07.11.2024: „Wärmepumpen an Fließgewässern – Riesiges Potential für Bayern“
Referenten: Dr. Josef Rampl, VWB
Joachim Ferstl und Simon Koderer, FfE München
Christoph Winkler, Duschl Ingenieure
Der Vortrag vom 7.11.2024 befasst sich mit Wärmepumpen an Fließgewässern. Hierfür begrüßte das Büro in Kooperation mit ezro-Energiezukunft Rosenheim die Referenten Dr. Josef Rampl (VWB), Joachim Ferstl (FfE München) und unser Geschäftsleiter Christoph Winkler, Dipl.-Ing. (FH).
Den Nachmittag eröffnete Andreas Duschl mit einem Lob auf den Umschwung in der Energiewirtschaft hinzu erneuerbaren Energien. Dazu werden Wärmepumpen an Fließgewässern auch gehören. Diesen Enthusiasmus führte Herr Dr. Rampl weiter und erläuterte die Motivation für den Grund, wegen dem sich viele Zuhörer an diesem Donnerstag in Rosenheim und online eingefunden hatten. Diesen Grund stellt die Studie der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) dar. Vier Verbände haben diese Studie in Auftrag gegeben, VKU, VBEW, LVBW und VWB. Herr Dr. Rampl gehört einer von diesen vier Institutionen an, der Vereinigung Wasserkraftwerke in Bayern e.V. (VWB). Diese vier Verbände kommen aus der Branche der Wasserkraftwerke. Sie sind also schon Bestandteil der Energiewirtschaft und wissen aber auch, dass sie sich durch die Nutzung von Fließgewässern an einer möglichen Sektorkopplung von Strom- und Wärmeerzeugung befinden. Durch die bestehende Wasserkraftnutzung wird bereits ein Teil zu erneuerbaren Energien beigetragen und könnte womöglich durch die thermische Nutzung von Fließgewässern vergrößert werden. Aufgrund dieses Standpunktes und der allgemeinen Neugier wurde die Studie bei der FfE in Auftrag gegeben.
Im nächsten Vortrag klärte Herr Ferstl von der FfE München, der gleichzeitig einer der Autoren der Studie ist, krankheitsbedingt allein das Publikum über die wichtigen Erkenntnisse der Studie auf. Ab November 2023 hat sich sein Team mit der theoretischen Potenzialanalyse der Fließgewässer in Bayern beschäftigt. Die Studie konzentriert sich auf das theoretisch vorhandene Potenzial in den betrachteten Fließgewässern in Bayern. Als Ergebnis der Berechnungen ergibt sich, dass der gesamte Wärmebedarf bilanziell gedeckt werden kann, wenn jedes betrachtete Fließgewässer durch die thermische Nutzung um 1,5 K abgekühlt wird. Der monatliche Verlauf des theoretischen thermischen Potenzials der Fließgewässer schwankt in Abhängigkeit der Jahreszeiten, da auch das Fließgewässer bei kalten Außentemperaturen abkühlt und somit weniger thermische Energie zur Verfügung steht. In der Studie wurde das theoretische Potenzial regionalisiert in Abhängigkeit der zur Gemeinde zugehörigen Flusskilometer. Bei dieser Regionalisierung wurde klar, dass Gemeinden, die direkt entlang der großen Fließgewässer Bayerns wie Donau, Inn, Salzach und der anderen großen Zuflüsse der Donau liegen, die Möglichkeit haben, ihren Wärmebedarf das ganze Jahr über mit Hilfe von Flusswasser zu decken. Insgesamt betrifft das ca. ein Fünftel aller bayerischen Gemeinden. Allgemeine Erkenntnisse zur Umsetzung von Wärmepumpen an Fließgewässern sind, dass die Technik bereits ausgereift ist, jedoch die Wahl des passenden Kältemittels noch vor Herausforderungen steht. Zudem ist der Frostschutz aufgrund der niedrigen Gewässertemperaturen in den kalten Jahreszeiten ein großes Thema. Um auf die Auftraggeber der Studie zurückzukommen, ließ sich abschließend sagen, dass ein Wasserkraftwerk durch die vorhandene Infrastruktur ein geeigneter Standort wäre, um mit der Nutzung des hohen thermischen Potenzials in den bayerischen Fließgewässern zu beginnen.
An die Herausforderungen in der technischen Umsetzung in Bezug auf Wärmepumpen knüpfte unser Geschäftsleiter Christoph Winkler an. Nach der erneuten Hervorhebung, dass die thermische Nutzung von Fließgewässern ein wichtiges Standbein in der Wärmeversorgung werden kann, führte er die zentralen Herausforderungen an. Der Wärmetauscher kann verschmutzen, ein Frostschutz der Anlage ist wichtig und die Wasserentnahme kann ohne vorhandene Infrastruktur aufwendig und kostspielig werden. Die Wärmetauscher, die mit Flusswasser in Berührung kommen, sind von Verschmutzung durch Sande oder organische Materialien bedroht. Hier kann die richtige hydraulische Anordnung und ein Filter Abhilfe schaffen. Bei der Wasserentnahme ist allgemein auf Flora und Fauna zu achten. Hierbei ist ebenfalls der Hochwasserschutz zum Schutz der Anlage zu beachten. Wenn schon Infrastruktur wie ein Wasserkraftwerk vorhanden ist, entstehen Synergien bei der Wasserentnahme, welche die Planung vereinfachen. Für den Frostschutz legt Christoph Winkler Wert darauf, durch thermodynamisches Wissen und enge Zusammenarbeit mit Wärmepumpenherstellern diese Hürde zu bewältigen. In Notfällen schlägt er eine Übergangsheizung neben der Wärmepumpe vor, wie beispielsweise eine elektrische Heizung, um die Tage, an denen tatsächlich Frostgefahr herrscht, überbrücken zu können. Durch die klimatische Entwicklung in den letzten Jahren treten aber wesentlich weniger Tage mit Frostgefahr auf als angenommen. Durch die Vorstellung von verschiedenen bewältigten Hürden in der Planung bei Duschl Ingenieure, wie den Frostschutz bei einer Wärmepumpe aus der Wärme eines Eisspeichers oder den Schutz vor Verschmutzung bei einer Flusskühlung am Inn, beweist Christoph Winkler, dass Duschl Ingenieure das Knowhow hat, um die Herausforderungen in der technischen Umsetzung des thermischen Potenzials bewältigen zu können.
Mit diesen Vorträgen ging der Nachmittag zu Ende und es bleibt spannend, in welchem Umfang eine zukünftige Wärmeversorgung durch Fließgewässer zukünftig genutzt werden kann.
