Abwärme und Großwärmepumpen: urbane Wärmequellen flexibel nutzen

Das Prinzip einer Wärmepumpe ist einfach, aber sehr effektiv: Bereits vorhandene Wärme aus Umweltmedien wird unter Einsatz von Strom und einem Kältemittel auf ein höheres Temperaturniveau gehoben. Im Falle der Fernwärme kommen Groß- und Hochtemperaturwärmepumpen zum Einsatz, die beispielsweise Abwärme aus industriellen Prozessen, aus dem Abwasser, aus Kältezentralen und Datacentern nutzen.
 

5 Beispiele für eine effiziente Abwärmenutzung

 

  • Wärme, die aus der Kälte kommt
    In unserer Kältezentrale am Potsdamer Platz ergänzen sich zwei Systeme: Schon seit mehr als 25 Jahren versorgt der Standort tausende Wohnungen und Büros sowie einige Ministerien und Kultureinrichtungen mit lokal erzeugter Fernkälte. Das Wasser erwärmt sich in den Gebäuden auf etwa 12 Grad und wird zur Kältezentrale zurückgeleitet. Hier kommt die neue Hochtemperaturwärmepumpe ins Spiel. Sie nutzt die Abwärme des Kältekreislaufes als Quelle und hebt die Temperatur dieser Restwärme auf bis zu 120 Grad Celsius. Die jährlich durch die Hochtemperaturwärmepumpe produzierte Gesamtwärmemenge beträgt 55 Gigawattstunden. Damit können im Sommer 30.000 Haushalte mit Warmwasser und im Winter 3.000 Haushalte mit Wärme versorgt werden.

    Aufgrund des Innovationsgehalts und ihrer Bedeutung für den zukünftigen Erzeugungsmix wird die Hochtemperaturwärmepumpe im Rahmen des Forschungsprojektes „Qwark3“ über den Projektträger Jülich vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.
     

  • Thermische Verwertung nicht vermeidbarer Abfälle
    Der beste Abfall ist der, der gar nicht erst entsteht. Für den Abfall, der sich auf absehbare Zeit nicht vermeiden lässt, ist das oberste Ziel, die enthaltenen Wertstoffe zu recyceln. Doch nicht jeder Abfall kann recycelt werden. Umso wichtiger ist es, auch bei der thermischen Verwertung nicht vermeidbarer Abfälle jedes Nutzungspotenzial auszuschöpfen. Mit der bei der Verbrennung anfallenden Abwärme der BSR-Müllverbrennungsanlage Ruhleben wird Wasser erhitzt. Der dabei entstehende Wasserdampf gelangt über eine Dampfbrücke in unser Heizkraftwerk Reuter. Die auf diese Weise erzeugte Fernwärme kann jährlich rund 64.000 Wohneinheiten klimaschonend versorgen. Bis 2026 wird die aktuelle Turbine durch eine neue Gegendruckdampfturbine ersetzt. Sie hat eine Leistung von rund 110 Megawatt thermisch sowie 30 Megawatt elektrisch und nutzt den Dampf noch effizienter als bisher.
     

  • Lokale Abwärme aus dem Klärwerk
    Das Dusch-, Bade- oder Spülwasser, das im BWB-Klärwerk Ruhleben auf der anderen Flussseite des Heizkraftwerks Reuter West ankommt, transportiert nutzbare Restwärme. Je nach Jahreszeit hat es eine Temperatur zwischen 12 und 27 Grad. Ein Teil des geklärten Abwassers soll zukünftig über eine Rohrleitung zu einer Abwasserwärmepumpe geleitet werden, um Wärme zu entziehen, auf ein höheres Temperaturniveau zu heben und für die Fernwärmeversorgung nutzbar zu machen. Auf diese Weise können etwa 45.000 Haushalte mit klimaneutraler Fernwärme versorgt werden. Anschließend fließt das etwa 10 bis 15 Grad kühlere Wasser über ein unterirdisches Einleitbauwerk in die Spree. Die Inbetriebnahme der Abwasserwärmepumpe mit rund 75 Megawatt thermische Leistung ist für 2026 geplant.


 

  • Königliche Wärme
    Seit 2017 speist die KPM (Königliche Porzellanmanufaktur Berlin), eine der ältesten Porzellan-Manufakturen Europas, industrielle Abwärme ins Berliner Fernwärmenetz. Beim Porzellanbrand entstehen Temperaturen bis zu 1.400 Grad Celsius. Die vier Brennöfen sind in diesem Fall nicht mit einer Wärmepumpe, sondern mit einer Wärmerückgewinnungsanlage gekoppelt. Immer, wenn Porzellan produziert wird, erhitzen sie heißes Wasser auf rund 110 Grad Celsius. Das Heizwasser fließt an den Wärmeübertrager der Hausübergabestation und dann als CO2-neutrale Wärme ins Berliner Fernwärmenetz.
     

  • Ideen für Berlin-Buch
    Um auch die im Schmieröl der Turbinenlager, in den Generatoren und im Gasverdichter anfallende Abwärme einbinden zu können, haben wir in unserem Heizkraftwerk Buch 2021 eine neue Wärmepumpe in Betrieb genommen. Sie ist in der Lage, das verhältnismäßig niedrige Temperaturniveau von 40 Grad Celsius nutzbar zu machen. Mit Hilfe von elektrischer Energie hebt sie die Temperatur im Kältemittelkreis auf über 65 Grad Celsius an und überträgt die Abwärme auf den Rücklauf des Heiznetzes. Mit dem Einsatz eines Anteils elektrischer Energie spart dieser Prozess sieben Anteile Erdgas ein. Damit können in Buch über das Fernwärmenetz etwa 500 Wohnungen mit klimaneutraler Wärme beheizt werden.