IfEU sieht großes Wärmepotenzial in Flüssen und Seen

Flüsse und Seen in Baden-Württemberg bergen nach Einschätzung des Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (IfEU) ein erhebliches, bislang nur teilweise erschlossenes Potenzial für die Wärmeversorgung. Besonders in Verbindung mit Wärmenetzen könnten Großwärmepumpen große Wärmemengen bereitstellen. In der kommunalen Wärmeplanung spiele Aquathermie bislang jedoch nur eine untergeordnete Rolle.

Für das Kurzgutachten im Auftrag des baden-württembergischen Umweltministeriums hat das IfEU unter anderem Potenzialstudien und kommunale Wärmepläne ausgewertet. Das theoretische thermische Potenzial von Flüssen und Seen übersteigt demnach die heutige Fernwärmeerzeugung im Land um ein Vielfaches. Allein eine Abkühlung des mittleren winterlichen Durchflusses von Rhein, Donau und Main an jeweils einer Entnahmestelle um 1 bis 2 Kelvin entspreche während der Heizperiode rund 25 bis 50 TWh Wärme im Jahr. Hinzu kämen weitere Potenziale durch eine wiederholte Wärmeentnahme entlang der Gewässer.

Aquathermie nutzt die in Gewässern gespeicherte Wärme über Großwärmepumpen. Die Technik gilt laut IfEU als ausgereift. Besonders interessant ist sie dort, wo bereits Wärmenetze oder Infrastrukturen zur Wasserentnahme bestehen, etwa an Kraftwerken oder Wasserkraftstandorten. Die Wärmequelle steht nahezu ganzjährig zur Verfügung und benötigt vergleichsweise wenig Fläche.

In den bisherigen Wärmeplänen spiegelt sich dieses Potenzial nur begrenzt wider. In 108 der 195 vom IfEU gesichteten Wärmeplänen wurde Aquathermie in Betracht gezogen. Quantitative Potenzialangaben fanden sich allerdings nur in 66 Plänen. Insgesamt ergeben den Forschenden zufolge die in den Wärmeplänen genannten Potenziale für Aquathermie insgesamt einen Betrag von rund 9 TWh pro Jahr.

Knapp 24 MW thermische Leistung in Betrieb

In Wärmenetzen sollen Gewässerwärmepumpen hochgerechnet auf Baden-Württemberg im Jahr 2040 rund 8 Prozent des Energiebedarfs decken. Wasserstoff kommt in den Planungen auf gut 10 Prozent, Biomasse und Müllverbrennung zusammen auf rund 24 Prozent. Das IfEU verweist darauf, dass gerade Wasserstoff und Biomasse wegen Nutzungskonkurrenzen und unsicherer Verfügbarkeit weniger verlässlich seien.

Aus den Wärmeplänen ergibt sich für Aquathermie ein hochgerechneter Beitrag von 2,5 TWh im Jahr 2030 und 3,4 TWh im Jahr 2040. Das IfEU hält jedoch deutlich mehr für möglich und schlägt als Ziel mindestens 2,5 TWh bis 2030 und 5 TWh bis 2040 vor. Dafür wären nach Einschätzung des Instituts mindestens 50 Standorte bis 2030 und 100 Standorte bis 2040 erforderlich.

Der Ausbau steht allerdings noch am Anfang. In Baden-Württemberg sind bislang knapp 24 MW thermische Leistung in Betrieb oder im Bau. Gleichzeitig befinden sich mindestens elf weitere Projekte mit zusammen rund 524 MW in Planung. Selbst wenn sie alle bis 2030 realisiert würden, ergäbe sich laut Gutachten bei 2.000 bis 4.000 Volllaststunden eine Wärmeerzeugung von etwa 1,1 bis 2,2 TWh im Jahr.
Allein in Mannheim ist seit 2023 eine Flusswärmepumpe mit rund 20 MW thermischer Leistung in Betrieb. Eine zweite Anlage mit 165 MW ist geplant.

Als zentrale Hemmnisse für die Nutzung der Aquathermie nennt das Gutachten weniger die Technik als vielmehr Genehmigungsverfahren, fehlende Erfahrung in Behörden und hohe Investitionskosten.

Das Land will die Potenziale künftig im Energieatlas der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg ausweisen. Das ifeu schlägt darüber hinaus eine behördenübergreifende Taskforce, einheitlichere Genehmigungsregeln, Schulungen sowie eine Förderung von Machbarkeitsstudien und Pilotprojekten vor.

Die Kurzstudie mit dem Titel „Aquathermie in Baden-Württemberg – Strategische Bedeutung für eine klimaneutrale Wärmeversorgung“ steht auf der Website des IfEU zum Download zur Verfügung. (fw)