Meinung nach ganz schnell ändern, um das gesamte Potenzial nutzen zu können.
Wie kann die Wärme aus dem Wasser gewonnen werden?
Das kann je nach Gegebenheiten immer anders aussehen. Wenn die Quelltemperatur und die Nutzungstemperatur zueinander passen, kann man mit einem geeigneten Wärmeübertrager direkt den Heizkreis betreiben. Das klappt jedoch in den wenigsten Fällen. Meist werden zusätzliche Speicher und Wärmepumpen benötigt, um sowohl die Verfügbarkeiten als auch die Temperaturen anzugleichen. Wenn man eine Heizzentrale energetisch optimieren möchte, werden zusätzliche Speicherkapazitäten aufgebaut. So kann die Heizzentrale auch je nach Stromverfügbarkeit (Eigenstromerzeugung oder Strompreissensibel) betrieben werden. Unsere Berechnungen zeigen, dass eine hohe Flexibilität und auch der Fokus auf Effizienz zu einer deutlich höheren Wirtschaftlichkeit beitragen können. Ausschlaggebend sind dann nicht unbedingt die Investitionskosten, sondern vor allem die Kosten für den Betrieb über die Nutzungsdauer der Anlagen.
Was muss bei der Planung beachtet werden?
In vergangen Projekten haben wir viel mitlernen dürfen und vieles gesehen, was nicht unbedingt optimal ist. Ein großes Problem sind Ablagerungen. Wärmeübertrager haben nur dann eine gleichbleibend hohe Leistung, wenn Ablagerungen und Verschmutzungen den Wärmeübergang nicht verschlechtern. Daher muss für jedes Medium die richtige Technik gefunden werden. Die Jaske und Wolf Verfahrenstechnik GmbH hat dafür einen Wärmeübertrager entwickelt, der die Reinigung in individuellen Zeitintervallen vollautomatisch über ein Molchsystem realisiert. Der Vorteil ist, dass wir damit im Temperaturbereich von 1°C bis 50 °C fast alle Wärmequellen ohne große Anpassungen abdecken können. Für höhere Temperaturen arbeiten wir derzeit an einer Lösung.
Ein weiterer Punkt ist auch hier die bereits angesprochene Flexibilität und Effizienz. Da jedes Projekt seine „Eigenarten“ hat, muss die Planung daran angepasst werden. Es gibt schlichtweg keine Standardlösung, die für alle Anwendungsfälle immer die beste Option ist. Laut Wärmeplanungsgesetz §21 steht Effizienz bei der kommunalen Wärmeplanung an erster Stelle. Das hat den Hintergrund, dass Anlagen, die jetzt geplant werden, besonders im kommunalen Bereich auch lange Laufzeiten haben müssen, um die hohen Investitionen in Wärmenetze zu stemmen. Da haben Energieeinsparungen um einige Prozent und die Kostensenkung durch die Sektorenkopplung mit dem Stromnetz einen gewaltigen Hebel. Ein weiterer Vorteil ist die Unabhängigkeit durch die Flexibilisierungsmöglichkeiten.
Welche Fördermöglichkeiten gibt es für die Wärmegewinnung aus Wasser?
Die Förderpotenziale sind abhängig vom Anwendungsfall. Für Gewerbe und Industrie gibt es die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz. Dieses Förderpaket ist recht umfangreich, was es für viele Projekte erstmal attraktiv macht. Die Planungen und der Anlagenbau für die Umstellung von fossilen auf erneuerbare Energien und Effizienzmaßnahmen werden je nach Unternehmensgröße und Einsparpotenzialen unterstützt.
Speziell für die Erschließung neuer Wärmequellen zur Versorgung von Quartieren gibt es die Bundesförderung Effizienter Wärmenetze, kurz BEW. Diese fördert neben einer Machbarkeitsstudie und Planungen des gesamten Wärmenetzes auch den Bau und sogar den Betrieb eines Wärmenetzes. Bei bestehenden Wärmenetzen kann eine Transformation hin zu erneuerbarer Wärme gefördert werden.
Wie hoch schätzen Sie das Potenzial der Wärmegewinnung aus Wasser in Deutschland?
Das Potenzial ist schon aufgrund der Vielzahl von möglichen Quellen wahnsinnig hoch. Wir sind überzeugt, dass wir mithilfe von Wärmepumpen und den verfügbaren wasserbasierten Wärmequellen ganz Deutschland problemlos mit Wärme im Bereich von bis zu 150 °C versorgen könnten. Das Problem ist nur, dass die Wärmepotenziale nicht immer in direkter Umgebung zu den Wärmeverbrauchern liegen. Besonders in sehr ländlichen Regionen machen hohe Investitionen in die Wärmeverteilung manche Quellen unwirtschaftlich. Da es aber weit mehr Faktoren als die Distanz gibt, kann es sich immer lohnen in einer ersten Analyse den Einzelfall anzuschauen und zu bilanzieren.
Im gewerblichen/ industriellen Bereich findet man auch viele hohe Potenziale. Das Problem ist, dass diese Potenziale oft unerkannt bleiben, da die Potenziale nicht richtig eingeschätzt werden. Besonders niedertemperierte Abwärme von 10°C oder 20°C wird nicht als Potenzial eingestuft. Ein großer Fehler unserer Meinung nach. Besonders, wenn dann oberflächennahe Geothermie die Alternative ist, die auch selten über 10 °C kommt. In der Plattform für Abwärme sind Medienströme unter 25 °C nicht meldepflichtig. Damit scheiden große Kälteanlagen und Abwasser als Wärmequelle oft schon kategorisch aus. Aber gerade diese sind mengenmäßig oft spannend und die Nutzung stört in den wenigsten Stellen die Produktion.
