Wie zwei Großwärmepumpen ein Fernheizwerk versorgen
In diesem Rahmen werden neben Berlin-Neukölln, Großwärmepumpen in Stuttgart, Mannheim, Rosenheim errichtet und bis zum 31. März 2026 im Realbetrieb getestet. Energieversorger und wissenschaftliche Institute aus ganz Deutschland erforschen unter dem Dach der Arbeitsgemeinschaft Fernwärme (AGFW, heute: Effizienzverband für Wärme, Kälte und Kraft-Wärme-Kopplung) die Praxistauglichkeit, Potentiale und Anwendungsbedingungen von Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen. Die gewonnenen Daten und Erkenntnisse sollen die Wärmewende beschleunigen und werden unter den Partnern geteilt.
Wärmeerzeugung im Fernheizwerk
Erzeugt wird die Wärme am Standort Weigandufer des Heizkraftwerks Berlin-Neukölln. Dafür sorgen sieben Großkessel unter Einsatz von Holzpellets, Heizöl und Erdgas. Steinkohle wird nicht mehr verwendet. Um die Wärmewende zu schaffen, produzieren fünf Blockheizkraftwerke auf dem FHW-Gelände Wärme und Strom in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Dieser gekoppelte Erzeugungsprozess ermöglicht einen hohen Nutzungsgrad der Brennstoffe.
Eine GEA-Großwärmepumpe ist bereits mit den fünf Blockheizkraftwerken verbunden. Sie nutzt die Abwärme aus der Ladeluftkühlung der Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Daraus wird eine Wirkungsgradsteigerung der Gesamtanlage um circa fünf Prozent generiert. So können pro Jahr 4000 Wh Wärme zusätzlich für die Nachbarschaft aus Abwärme, die sonst verlorenginge, erzeugt werden. In Kürze geht ein weiteres neues „Wasserstoff-ready“-Fernheizwerk auf dem Gelände des Fernheizwerks Neukölln in Betrieb. Die zweite GEA-Großwärmepumpe bildet hier das Herzstück.
Hohe CO2-Einsparung
Das FHW Neukölln plant, fortlaufend in die Wärmewende zu investieren. Dafür werden im laufenden Betrieb die Wärmeerzeugungsanlagen durch neue, umweltfreundliche Anlagen ersetzt und regenerative Energiequellen integriert. Dazu gehören mehr flexible Kraft-Wärme-Kopplungen, Power-to-Heat und ein zweiter Wärmespeicher.
Die CO₂-Emissionen des FHW werden dadurch ab 2025 um 25 000 t pro Jahr gesenkt. Zudem will das FHW Neukölln lokale Unternehmen, in denen Verbrennungs- und Erhitzungsprozesse stattfinden, anbieten, die industrielle Abwärme in das FHW-Fernwärmesystem einzuspeisen.
So kommt die Wärme in die Haushalte
Die Wärme kommt in Form von heißem Wasser in die angeschlossenen Haushalte – rund 60.000 sind es in den Stadtteilen Berlin-Neukölln und Berlin-Kreuzberg. Das Wasser gibt seine Wärme ab und fließt in einem Kreislaufsystem zum FHW Neukölln zurück. Rund 128 km Trassen sind inzwischen verbaut. Jedes Jahr kommen rund 2 bis 4 km hinzu. Das Fernwärmenetz reicht mittlerweile vom Landwehrkanal in Kreuzberg über die Grenzallee in Neukölln, Reuterkiez und Körnerpark bis an das Tempelhofer Feld in der Oderstraße.
Wärmepumpen erzeugen bis zu 95 °C
GEA stellt insgesamt zwei Großwärmepumpen für das FHW Neukölln bereit. Beim Modell RedGenium handelt es sich um eine Ammoniak-Wärmepumpe mit Hubkolbenverdichter von Grasso, Verdampfer mit integriertem Flüssigkeitsabscheider und vollverschweißten Plattenwärmeüberträgern. Die werksseitig montierte und anschlussfertige Einheit ist serienmäßig mit Frequenzumrichter ausgestattet. Die Wärmepumpe in Verbindung mit dem Hubkolbenverdichter V XHP ermöglicht die Bereitstellung von Temperaturen von + 95 °C.
Neben dem Temperaturplus erreicht der größte V XHP-Kompressor auch fast die doppelte Leistung im Vergleich zu den bisherigen verfügbaren Modellen. Die GEA-Lösung ergänzt das bisherige Wärmepumpen-Portfolio, denn sie ist für viele Prozesse geeignet, bei denen große Wärmelastanforderungen bestehen. Das sind zum Beispiel Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Molkerei-Industrie. Das Temperaturniveau erfüllt auch die Kriterien für Raumheizung, Fern- und Nahwärmenetze.
Hohe Wirkungsgrade
Elektrisch betriebene Wärmepumpen nutzen entweder verfügbare Prozessabwärme oder andere Wärmequellen aus der Umgebung und übertragen die Wärme auf ein höheres Temperaturniveau. Auch im Fall der Verwendung von beispielsweise reinem „Kohlestrom“ ist eine Wärmepumpe wegen ihrer hohen Effizienz nachhaltiger als herkömmliche Heizkessel, da sie nur rund ein Drittel der Primärenergie eines Kessels benötigen, um die gleiche Leistung zu erzeugen.
Die Wärmepumpen von GEA erreichen in Kombination mit dem natürlichen Kältemittel Ammoniak bei niedrigen Füllmengen hohe Wirkungsgrade. Dies senkt den Energieverbrauch und die Gesamtkosten, was einen deutlich verbesserten ROI (return on invest) bewirkt.
