Flusswasserwärmepumpe: Wenn der Rhein zur Heizung wird

Flusswasserwärmepumpe : Wenn der Rhein zur Heizung wird

Der Bau von Europas größter Flusswasserwärmepumpe geht jetzt in die entscheidende Phase. Energieökonomen versprechen sich viel von dieser Art des Heizens – warnen allerdings vor mehreren Hürden.

Wer das wärmewirtschaftliche Vorzeigeprojekt Kölns sehen möchte, muss ein Stück den Rhein entlangfahren. Den Fluss säumen in dieser Niedrigwasserperiode breite Kiesstrände, vom Ufer her riecht es muffig. Mit dem Dom im Rücken geht es auf eine Landzunge hinaus ins Niehler Hafenbecken. Hier wird an diesem sonnigen Julinachmittag der Grundstein für Europas größte Flusswasserwärmepumpe gelegt.

Viel ist noch nicht zu besichtigen. Eine weiße Betonbodenplatte zeigt, wo einmal die drei Wärmepumpenmodule stehen werden. Daneben rahmen Holzbauzäune das Areal für das künftige Wasserentnahmebauwerk ein. Meterdicke Rohre sind in den vorbereiteten Boden eingelassen; schließlich sollen im Extremfall 30.000 Kubikmeter Wasser in der Stunde durch die Anlage laufen. Unter Einsatz von Ökostrom kann sie theoretisch nahezu klimaneutrale Fernwärme liefern.

Wie umgedrehte Kühlschränke

Das Vorhaben liegt im Trend. Großwärmepumpen funktionieren grob gesagt wie umgedrehte Kühlschränke. Sie speisen Wärme in Fernwärmenetze ein und eignen sich damit vor allem für dicht besiedelte Mehrfamilienhaus-Gegenden, in denen individuelle Wärmepumpen für die Haushalte schwierig umsetzbar sind.

Das Niedrigwasser macht den Projektverantwortlichen vom örtlichen Versorger Rheinenergie wenig Sorgen. „Wenn der Rheinpegel in Köln bei null Metern ist, steht im Niehler Hafenbecken noch ein Meter Wasser“, erklärt ein Sprecher, während Bundeswirtschaftsministerin Katherina Reiche (CDU) aus den beigefarbenen Pfennigabsatzschuhen schlüpft, um sie gegen klobige Sicherheitsschuhe einzutauschen.

Rechnerisch lassen sich rund 50.000 Haushalte beheizen

Mit Warnweste und Helm geht es dann raus auf die Baustelle, gemeinsam mit Nordrhein-Westfalens Wirtschaftsministerin Mona Neubaur (Grüne), Kölns Oberbürgermeister Torsten Burmester (SPD), Rheinenergie-Chef Andreas Feicht und allerlei weiterer Prominenz. „Der Rhein ist Legende, Kulturgut, Lebensader, Verkehrsweg, Standortfaktor – und jetzt wird er zur Heizung“, fasst Reiche den Grund der Feierlichkeiten zusammen.

Ganz streng genommen ist das Kölner Flusswasserwärmeprojekt gar nicht unbedingt das größte Europas, obgleich die Anlage – wenn sie einmal fertig ist – bis zu 150 Megawatt installierte Leistung liefern soll. Damit lassen sich rechnerisch rund 50.000 Haushalte beheizen. Doch in Mannheim bauen sie nun an einer ähnlichen Großwärmepumpe mit sogar 165 Megawatt. Weil dieses Konkurrenzprojekt aber wohl erst später vollständig fertig wird, rühmt man sich aktuell in Köln noch mit dem Superlativ. In Köln soll die Anlage rund 30 Prozent des Fernwärmenetzes dekarbonisieren. Parallel ist geplant, das Netz zu erweitern und ihm auch Neuanschlüsse hinzuzufügen.

Mischkalkulation soll laufende Kosten dämpfen

Doch wie interessant ist eigentlich das CO₂-arme Heizen mittlerweile noch? Das vor rund zwei Wochen verabschiedete Gebäudemodernisierungsgesetz hat den Druck zum Einbau klimafreundlicher Heizungen von den Privathaushalten genommen. Die zentrale Vorgabe des alten Heizungsgesetzes, nämlich, dass neue Heizungen zu mindestens 65 Prozent mit Erneuerbaren laufen müssen – wurde getilgt. Eigentümer dürfen künftig wieder selbst entscheiden, welche Art Heizung sie einbauen. Die Wirtschaftlichkeitsrechnung CO₂-armer Fernwärmeprojekte verbessert das nicht unbedingt. Doch die Rheinenergie gibt sich entspannt. „Das betrifft uns eher weniger“, sagt der Sprecher. Der Bedarf an Fernwärme in Köln entstehe hauptsächlich durch institutionelle Wohnungsunternehmen, die weiterhin Wert auf Dekarbonisierung legten.

Davon abgesehen fährt man in Köln eine Mischkalkulation. Die Wärmepumpe soll nämlich nur dann laufen, wenn der benötigte Strom billig oder vielleicht manchmal sogar zum Nulltarif zu haben ist. In der Erneuerbaren-Welt passiert das vor allem, wenn viel Wind weht oder lange die Sonne scheint. Wird wenig Solar- und Windenergie erzeugt, steigen die Strompreise und die Rheinenergie kann statt der Riesenwärmepumpe ihr Gas- und Dampfturbinenkraftwerk einsetzen, das direkt nebenan steht. Beide Anlagen werden sich sogar das Bauwerk teilen, aus dem das gebrauchte Wasser wieder zurück in den Rhein geleitet wird – mal warm aus dem Kraftwerk, mal kalt aus der Wärmepumpe.

Mit 280 Millionen Euro Gesamtinvestitionssumme ist das Vorhaben das zweitgrößte in der Unternehmensgeschichte der Rheinenergie, die über Umwege zu etwas mehr als drei Vierteln der Stadt Köln gehört. Den Rest der Anteile hält die Westenergie, eine Tochtergesellschaft des Eon-Konzerns und das Unternehmen, das früher Katherina Reiche leitete, bis sie ihr Ministeramt antrat. Rund 100 Millionen Euro Fördergeld haben Bund und EU zu dem Projekt beigesteuert. Reiche betont vor allem, wie durch die Subventionen hier auch privates Kapital „gehebelt“ werde.

Das soll sich auszahlen, nicht nur in Köln. „Großwärmepumpen befinden sich derzeit in einem rasanten und flächendeckenden Markthochlauf“, heißt es in einer empirischen Analyse des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Uni Köln, die Anfang des Jahres zum Thema erschienen ist. „Auf Basis aktuell angekündigter Projekte könnte sich die installierte Leistung von aktuell circa 200 Megawatt bis zum Jahr 2030 auf knapp 1150 Megawatt fast versechsfachen.“

Es handelt sich bei den Prognosedaten nicht allein um Flusswärmepumpen, wie in Köln-Niehl. Möglich sind auch beispielsweise Abwärme, Abwasser oder Klärwasser als Wärmequellen. Doch die Studie zeigt, dass hier gerade eine Verschiebung stattfindet. „Während Bestandsanlagen primär Abwärme nutzen, konzentrieren sich Neuanlagen verstärkt auf die Erschließung von Gewässern und Abwasser als Wärmequelle“, schreiben die Autoren unter Leitung der Ökonomin Ann-Kathrin Klaas.

Langwierige Genehmigungsverfahren

Die Denkfabrik Agora Energiewende zeigt allerdings auch Hürden auf. Etwa, dass Großwärmepumpen es im Wettbewerb gegen Erdgas-betriebene Anlagen schwer hätten, weil Strom stärker als Gas mit Abgaben und Umlagen belastet sei. Eine Studie der Denkfabrik zusammen mit dem Fraunhofer IEG aus dem Jahr 2023 gibt zudem zu bedenken, dass komplexe Genehmigungsverfahren den Hochlauf von Großwärmepumpen dämpften.

Auch die Kölner Rheinenergie betrat genehmigungstechnisches Neuland, hofft aber, Wegbereiter für vergleichbare Projekte zu sein. Die Flusswasserwärmepumpe verzögerte sich durch langwierige Diskussionen mit Ämtern, Behörden und Naturschützern um rund ein Jahr. Ein Problem ergab sich etwa mit Blick auf den Fischschutz: Kleinere Fische kann die Wärmepumpe nicht über Filter fernhalten und saugt sie mit dem Flusswasser an – diese Fische müssen wieder zurück in den Rhein. Tierschützer befürchteten aber, dass sie an der Einleitungsstelle zu leichter Beute für größere Raubfische werden könnten. Mittlerweile hat man dieses Problem gelöst: „Fischmanagement“ nennt die Rheinenergie das Wiedereinsetzen der Fische ein Stückchen weiter rheinabwärts. Eine zweite Genehmigung zur Einleitung des kühleren Wassers steht weiterhin aus. Trotzdem ist der Versorger optimistisch, bis zur Heizsaison 2028 mit der Wärmepumpe in Betrieb gehen zu können.