Die Umgebungswärme von Fließgewässern wird hierzulande noch kaum genutzt. Eine Studie hat nun allein für Bayern erstaunliche Potenziale aufgedeckt. Eine Nutzung der Wärme hätte auch einen positiven ökologischen Effekt durch die Abkühlung der Flüsse.
Flusswärme kann mittels Wärmetauschern und großen Wärmepumpen direkt in vorhandenen Wärmenetzen genutzt werden, wie hier in Rosenheim.
Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG
In Bayern könnten Flüsse genug Wärme liefern, um den Heizbedarf des gesamten Bundeslandes zu decken. Dies ergab eine Studie der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE). Mindestens die Hälfte der bayerischen Städte und Gemeinden könnten in ihrer Wärmeplanung Wärmepumpen nutzen, die Energie aus Flusswasser gewinnen.
Flüsse werden leicht gekühlt
Mit Abflussdaten des Landesamts für Umwelt berechneten die Experten, dass die Entnahme von nur 1,5 Grad Wärme aus Flüssen erster und zweiter Ordnung ausreichen würde, um den jährlichen Wärmebedarf von etwa 150 TWh zu decken. Die Gewässer profitieren dabei ökologisch durch die Rückführung kühleren Wassers.
Laut Joachim Ferstl von der FfE bietet das Modell technisch machbare, regenerative Wärmelösungen für flussnahe Gemeinden: "Wir haben festgestellt, dass die Wärme von Bayerns Flüssen so schnell regeneriert, dass sie eine verlässliche Energiequelle darstellt, vergleichbar mit Grundwasser, aber mit deutlich schnellerer Regeneration und stabileren Temperaturen."
Es gäbe zwei Hauptsysteme für die Nutzung dieser Energie: offene Systeme, die Wasser direkt aus dem Fluss entnehmen, und geschlossene Systeme, bei denen ein Wärmetauscher im Wasser installiert wird, ohne direkte Wasserentnahme. "Entscheidend ist die Effizienz der Wärmepumpen, und die hängt wiederum stark von der Temperaturdifferenz zwischen Gewässer und Umgebung ab", so Ferstl.
Gunnar Braun vom VKU, einer der Auftraggeber der Studie, ist von den Ergebnissen beeindruckt. "Wir haben definitiv einen weiteren Baustein für die Wärmewende gefunden. Vollversorgung mit dieser Technologie bedeutet natürlich, dass wir die kommunalen Unternehmen und die Kommunen, die in der Wärmeplanung tätig sind, genauer betrachten sollten."
Josef Rampl von den VWB/LVBW, der Wasserkraftwerkbetreiber vertritt, erklärt: "Viel von dem, was wir an Gewässern nutzen, ist schon bei Wasserkraftanlagen geplant. Wir haben die Wasserkraftanlage, die Energieerzeugung und den notwendigen Stauraum für Wärmetauscher und Entnahme – das ist perfekte Infrastruktur, oft mitten in Städten und Gemeinden."
In Rosenheim schon aktiv
In Bayern wird ein solches System bereits in Rosenheim genutzt. Hier betreiben die Stadtwerke drei Groß-Wärmepumpen von je 1.5 MW, die Wärme aus dem Mühlbach abzweigen. Diese wird dann ins Rosenheimer Fernwärmenetz eingespeist. 10 % des Fernwärmebedarfs in der Stadt werden so gedeckt. Der Mühlbach wird hier um etwa ein halbes Grad abgekühlt.
Besonders wirtschaftlich ist die Anlage dann, wenn die Strompreise niedrig sind. Weitere Systeme stehen in Mannheim oder entstehen gerade in Köln. Beide nutzen die Flusswärme des Rheins.
Hohe technische Verfügbarkeit in Mannheim
In Mannheim nutzt der Energieversorger MVV dafür eine Kompressions-Wärmepumpe von Siemens Energy zur Gewinnung. Diese Wärmepumpe erreicht eine Wärmeleistung von bis zu 20 MW und eine mittlere Arbeitszahl von 2,7. Auch hier hängt die Nutzung hauptsächlich von wirtschaftlichen Faktoren wie Strompreisen, anderen Energiepreisen und der Wärmenachfrage ab. Die technische Verfügbarkeit ist dabei nach Unternehmensangaben sehr hoch.
Die Realisierung solcher Anlagen hängt auch immer an Genehmigungen, da sie ja einen Eingriff in die Umwelt darstellen. Die Genehmigung der Mannheimer Anlage erfolgte als Nebenanlage zu einem bestehenden Kohlekraftwerk gemäß Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImschG). Hier konnten bestehende Genehmigungen zur Wasserentnahme genutzt wurden.
Einwände von Naturschutzbehörden gab es nach Angaben der MVV kaum, da die Anlage nur geringe Auswirkungen auf Flora und Fauna hat. Ein kontinuierliches Monitoring des Rheinwassers wurde mit den Behörden abgestimmt, um die Wasserqualität zu sichern.
Aufgrund der geringen Wasserentnahme der Anlage im Verhältnis zur Flusswassermenge des Rheins ist der abkühlende Effekt auf den Fluss vernachlässigbar. Bei kleineren Flüssen oder bei Nutzung mehrerer oder größerer Anlagen könnte jedoch eine messbare, wenn auch kleine, Abkühlung erreicht werden.
