Aquathermie soll bis 2040 fünf TWh Wärme liefern

Das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu) sieht großes Potenzial für Wärme aus Flüssen und Seen in Baden-Württemberg. In einem Kurzgutachten für das Landesumweltministerium empfiehlt es Ausbauziele von mindestens 2,5 TWh jährlich bis 2030 und fünf TWh bis 2040. Dafür sollen bis 2030 mindestens 50 Standorte in Betrieb oder konkret in Umsetzung sein. Für 2040 schlägt das Institut mindestens 100 Standorte vor. Umwelt- und Energieministerin Thekla Walker sieht darin einen wichtigen Baustein für die Wärmewende: „Flüsse und Seen sind regionale, fast ganzjährig verfügbare Wärmequellen, die wir deutlich stärker als bisher nutzen können.“

Aquathermie nutzt die Wärme von Flüssen, Seen und Kanälen mithilfe von Großwärmepumpen. Sie eignet sich vor allem für Quartierslösungen sowie bestehende und neue Wärmenetze. Wärmetauscher entziehen dem Wasser Wärme, die eine Wärmepumpe auf das benötigte Temperaturniveau anhebt.

Das theoretische Potenzial übersteigt den möglichen Ausbau erheblich. Allein eine Abkühlung von Rhein, Donau und Main um ein bis zwei Kelvin während der Heizperiode entspräche laut Gutachten 25 bis 50 TWh Wärme. Dabei handelt es sich jedoch nicht um das praktisch nutzbare Potenzial. Gewässerökologie, Wassertemperaturen, Entnahmemengen, vorhandene Wärmenetze und die örtliche Wärmenachfrage begrenzen die Nutzung. Für die Seen in Baden-Württemberg beziffert das ifeu das technisch entnehmbare Potenzial auf rund 23 TWh jährlich. Davon entfallen mehr als 99 Prozent auf den Bodensee. Unter wirtschaftlichen Bedingungen verbleiben rund 1,1 TWh, weil sich Gewässerwärmepumpen vor allem in Verbindung mit Wärmenetzen rechnen.

Wärmepläne sehen für Aquathermie bislang acht Prozent vor

Für das Gutachten hat das ifeu 195 kommunale Wärmepläne gesichtet und ausgewertet. Insgesamt waren nach den im Gutachten verwendeten Angaben bereits 245 Wärmepläne im Land abgeschlossen und veröffentlicht. Laut Landesumweltministerium befinden sich mehr als 200 weitere in der Erstellung.

In 108 der vom ifeu ausgewerteten Pläne wurde ein Aquathermiepotenzial betrachtet, allerdings mit sehr unterschiedlichen Methoden. Quantitative Angaben enthielten 66 Wärmepläne. Zusammen ergeben diese ein grob ermitteltes Potenzial von rund neun TWh jährlich. Konkrete Angaben zur geplanten Wärmebereitstellung lagen aus einem Teil der untersuchten Kommunen vor. Bis 2030 wollen 39 Kommunen jährlich insgesamt 1,3 TWh Wärme mit Gewässerwärmepumpen erzeugen. Für 2040 sehen die ausgewerteten Pläne zwei TWh in 51 Kommunen vor.

Auf das gesamte Land hochgerechnet ergibt sich laut Gutachten eine vorgesehene Wärmeerzeugung von 2,5 TWh im Jahr 2030 und 3,4 TWh im Jahr 2040. In diesen Werten ist auch die von den Wärmepumpen eingesetzte elektrische Energie enthalten. Aquathermie erreicht damit 2040 einen Anteil von rund acht Prozent an der erwarteten Wärmeerzeugung in Wärmenetzen. Für Wasserstoff sehen die kommunalen Wärmepläne für denselben Zeithorizont gut zehn Prozent vor, für Biomasse und Müllverbrennung zusammen rund 24 Prozent.

Das ifeu hält die Rolle der Gewässerwärme deshalb für unterschätzt. Wasserstoff und Biomasse würden auch in anderen Sektoren benötigt, während vor allem große Gewässer erhebliche Wärmemengen bereitstellen könnten. Allerdings schätzt das Institut auch den von den Kommunen erwarteten Ausbau der Wärmenetze auf mehr als 40 TWh jährlich bis 2040 als vermutlich zu ambitioniert ein. „Das Potenzial von Aquathermie wird bei der Wärmeplanung zwar regelmäßig untersucht, jedoch steht diese Energiequelle als Alternative zu unsichereren Energieträgern und mit Blick auf die sehr hohen thermischen Potenziale noch nicht ausreichend im Fokus“, sagt ifeu-Geschäftsführer Martin Pehnt.

Mehr als 500 MW Aquathermie in Planung

In Baden-Württemberg sind bislang drei Aquathermieanlagen mit zusammen rund 20 MW thermischer Leistung in Betrieb. Eine weitere Anlage mit vier MW befindet sich am Bodensee im Bau. Die größte bestehende Flusswärmepumpe nutzt in Mannheim Wärme aus dem Rhein. Sie ist seit Oktober 2023 in Betrieb und erreicht 20,5 MW thermische sowie sieben MW elektrische Leistung.

Mindestens elf weitere Projekte mit zusammen rund 524 MW thermischer Leistung befinden sich laut Gutachten in Planung. Davon entfallen 365 MW auf Vorhaben am Rhein und 130 MW auf Projekte am Neckar. Viele Planungen befinden sich allerdings noch in einem frühen Stadium. In Mannheim ist eine zweite Flusswärmepumpe mit 165 MW vorgesehen. Sie soll Wärme für rund 40.000 Haushalte liefern. Die Stadtwerke Heidelberg planen am Neckar eine Anlage mit 30 MW, deren Inbetriebnahme für 2029 vorgesehen ist. In Ulm soll bis 2029 eine Flusswärmepumpe mit 15 MW an der Blau entstehen. Sollten alle derzeit geplanten Vorhaben bis 2030 umgesetzt werden, könnten sie bei 2.000 bis 4.000 Volllaststunden jährlich etwa 1,1 bis 2,2 TWh Wärme erzeugen. Das vom ifeu vorgeschlagene Ausbauziel von 2,5 TWh wäre damit noch nicht erreicht.

Als wichtigste Hemmnisse nennt das Gutachten hohe Investitionskosten, komplexe Genehmigungen und fehlende Erfahrungen bei Behörden. Zudem können lange Leitungswege, hohe Vorlauftemperaturen bestehender Wärmenetze und fehlende Stromnetzanschlüsse Projekte erschweren. Das ifeu schlägt deshalb unter anderem eine landesweite Taskforce, einen Genehmigungsleitfaden, Behördenschulungen und Förderungen für Machbarkeitsstudien vor. Außerdem sollen zehn Pilotprojekte entstehen.

Die Potenziale der Aquathermie will das Land künftig im Energieatlas der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg ausweisen. Kommunen und Planungsbüros sollen sie dadurch leichter in der Wärmeplanung und beim Aufbau von Wärmenetzen berücksichtigen können.

Das Gutachten ist über die Webseite des ifeu abrufbar.

Quelle: ifeu | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH