Großwärmepumpen könnten 70% der benötigten Fernwärme bereitstellen
Berlin. Großwärmepumpen in Wärmenetzen könnten nachhaltige Alternativen wie Geothermie, Abwärme oder auch Solarthermie erschließen und so helfen, die deutschen Klimaziele bis 2045 zu erreichen. Das ist ein Kernergebnis der aktuellen Studie „Rollout von Großwärmepumpen in Deutschland: Strategien für den Markthochlauf in Wärmenetzen und Industrie“ des Fraunhofer IEG im Auftrag von Agora Energiewende.
Die Studie „Rollout von Großwärmepumpen in Deutschland: Strategien für den Markthochlauf in Wärmenetzen und Industrie“ hat Fraunhofer IEG im Auftrag von Agora Energiewende erstellt. Die 140-seitige Studie analysiert umfassend den aktuellen Marktstatus und Entwicklungspotenziale von Großwärmepumpen mit besonderem Fokus auf den Hochlauf von Wärmenetzen. Die Publikation steht zum kostenlosen Download unter www.agora-energiewende.de zur Verfügung. Bild: Agora Energiewende/Fraunhofer IEG (2023)
„Unter den nachhaltigen Wärmetechnologien ist die Großwärmepumpe sicherlich der schlafende Riese“, unterstreicht Fabian Ahrendts vom Fraunhofer IEG und Erstautor der Studie. „Mit dem nächsten Entwicklungsschub erreicht die Technologie Temperaturen bis 200°C und damit die Arbeitstemperatur nicht nur der bestehenden Fernwärmenetze, sondern auch vieler Verarbeitungs- und Trocknungsprozesse in den Branchen Papier, Nahrungsmittel, Chemie und Lacke.“
Für die Studie befragte das Fraunhofer IEG viele Hersteller und konnte Entwicklungspotenziale (beispielsweise erreichbare Temperaturen, Wirkungsgrade und Flexibilität) sowie Fragen zum Aufbau weiterer Produktionskapazitäten klären. Zudem erbrachte die Recherche einen groben Marktüberblick: Anfang 2023 waren in Deutschland mindestens 30 Wärmepumpenanlagen mit jeweils einer thermischen Leistung über 500 kW in Betrieb, die zusammen eine Gesamtleistung von ca. 60 MW aufweisen. Überdies waren mindestens 30 weitere Großwärmepumpenprojekte mit einer Gesamtleistung von rund 600 MW bereits im Bau oder in Planung.
Die Studie zeigt zudem: Das verfügbare Angebot von Umwelt- und Abwärme in Deutschland, das über Wärmepumpen bereitgestellt werden kann, übersteigt bei weitem den Wärmebedarf für Gebäude und industrielle Prozesswärme bis 200°C. In Summe beläuft sich die potenzielle Wärmeleistung, die Wärmepumpen aus CO₂-freien Quellen auch ohne Nutzung von Umgebungsluft zur Verfügung stellen können, auf rund 1500 Terawattstunden (TWh). Wärmepotenziale bieten demnach die oberflächennahe und tiefe Geothermie, See- und Flusswasser, industrielle Abwärme, Abwasser, Kohlengruben sowie Rechenzentren. Demgegenüber steht ein jährlicher Wärmebedarf für Temperaturen bis 200°C von insgesamt etwas über 1000 TWh.
Bis 2045 könnten Großwärmepumpen über 70% der Fernwärme in Deutschland bereitstellen und dort Erdgas weitestgehend ersetzen – wie aus den Langfristszenarien im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums hervorgeht. Dafür braucht es einen durchschnittlichen Zubau von jährlich vier Gigawatt neuer Großwärmepumpenleistung bis 2045. Die Studie nennt drei Voraussetzungen für einen schnellen Hochlauf von Großwärmepumpen: Es braucht einen klaren Ausbaupfad basierend auf einer verbindlichen kommunalen Wärmeplanung, den Abbau von Preisnachteilen gegenüber fossilen Energieträgern sowie eine strategische Ausweitung des Wärmepumpen-Angebots etwa durch die Standardisierung von Produktionsprozessen.
In den skandinavischen Ländern sind Großwärmepumpen längst auf dem Vormarsch und versorgten Wohngebiete großflächig mit klimaneutraler Wärme. In Deutschland sind Großwärmepumpen noch ein Nischenprodukt. Neben den beiden Vorreitern - Norwegen mit einem Anteil an Großwärmepumpen an der Fernwärmeversorgung von rund 13% und Schweden mit einem Anteil von über 8% – liegen auch Finnland, Dänemark und Frankreich über dem europäischen Durchschnitt von 1,2%.
