#209 Flusswärmepumpen und Wärmenetze für die Wärmewende

00:00:00: Tag zusammen, zu einer neuen Ausgabe von Klima und Kohle.

00:00:04: Die Energiewende tut sich ja ziemlich schwer bei der Wärmewende also die Decarbonisierung des Wärmesektors.

00:00:13: das meint auf der einen Seite die Versorgung mit Raumwärme und warm Wasser Auf der anderen Seite dann mit der Prozesswärm für industrielle Prozesse ob das jetzt im Stallwerk ist oder in der Bäckerei.

00:00:28: Aber da sind wir noch nicht wirklich gut aufgestellt.

00:00:33: Stromsektor klappt ganz gut.

00:00:35: Das beobachten wir ja, dass wir mittlerweile bei über sechzig Prozent Anteil regionativer Energien bei der Stromerzeugung sind und dass wir Prozesse elektrifizieren wollen.

00:00:45: Der Verkehrssektor kommt so langsam in Fahrt.

00:00:49: Da gibt es jetzt auch weitere Untersuchungen bestätigen das wir auf dem Weg der Transformation zur elektrifizierten Mobilität sind, also Autos und vor allem auch die ersten LKWs, die elektrifiziert werden.

00:01:04: Aber die Wärme basiert in Deutschland weitestgehend auf fossile Energieträgern hauptsächlich Erdgas – das hatten wir Anfang des Jahres mit der vermeintlichen Gasmangellage, erstmal beruhigt hat, obwohl die Gassprecherzustände auf einem niedrigen Niveau sich einigermaßen konstant halten.

00:01:28: Das wird jetzt in den nächsten Wochen und Monaten dann langsam und stetig raufgehen.

00:01:35: Ich möchte in der heutige Folge mal einen Aspekt rausgreifen bei der Wärmewende, der sogar einen ganz aktuellen Anlass hat.

00:01:44: Auch da kam eine Anfrage vom SWR.

00:01:48: Ich bin hier im Südwesten Deutschlands unterwegs und dann kommt der SWR gerne mal an und fragt an nach aktuellen Themen.

00:01:57: Und konkret geht es um sogenannte Flusswärmepumpen als Wärmeenergiequelle zur Versorgung von Städten, Kommunen, Gemeinden.

00:02:09: Ganz konkret geht's um die Stadt Ladenburg.

00:02:13: Das ist eine Stadt am Neckar zwischen Mannheim-Heidelberg Rund zwölftausend Einwohner.

00:02:21: Die hat folgendes konkretes Problem und das wollen wir uns allgemeiner anschauen in der heutigen Folge ab zwanzig fünfdreißig liefert der regionale Gasversorger kein Erdgas mehr, wo kommt dann die Wärme her?

00:02:34: Jetzt im Zuge der Wärmewende braucht diese Stadt eine Lösung und Ladenburg soll es mal exemplarisch sein für ganz viele Städte und Gemeinden, die eine Lösung finden müssen wie sie ihre Wärmenversorgung dekarbonisieren.

00:02:52: Und ein sehr interessanter Ansatz ist, dass man eine Wärmepumpe nutzt und zwar nicht viele kleine geht natürlich auch sondern eine große.

00:03:04: Geht das?

00:03:05: Lohnt sich das?

00:03:06: Wie funktioniert das?

00:03:06: Das wollen wir uns in der heutigen Vorgehung mal etwas genauer angucken.

00:03:17: Was ist der Hintergrund?

00:03:21: Der Anteil der Wärme rund die Hälfte unseres Endenergieverbrauchs in Deutschland ist für Wärmen und Kältebereitstellung.

00:03:28: Das wird in den nächsten Jahren durch den Klimawandel sicherlich noch steigen, dass wir einen Kühlungs- und Kältbedarf haben im Sommer.

00:03:38: aber jetzt hier in Mitteleuropa haben wir halt ein Wärmepedarf.

00:03:42: Die Raumwärme macht da ein gutes Viertel von diesem Endenergieverbrauch aus.

00:03:50: Das ist größer als der Bereich Beleuchtung, Klima-Kälte etc.

00:03:56: Und ein weiteres Problem ist das fast drei Viertel aller Wohnungen in Deutschland mit Erdgas oder sogar mit Erdd Ölbeheiz werden.

00:04:07: Man merkt da ist ein massiver Bedarf und das ist halt nicht so einfach umzustellen.

00:04:15: Das können wir theoretisch elektrifizieren und über Wärmepumpen gucken wir uns gleich genau an.

00:04:21: Der Anteil der Erneuerbaren im Wärmemarkt liegt bei knapp achtzehn Prozent, das ist viel zu wenig.

00:04:28: Wir müssen – und das Ziel bis zum Zwanzigdreis ist eigentlich fünfzig Prozent – das wird schwierig!

00:04:33: Wir müssen also gucken wie wir das machen können.

00:04:38: Ja jetzt beim Beispiel Ladenburg, das wäre das Besondere, sondern in der Stadt.

00:04:42: es ist eine schöne alte Stadt mit Fachwerkhäusern, wie man sich das so Postkarten im Postkarts Stil vorstellt.

00:04:51: Da gibt es eine ganze Reihe an kleineren Städtchen die Herausforderung haben ihre Wärmeversorgung umstellen zu müssen auf Klimaneutralität aber durch die Bausubstanz gar nicht in der Lage sind das zu können.

00:05:08: Die Idee ist ja erstmal Energieverbräuche senken weniger Wärmbedarf haben heißt dämmen.

00:05:17: Das geht in einer denkmalgeschützten Altstadt, nicht so einfach.

00:05:25: Trotzdem und ein zweites Problem ist dann auch noch gucken wir uns gleich auch noch im Detail an wenn wir Wärmenetze installieren wollen warum?

00:05:34: Wärmennetz haben halt den Vorteil von Wärmmenets kennt man ja.

00:05:37: haben viele Städte betrieben oder bereitgestellt wird die Wärme dann aus großen fossilen Kraftwerken Kohlekraftwerken insbesondere?

00:05:46: das Geht dann in solchen Städten auch nicht, denn da liegen keine Wärmenetze und die nachteilig zu installieren ist ein sehr großer Aufwand.

00:05:57: Was man machen kann ist das ist der richtige Weg Wärmepumpen zu nutzen weil sie sehr effizient sind.

00:06:07: eine Energie Strom rein drei Energien Wärme raus einfach aus dem thermodynamischen Prozess, der da hintersteckt.

00:06:15: Gucken wir uns mal im Detail an wie das funktioniert?

00:06:18: Das ist kein Problem.

00:06:21: Die entscheidende Frage ist macht man individuelle Lösungen, dass jeder Hausbesitzer eine eigene Wärmenpumpe bekommt was jetzt in einer eng bebauten Altstadt schwierig werden könnte?

00:06:32: Neben der Institution wo stellt man dann diese Wärmepumpen hin?

00:06:35: Braucht man natürlich auch noch ne Lösung?

00:06:37: hier mit dem Kollegen Gunter Gelert ja schon diskutiert vor einiger Zeit natürlich eine Lernbelästigung, auch wenn die tatsächlich die Wärmepurmen immer besser werden, immer leiser werden.

00:06:47: Aber ich habe dann immer Luft-Wasserwärmelpuren,

00:06:50: d.h.,

00:06:51: sie ziehen die Umweltwärme, die sich umwandeln oder nutzen, um das Temperaturen überzu erhöhen und nutzen sie Luft.

00:06:59: Das ist natürlich ein undankbarer Energieträger.

00:07:02: A. haben wir Temperaturschwankungen B. ist es halt nur ein Gas und keine Flüssigkeit.

00:07:08: Und die Idee, die man jetzt in Ladenburg hat – und es gibt viele andere Städte wie das jetzt bei uns hier in Trier, aber eigentlich alle Städte die an Flüssen liegen prüfen gerade können wir nicht den Fluss nutzen um aus dem Flusswasser die Wärme zu entziehen mit einer Wärmepumpe dass dann auf ein höheres Temperaturniveau zu heben und das dann in der Wärmenetz zu speisen.

00:07:31: Das ist eigentlich eine smart Idee!

00:07:35: Die Herausforderung die jetzt speziell Ladenburg hat aber dann in den nächsten Jahren bis zum Beispiel alle Städte und Gemeinden in ganz Deutschland haben.

00:07:48: Wie schaffen wir es diese Dekarbonisierung voranzubringen?

00:07:54: Entscheidend natürlich für die Planung von solchen Wärmennetzen, also auch kommunalen Wärmeplanungen, die dahinter steckt.

00:08:04: Was ist der Wärmbedarf?

00:08:05: Das kann man ermitteln über statistische Daten.

00:08:08: Man kann Daten abfragen.

00:08:09: Man kennt anhand der Bausubstanz, anhand des Alltags der Gebäude Vielleicht aber noch Informationen zu Sanierungsmaßnahmen, die vielleicht mal durchgeführt worden sind.

00:08:21: Kennt man ganz gut die Wärmeverluste von Gebäuden?

00:08:26: Kann man ein sehr aufwendiger Prozess für das im Detail rechnet.

00:08:30: Das braucht man jetzt.

00:08:32: aber wenn man so eine Stadtweite oder für einen Quartier sich das betrachtet, braucht man es nicht ganz so detailliert erreichen Gute statische Werte weil sich dann Fehler einfach rausmitteln.

00:08:44: Gebäude in so einer Altstadt die vor dem zwanzigsten Jahrhundert entstanden sind, haben einen sogenannten U-Wert und ein bis zwei Watt pro Quadratmeter.

00:08:55: Was heißt das?

00:08:59: Was heisst dieser U-Wehrt?

00:09:00: Der gibt an wie viel Wärme fließt von innen nach außen im Winter.

00:09:07: der Raum soll behaglich sein also bei zwanzzig dreiundzwanzig Grad Außen haben wir die kalte Außentemperatur vielleicht sogar minus fünf Grad Celsius.

00:09:18: Dann haben wir einen Wärmestrom von innen nach außen durch die Passade, das ist die Wand da sind dann auch die Fensterscheiben etc.

00:09:29: und je höher dieser sogenannte U-Wert ist desto stärker ist ja die Leistung die pro Fläche und pro Temperaturunterschied also pro Kelvin oder Grad Celsius nach Außen fließt.

00:09:41: Moderne Gebäude Ein Wert der ist um Faktor zehn kleiner, das heißt auch durch die Wärmedämmung, durch die modernen Materialien, die wir haben reduziert sich dieser Wärmeverlust um den Faktort zehn.

00:09:52: Vielleicht mal gemerkt wenn man in so einem wirklich modernen Haus ist was dann nach den neuesten Standards errichtet worden ist.

00:09:58: Das ist vor allen Dingen merkt man es glaube ich viel stärker im Sommer Wenn es draußen sehr heiß ist dass haus Selbst wenn es keine Klima anlagert bleibt angenehm kühl.

00:10:08: Weil natürlich umkehrt, wenn dieser u-Wert kleines also der Wärmestrom nicht stark ist.

00:10:14: wir haben draußen dreißig grad plus drin.

00:10:17: wollen wir zwanzig Grad haben oder fünf zwanziger dann ist natürlich klar welche eine gute Wärmedämmung habe.

00:10:23: dringt die Wärme von außen auch nicht ins haus rein was man nicht machen darf ist dann die wärme rein lassen in mein türen und fester auf lässt zum.

00:10:31: Also hat andere Gründe, andere Effekte, warum man trotzdem lüften sollte.

00:10:37: Aber was den Dämbelfluss angeht sind moderne Gebäude viel besser und das führt natürlich dazu dass solche Altbauten und tatsächlich haben wir halt bedingt durch die Zerstörung nach dem oder im Zweiten Weltkrieg sehr schnell ja Wohnraum schaffen müssen.

00:10:54: in den neunzehnten fünfzehn Jahren auch da war Demo kein Thema.

00:11:00: Öl war die günstige Energiequelle.

00:11:02: Das musste ja auch schnell gehen, sodass das natürlich dann dazu führt dass wir bei solchen alten Gebäuden eine sehr schlechte Energieeffizienz in Bezug auf die Wärmeverluste haben.

00:11:15: Was könnte man machen?

00:11:16: Sanieren!

00:11:18: Das Ziel sollte eigentlich sein, dass wir im Jahr zwei Prozent der Bausubstanz sanieren.

00:11:26: Wir sind bei unter einem Prozent Sanierungsrat.

00:11:28: Also wir sind viel zu langsam.

00:11:30: Woran liegt das?

00:11:31: Sanieren ist halt richtig teuer.

00:11:33: Ich brauche neue Dämschichten und muss die Fenster austauschen.

00:11:37: Ich brauch vorhin Planer.

00:11:39: Das ist ein großes Invest für Eigenheimbesitzer, ob es in Einfamilienhaus oder auch große Mehrfamilenhäuser.

00:11:48: Das passiert einfach viel zu selten, das viel zu wenig.

00:11:50: Gleiche natürlich dann auch im gewerblichen Bereich.

00:11:52: und dann haben wir noch was der Spannungsfeld Mieter-Fermieter.

00:11:56: Wenn mir das Haus selber gehört habe ich vielleicht ein Interesse dran wenn ich es neu kaufe.

00:11:59: dann sag nie ist einmal.

00:12:01: wenn ich jetzt aber vermieter bin von einem mehrfamilienhaus interessiert es mich ja nicht was die mieter in meinem in meinem haus in den wohneinheiten an Nebenkosten haben für die wärme.

00:12:12: also man merkt dass das schon so ein dilemma aus dem wir nicht wirklich raus kaufen.

00:12:18: Was kann jetzt eine Lösung sein, oder eine weitere Lösung sein?

00:12:20: Wir müssen dann, ob wir es dämmen oder nicht, brauchen wir eine Wärmequelle.

00:12:24: Wenn das Erdgas wegfällt... ...Wärmepumpe!

00:12:27: Das ist das System der Wahl und die können wir dann entweder individuell installieren, dass jedes Haus, jedes Geburt eine eigene Wärmenpumpe bekommt.

00:12:37: Effizienter ist es aber ein zentrales System zu haben.

00:12:42: Ich habe eine Wermekwelle, eine Heizzentrale, das wäre dann eine Währmepumpel Und dann ein Netz, was die Wärme verteilt.

00:12:52: Klassische Fernwärme also auch nichts Neues.

00:12:54: ganz im Gegenteil das machen wir schon seit Jahrzehnten.

00:12:56: Das ist Stand der Technik.

00:13:00: Was kann man jetzt also machen?

00:13:02: Wir nehmen diese Wärmepumpe und da ist jetzt am Beispiel Ladenburg hochinteressant dass wir einen Fluss haben.

00:13:07: warum kommen zu?

00:13:08: Vielleicht noch zur Erinnerung kleiner Einschub wie funktioniert eine Wärmpumpel?

00:13:14: Die Wärmenpumpe verbrennt nicht sondern sie unsauber Ausrepensiv verschiebt Wärme von einer niedrigen Temperaturniveau auf ein hohes Temperaturniveau.

00:13:27: Jeder hat zu Hause eine Wärmepumpe, das ist nämlich der Kühlschrank.

00:13:31: Der funktioniert halt nur oder der Nutzen des Kühlchrankes ist umgekehrt.

00:13:34: wir wollen den Innenraum kühlen.

00:13:36: Der Abfallstoff ist abwärmen, das merkt man.

00:13:40: hinter dem Kühlischrank sind diese kühle Rippen.

00:13:44: da wird die Wärmer dann an die Umgebung an die Küche typischerweise abgegeben Und die Wärmepumpe ist genau das umgekehrte Prinzip.

00:13:52: Wir haben ein Medium, dem entziehen wir Wärme und dann mit Hilfe von Strom, Kompressor den hat der Kühlschrank ja auch, dann Wärmen zu erzeugen über einen thermodynamischen Kreisprozess.

00:14:09: Das ist also einfach gesehen der Kanoprozess.

00:14:15: so funktioniert die Wämmumpumpe nicht den Aggregatzzustandwechsel mit berücksichtigen.

00:14:23: Das Grundprinzip ist aber das Gleiche, Kanon kennt ja nur das ideale Gas.

00:14:26: also alle die mal Ingenieurwissenschaften oder Naturwissenschaftende steht haben und Thermonomik hören durften kennen wir haben einen Kreisprozess der von außen Energie zugeführt wird.

00:14:40: das ist der Strom dem wir dann brauchen um eine Temperaturdifferenz zu vergrößern.

00:14:48: Wir kühlen ein kaltes Reservoir ab und erhöhen die Temperaturen einem warmen Reservoire.

00:14:58: Umgekehrt haben wir eine Wärme-Kraftmaschine, dass wir einen Temperaturunterschied nutzen, warm zu kalt, dass diese Temperaturdifferenz kleiner machen und damit einen Zylinder antreiben, der Strom produzieren kann.

00:15:10: Das ist dann der klassische Kanukreisprozess.

00:15:13: Wir wollen aber den umgekehrten, wir wollen Energie reinstecken, um dieses Temperaturdelter diesen Unterschied zu erhöhen.

00:15:20: Wie funktioniert dieser Prozess jetzt im Detail?

00:15:24: Wir haben einen geschlossenen Kreislauf.

00:15:27: In diesem geschlossenen Kreis drauf haben wir ein flüssiges Kältemittel, da sind häufig irgendwelche Flurklauerkohlenwasserstoffe.

00:15:36: Die sind schon nicht ganz ungefährlich.

00:15:39: was von die Klimabilanz angeht.

00:15:41: Mittlerweile gibt es so die Möglichkeit das mit Kondioxid zu machen.

00:15:44: Das wäre zumindest jetzt nicht ganz so klimaschädlich.

00:15:46: Aber wenn man kältemittelt passiert jetzt mit diesem Kältemittel, dass Keltemittel wird an einer Wärmequelle vorbeigeführt.

00:15:55: Heißt also bei uns, wenn wir mal beim Beispiel des Flusses bleiben, wird das an dem Flusswasser vorbeigeführt und man pumpt das Fluss Wasser an einem Keltermittel vorbei.

00:16:04: Das ist ein Wärmetauscher Die klassische Wärmepumpe die man kennt so eine Luft-Wasserwärmenpumpe.

00:16:10: dafür werden wir Luft über den Ventilator an unserem Kelttermittel vorbei In diesem Verdammtvor, wo ist dann dieses Element Verdammt dieses Kältemittel bei sehr niedrigen Temperaturen, weil wir in diesem Verdammverein einen sehr niedrigen Druck haben.

00:16:26: Das heißt das Keltemittel nimmt Umweltwärme auf.

00:16:31: denn was machen wir wenn wir den Aggregatzustand ändern von flüssig zu gasförmig?

00:16:41: Brauchen wir dafür Energie?

00:16:45: Wie speichern wir dadurch dass wir den?

00:16:49: Das funktioniert, indem wir das Kältemittel jetzt also an der Umwelt vorbeiführen.

00:16:55: Das ist die Luft bei der klassischen Luft-Wasserwärmepumpe oder – das ist Interessante bei der Wasserwasserwärmmepumppe – benutzen Wasser als Umweltwärmemedium.

00:17:05: Dann kommt der Prozess, bei dem der Strom reingesteckt wird.

00:17:09: Wir nehmen jetzt dieses Gas Führen das durch einen Kompressor.

00:17:14: Der braucht Strom und in diesem Kompresor wird das Gas verdichtet der Druck steigt, die Temperatur steigt.

00:17:20: Das heißt wir müssen Strom reinführen.

00:17:22: hier kommt dann die elektrische Energie mit rein bei der Wärmepuppe.

00:17:27: Dann ist das Gas sehr heiß und gibt in einem Kondensator seine Wärme anders Heizungswasser ab.

00:17:35: Wir führen unser Heizungssystem an diesem heißen Gas, was unter hohem Druck steht vorbei Und über den zweiten Wärmetauscher wird dann die Wärme, die wir in diesem heißen komprimierten Gas haben abgegeben an unsere Heizungsanlage.

00:17:55: Bei der Flusswärmenpumpe brauchen wir das Fernwärmennetz.

00:17:58: Das heißt dort wird dann das Wärmenetz an unserer Wärmepumpe an dem Punkt vorbeigeführt.

00:18:04: und dann der letzte Schritt in unserem vierstufigen Kreisprozess ist dann das Entspannen.

00:18:08: Wir haben einen Expansionsventil der Druck und die Temperatur fallen wieder, das Kältemittel wird dann auch wieder, weil es die Wärme wieder abgibt oder durch die Expansion ändert sich ein Geratszustand.

00:18:25: Und ich habe dann mein Kreislauf geschlossen, dass es da wieder von vorne los geht, was dann das verflüssigte Kältermittel an der Wärmekwelle vorbeiführen kann.

00:18:33: Wir haben also einen geschlossenen Kreislauf.

00:18:37: Es ist kompaktes System!

00:18:42: Wo haben wir jetzt?

00:18:43: oder wo kommt die Energie jetzt her?

00:18:45: Auf der einen Seite stecken wir Strom rein für diesen Kompressor und daher kommt auch der Name, der Wärmepumpe.

00:18:51: Wir pumpen Wärme nach oben.

00:18:52: so ist dieses Bild weil wir eine kalte Wärmekwelle haben, die Umgebungsluft oder unseren Fluss Und in Kombination mit dem Strom den wir dann den Kompresse schieben, heben wir das Temperaturniveau unserer Heizungsanlage auf ein höheres Niveau.

00:19:09: Je kleiner dieser Temperaturdurchschnitt, desto effizienter ist die Wärmepumpe.

00:19:13: Das ist ganz wichtig.

00:19:13: Deswegen sind Klassischen Hauswärmelpumpen mit Luftwasser nicht so effiziente im sehr kalten Winter weil es dann halt sehr aufwendig wird diesen Temperatuhub von minus fünf Grad außen auf die fünfundzwanzig Grad, die ich haben will.

00:19:31: weit das muss man bedenken.

00:19:33: Ich brauche ja in einem Haus ein höheres Temperaturen Niveau um ins in die Heizung zu gehen.

00:19:39: gut gedämmtes Haus mit einer Flächenheizung, also Fußbodenheizungen.

00:19:42: Heißt ich muss auch auf thirty-fünf bis vierzig Grad Temperatur Hub gehen.

00:19:47: bei einem Fernwärmelnetz brauche ich deutlich höhere Temperaturen.

00:19:50: da bin ich eher in dem Bereich so eine Vorlauftemperatur von über achtzig Grad Celsius und dann merkt man halt da steckt Energie drin.

00:19:57: das senkt die Effizienz wenn ich natürlich unten auch mit einer kalten Temperaturquelle starten.

00:20:03: aber dass ist so das Prinzip immer noch stark vereinfacht.

00:20:06: aber ich denke da kann man ganz gut sich vorstellen wie das funktioniert.

00:20:11: Warum nutzen wir jetzt aber Wasser statt Luft?

00:20:14: Dann soll doch eine Stadt wie Ladenburg oder jede andere Stadt die so ein Wärmenetz hat, auch eine große Wärmepumpe irgendwo hinstellen zieht die Luft fertig.

00:20:25: So eine typische Hauswärmpumpe, die hat vielleicht eine Leistung von zehn Kilowatt und Pimal Daumen.

00:20:31: Es gibt aber auch große Wämmepumpen im Megawattbereich.

00:20:34: Beispiel in Mannheim.

00:20:36: da gibt es einen ersten Ansatz.

00:20:39: Die liegt dann im Bereich von zwanzig Megawatt.

00:20:42: Es gibt eine Stadt in Dänemark, Eisberg, die hat ein Werk in Leistung von siebzig Megawatts.

00:20:50: Da steckt natürlich schon ordentlich ein ordentliches Pfund hinter.

00:20:53: Das Konzept ist das gleiche bei der Physik und den Kreisprozess.

00:20:57: Wir nutzen jetzt nur eine andere Quelle auf einer dickeren Maschine.

00:21:04: Luft kann man übernutzen, das ist relativ einfach.

00:21:07: Ist aber im Winter ebenfalls zu kalt um dann in so einem Wärmenetz die nötigen Temperaturen hinzubekommen.

00:21:14: Wasser ist viel, viel besser!

00:21:16: Wir können also entweder das Nutzbeier aus dem Erdreich ziehen, dass man dann im Garten, wenn man es hat, eine Rohre durch den Garten legt und ein bisschen eingebudelt... Man kann auch tief in die Erde bohren, also tief heißt dann, weil sie hundert Meter tief jetzt nicht Kilometer tief sondern hundert Metertief, wenn wir da keine Geothermie machen.

00:21:35: Dann pumpt das Wasser runter wieder hoch, auch dann hat's eine Temperatur von fünf, sechs vielleicht zehn Grad Celsius.

00:21:41: Erdreich ist ja relativ konstant warm, aber das ist teuer in der Erschließung.

00:21:48: Aber dennoch ist Wasser halt viel, viel attraktiver weil es die vierfache Wärmerkapazität von Luft hat.

00:21:54: Das heißt wieviel Energie muss ich reinstecken um ein Kilogramm Wasser oder einen Kilogrammen Luft um eingratzeltes zu erwärmen?

00:22:02: Da brauche ich bei Wasser die vierfache Energiemenge heißt aber die Wärme Kapazität, heißt aber auch umgekehrt ist Wasser kann besser die Energie speichern.

00:22:10: Und zweitens hat Wasser eine viel höhere Dichte.

00:22:17: rund tausend war der Faktor Tausend und dann merkt man einfach da steckt natürlich ein richtig viel Energie drin, die ich dann aus dem Wasser rausziehen kann und vielleicht zur Luft.

00:22:27: auch da hilft.

00:22:28: nur noch hilft uns wieder die Physik.

00:22:32: weiter interessanter Aspekt wenn wir sagen wir nutzen einen Fluss ein Laden wo wäre es jetzt der Neckar, aber wenn man in Deutschland viele Flüsse klein nach mittlerer und größerer Größe.

00:22:45: Flusswasser wird auch im Winter selten kälter als vier Grad.

00:22:49: also das sind flussmal einfriert.

00:22:52: da muss schon viel zusammenkommen.

00:22:55: natürlich dann auch Effekte.

00:22:56: dass wir den Fluss sich erhitzt wird durch industrielle Nutzung abwärme die in die Flüssige leitet wird das ist ökologisch gar nicht so gut.

00:23:06: Aber der noch als Flusswasser also den fluss friert nicht zu.

00:23:10: wenn das passiert haben wir sowieso ein großes problem.

00:23:14: Das macht die sache aber interessant.

00:23:18: Ja, was müssen jetzt machen?

00:23:21: Wir brauchen also den wir haben den fluß.

00:23:22: Der soll unsere wärmepumpe mit umweltwärme versorgen.

00:23:28: Guckt man sich das an was zum beispiel in manheim also direkt am rein passiert damit seit oktober twenty so ein system mit dieser zwanzig megawatt thermischen heizleistung.

00:23:39: da werden Siebenhundert Liter pro Sekunde entnommen.

00:23:46: Pro Sekunde heißt also, wenn so ein Wasser einmal zähliter fasst sind das siebzig Wassereimer die wir pro Sekunden da durchjagen.

00:23:56: Da muss aber schon einer viel stippen!

00:23:59: Das Wasser was wir dann entnehmen kühlt auch um ein paar Grad Celsius ab.

00:24:03: Also nur diese siebenhunderte liter pro sekunde an der Wärmepumpe vorbeiführen.

00:24:07: Ziel ist es dass wir die Temperatur, die wir dann in dem Fall jetzt im Mannheim am Rhein haben auf einen temperaturniveauheben von über Achtzig bis zu ein Hundert grad Celsius.

00:24:19: Also warum verdampft das Wasser denn nicht?

00:24:21: Es ist unter Druck, es ist nicht einbar sondern höherer Druck und wenn das Wasser unter Stromdruck ist Verdammt ist schon bei hundert Grad Celsius sondern erst später Der Effizienzgrad COP coefficient of performance Im Jahresmittel sind jetzt im fall manheim bei ungefähr zwei komme sieben also zwischen zwei fünf und drei.

00:24:48: das ist gar nicht so schlecht.

00:24:49: problemes halt wir brauchen eine sehr hohe vorlauf temperatur.

00:24:51: die wird dann in das fernwärm wenn es wieder abgibt sind.

00:24:53: wir müssen dann von der temperature des reins der im winter halt bei.

00:24:58: was die vier grad ist im sommer vielleicht fünfzehn.

00:25:01: zwanzig grad zählst du's dann zwanziger im sommers besser braucht man im sommern.

00:25:05: natürlich haben wir den heizwärme bedarf nicht sondern gucken wie es ist im winter.

00:25:09: wenn jetzt dieser Diese Temperaturhupen, nicht so groß wäre, habe ich davon gesagt.

00:25:15: Wären wir noch effizienter?

00:25:18: Die sieben Kilometer pro Sekunde kann man sagen, uiuiuiui, sind also ein Siebzig Wasser einmal, die wir pro Sekunden da durchjagen.

00:25:25: Der Rhein hat an der Stelle eine Tausend Dreihundert Kubikmeter pro Sekundedurchfluss.

00:25:34: Gute Überlegen!

00:25:39: Ein Kubik Dezimeter sind ein Liter, also die Semunoliter ist nix.

00:25:44: Wir sind bei weitem kein Prozent des Wassers was durch den Rhein fließt, die wir da an der Wärmpumpe in Mannheim vorbeiführen.

00:25:52: Das ist kein Problem!

00:25:53: Also dass die Wasserbereitstellung ist, kann wohl selbst bei Niedrigwasser, das ist ja dann die Frage was passiert im Sommer?

00:25:58: Da haben wir den Herzbedarf nicht Sondern nur eine Bereitschlung von Trinkwarmwasser Kein Problem.

00:26:06: Ober der Nordseersküste, Eisbjerg in Dänemark.

00:26:09: Seit November ist eine Flusswasser aus dem Wattenmeer genommen.

00:26:15: Also aus der Nordsee.

00:26:18: Vierhundert Liter pro Sekunde, siebzig Megawatt Heizleistung.

00:26:22: Da ist noch interessant die Dänen nutzen Kondioxid und CO² statt Fluridakohl-Wasserstoffe als Kältemittel.

00:26:31: Das ist halt wenn es mal zu einer Likage kommt, gäbe es!

00:26:36: ist es nicht so klimaschädlich.

00:26:40: Warum funktionieren wir?

00:26:41: Warum hat mir jetzt diese beiden Ansätze gemacht, also das Beispiel in Mannheim ist der Vorteil.

00:26:44: dort haben wir schon ein bestehendes Wärmenetz.

00:26:46: Wir tauschen einfach nur die wärme Quelle aus.

00:26:48: vorher war's halt Kraftwerk Jetzt ist es diesen Flusswärmepumpe Super!

00:26:53: Da musste man nicht viel machen.

00:26:54: Man steckt dann von solchen Gabel um Fähigbohrer Vorleitung.

00:26:58: In Dänemark gibt es auch Fernwärmenetze.

00:27:01: Zwei Drittel der Haushalte sind an Fernwärtmenetzer angeschlossen.

00:27:04: Das heißt die Dänen haben dann ganz anderes Konzept als wir in Deutschland Viel zentralistischer.

00:27:09: In Deutschland sind wir lediglich bei vierzehn Prozent der Haushalte, die angeschlossen sind an Nah- oder Fernwärmenetze.

00:27:16: Deswegen kann Dänemark auch viel besser und viel schneller diese Wärmewände voran bringen und jetzt den Tausch machen hinzu Großwärme pumpen weil die Voraussetzungen einfach viel besser sind.

00:27:28: Konkret jetzt dann für Ladenburg und das soll wie gesagt exemplarisch sein für viele Städte und Gemeinden mittelgroßen fluss lebt, ob das necker ist oder dass jetzt die mosele ist der mein you name it.

00:27:45: da werden solche gedanken und solche ideen geprüft ob sich das lohnt.

00:27:54: Der necker an sich.

00:27:56: kleinerer fluss natürlich als er rein ist.

00:27:58: am zufluss zum rein.

00:28:00: auch da ist das was Die Stadt Ladenburg bräuchte, die braucht so zwischen dreißig und achtzig Liter pro Sekunde an Wasser was vorbeifliessen kann.

00:28:12: An unserer Flusswärmepumpe um dann diesen Temperaturhub zu bekommen auch das macht noch niemand.

00:28:18: Zehntelprozent oder ein Promil des Mittelabflusses bei einem durchschnittlichen Pegelstand aus ist überhaupt kein Problem.

00:28:26: Das heißt wir können den Neckar problemlos nutzen.

00:28:31: Dann ist jetzt die Frage Ja, ist ja super.

00:28:35: Wärmepumpe, elektrische Strom, den kriegen wir aus Photovoltaik und Wind.

00:28:42: Mehr Wind als Photovoltage, weil im Winter halt der Wärmenbedarf da ist.

00:28:47: Ja voll was!

00:28:48: Warum geht es nicht voran?

00:28:51: Ja das Wärvernetz ist nicht da.

00:28:54: Das ist das eine.

00:28:55: Wir müssen das Wermennetz ins Zweifelsfall installieren.

00:28:57: Das folgt für so Altstädte oder ältere Städte Landenburg.

00:29:01: Wir haben uns das Beispiel in Trier Wenn wir da anfangen, ein neues Netz zu bauen.

00:29:08: Ohrladenburg ist eine ehemalige Römerstadt.

00:29:12: Wenn man da anfängt zu buddeln hat man sofort die Freundinnen und Freunde der Archäologie am Start weil sie bestellen... Da liegen natürlich im Samstag sogar antike Gegenstände rum.

00:29:26: Die müssen halt kategorisiert werden.

00:29:29: Das verzögert den ganzen Prozess.

00:29:31: Zudem wenn es noch eine enge Altstadt ist da kommt man halt mit Maschinen nicht dran, das ist wahnsinnig aufwendig.

00:29:37: Wir haben das Thema Denkmalschutz und das ist das zweite große Problem.

00:29:43: bei solchen Wärmennetzen die man neu installiert machen die Leute mit sagen die jetzt vor allem Eigenheimbesitzer ja wohl ich lasse mein Haus da anschließen.

00:29:54: Das muss sich gar nicht.

00:29:57: Ich habe die freie Wahl meines Energieversorgers und beim Strom kennt man das.

00:30:03: Handyanbieter können Sie alles frei aussuchen.

00:30:05: Bei der Fern- oder Nahwärme lege ich mich fest auf die nächsten zehn, fünfzehn, zwanzig Jahre dass ich dann einen Energieversorger habe und das ist ein quasi Monopol.

00:30:17: da weiß ich auch nicht was der mit den Preisen macht.

00:30:21: Da haben wir das große Dilemma.

00:30:23: Die also an so einem Wärmenetz lohnt sich erst dann wenn sechzig bis siebzig Prozent der Haushalte in diesem Gebiet tatsächlich sich an dieses Wärmenetz anschließen.

00:30:36: Sind es weniger, rechnet sich das Netz nicht?

00:30:39: Dann müssen halt die wenigen Leute, diese anschließenden müssten im Zweifelsfall dann die Betriebskosten tragen und auch dann das ganze Investment in das System.

00:30:54: Das macht die Wärme unattraktiv teuer.

00:30:58: heißt also der erste Schritt ist viel eher dass man als Energieversorger sicherstellen muss oder Schatz sicherstellen muss.

00:31:06: Es machen genug Leute mit und ehrlicherweise sagen also, die absolute Untergrenze ab achtzig Prozent Anschlussquote wird es dann wirklich interessant.

00:31:18: Warum?

00:31:20: Was sind die Hebel, die entscheidend sind?

00:31:23: Je mehr Abnehmer wir haben desto niedriger spezifische Kosten haben.

00:31:27: Wenn ich mehr habe kann ich das auf mehrere Abnehmer verteilen.

00:31:30: Dann habe ich auch noch den Vorteil, wenn ich mehrere Abnehmer hab, habe ich halt auch eine gewisse Gleichzeitigkeit.

00:31:37: Das ist nicht so dass alle gleichzeitig die maximale Wärme lasst ziehen.

00:31:40: das heißt ich kann es viel besser verteilen.

00:31:44: Bei der Full-off Temperatur habe ich nochmal einen Hebel und ich entscheide, dass ich idealerweise Gebäude habe, die gedämmt sind Denn ganz grob!

00:31:56: Hausnummer.

00:31:57: aber um Gefühl zu bekommen pro zehn Grad Celsius geringerer Temperaturen gewinne.

00:32:07: Das ist schon interessant, weil ich dann einfach die Effizienz meines Systems nutze.

00:32:12: Und der Dritte das dritte Problem und natürlich wieder den Elefant im Raum Was ist der Preistrabe?

00:32:19: Der Strompreis Da ich die Wärmepumpe ja mit Strom betreibe.

00:32:32: Die Diskussion wird ja sehr emotional geführt in Deutschland.

00:32:38: Ich brauche günstigen Strom, wenn der Strompreis steigt, steigt auch die Wärme logischerweise.

00:32:43: Das kann man machen, man kann für den Voltaikstrom nutzen ist ein Winternproblem.

00:32:47: wir brauchen langfristige Stromlieferverträge.

00:32:49: das ist wieder interessant für Energieversorger weil ich eine Planungssicherheit habe bei der Strombereitstellung.

00:32:56: Man kann das dann natürlich auch koppeln mit anderen Systemen.

00:32:58: Wenn ich einen Fluss habe und ich brauche Strom wo kommt er aus dem Wasserkraftwerk?

00:33:03: Also am Neckar gibt es eine ganze Reihe an Laufwasserkraftwerken, auch die Mosel hat viele Laufwasserkraftwerke.

00:33:11: Da sind dann so Staustufen, der Rhein hat das quasi nicht.

00:33:15: Wenn man das gemeinsam nutzen kann dass der Fluss die Werbe bereitstellt und die Strom bereitställt.

00:33:23: Super!

00:33:24: Aber auch das installe ich nicht nachträglich.

00:33:26: aber klar ist solche Projekte rechnen sich nicht wenn sie nicht gefördert werden.

00:33:30: da muss zwangsläufig der Bund einsteigen.

00:33:33: Es gibt die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze, die fördern bis zu vierzig Prozent des Investments und die Betriebskosten gibt es auch noch mal einen Zuschlag für zehn Jahre.

00:33:47: Also das ist wichtig.

00:33:49: Entscheidend ist aber dass der Strom vor allen Dingen aus erneuerbaren Energien kommt heißt also da gibt's Möglichkeiten, da gibt es Förderungen.

00:33:59: Ich habe immer von Ladenburg gesprochen als ein Beispiel weil es da jetzt konkret war.

00:34:03: mit der Anfrage In Bayern hat die Forschungsstelle für Energiewirtschaft das mal für Gesamtbayern berechnet, also auch schon zwei Jahre her.

00:34:11: Und die haben identifiziert dass die Hälfte der bayerischen Städte und Gemeinden nur auf fünfzig Prozent können für die Wärmeplanung Wärmepumpen aus den Füßen beziehen.

00:34:25: Also rein rechnerisch ist das machbar.

00:34:27: da gibt es Flüsse die entsprechend die Umwelt der Wärme bereitstellen können, das funktioniert.

00:34:38: Aber wieder das gleiche Problem!

00:34:40: Wir brauchen ein Wärmenetz, wir brauchen die Anschlussbereitschaft und die Infrastruktur.

00:34:45: Entscheidend ist halt dass wir auch eine entsprechende Größenordnung haben.

00:34:48: Ich sage mal ab fünf Megawatt Leistung für diese Wärmepumpe.

00:34:52: Schwierig wird es dann halt.

00:34:53: was mit dem Wärmanetz?

00:34:54: und was brauche ich an Vorlauftemperatur?

00:34:59: Wie hoch muss die Temperatur sein um das Fernwärmennetz zu speisen?

00:35:06: Es ist halt schon ein Fund, wenn man es schaffen könnte, sogenannte kalte Wärmenetze zu haben.

00:35:13: Wir sind schon zufrieden mit der kalten Wärmennetze aber so heißen die wirklich.

00:35:16: halt bedeutet einfach wir haben deutlich nähere Temperaturen mit dem wir dann reingehen.

00:35:20: da gibt's ja noch Möglichkeiten dass man das nochmal mit individuellem Wärme pumpen nutzt und viel effizienter sind soll.

00:35:25: jetzt sollte nicht das Thema sein Was sind jetzt die riesigen?

00:35:28: warum kommen wir denn nicht so richtig voran?

00:35:34: Herausforderung, wie gesagt.

00:35:36: Man hat mit so einem Wärmenetz eine Planung, Planungshorizont, Nutzungshorizont von dreißig bis vierzig Jahre heißt so lange binde ich mich das ist immer nur so eine Generat, eine Wohngeneration in einem Haus.

00:35:50: Das muss man sich klar machen.

00:35:51: Ich kann dann nicht so einfach wechseln, da gibt es so entsprechende Rahmenbedingungen dass man auch nicht einfach wexeln kann.

00:35:57: Wir haben den Strompreis der schwierig ist in der Prognose vor fünf Jahren, und das habe ich bei mir gesehen im Institut.

00:36:10: Studierenden arbeiten, Abschlussarbeiten die den Strompreis versucht haben zu protestizieren.

00:36:15: man zieht die Arbeit heute raus komplett daneben gelegen.

00:36:19: warum?

00:36:19: weil wir diese Dynamik so gar nicht abbilden können?

00:36:23: Und wer weiß wie jetzt in fünf jahren sich das dann noch weiterentwickelt ob wir dann dynamisierte Strompreise haben.

00:36:28: da gibt es aber viele Hebel die wir nutzen können.

00:36:31: Das ist machbar.

00:36:32: Da kann man sicherlich kreative Ideen entwickeln, um dann auch wenn Stromüberschuss da ist.

00:36:42: gleich bedeutet mit niedrigen Strompreisen so ein Wärmenetz vielleicht mal auf noch höheres Temperatur.

00:36:47: Wir speichern quasi den Überschussstrom der günstig ist im Zweifel sogar negative Strompreise hat.

00:36:52: Dann schieben wir diesen Strom in das Wärmennetz.

00:36:56: Positiv weil würden wir vielleicht sogar dafür bezahlt werden dass wir den Strom abnehmen und Inwärme umwandeln und in Wärmmennetz speichert.

00:37:03: kein Problem Wunderbar.

00:37:05: Eine kleine technische Herausforderung ist eine niedrige Wasser- oder Eisbildung im Fluss, das ist unwahrscheinlich.

00:37:12: also der Neckar ähnlich wie jetzt zum Beispiel die Mosel zeigen, dass es kein Problem ist.

00:37:18: Man muss das Wasser recht berücksichtigen weil eine Abkühlung des Flusses natürlich erfolgt.

00:37:23: Das ist so alttermodynamisch zangsläufig so man ist.

00:37:27: in der Praxis hat man so eine AbKühlung von eher positiv, weil die Flüsse sich erwärmen bedingt durch den Klimawandel und wir hätten da quasi ein Kühleffekt.

00:37:45: Das hilft dem Ökosystem.

00:37:46: fluss aber dadurch einen Eingriff in das Ökosesystem muss man berücksichtigen.

00:37:52: der ist nicht groß aber ist zu prüfen ist zu klären.

00:37:57: Das Kältemittel muss man noch sich angucken bei der Wärmepumpe das heißt dass man das mit Kohldeoxydermit Ammoniat macht.

00:38:03: das ist Stand der Technik aber keine Florian Kohlenwasserstoffe Und wie immer die Bürokratie.

00:38:11: Es sind zahlreiche Behörden involviert, also von der ersten Idee bis zur Betriebnahme muss man mit dem Zeithorizont von vier bis sechs Jahren rechnen.

00:38:23: Für Ladenburg jetzt ganz konkret, die ja bis zu zweizig fünfdreißig eine Lösung haben müssen.

00:38:28: das ist machbar weder knapp sie müssen schnell anfangen und Das betrifft andere Städte genauso.

00:38:34: Da können wir jetzt nicht noch wartet und sagen, ja lass mal abwarten und mal gucken oder den Markt beobachten.

00:38:39: Nee!

00:38:40: Wir müssen jetzt anfangen die Zeit drängt.

00:38:46: Fassen wir zusammen.

00:38:47: was bedeutet das jetzt?

00:38:48: Technisch kein Problem.

00:38:50: Wir sehen es in großen Städten.

00:38:51: Mannheim war ein Beispiel.

00:38:54: Die Wirtschaftlichkeit ist sichergestellt.

00:38:57: Wir brauchen halt eine Förderunterstützung durch den Bund aber wir fördern so viele Dinge immer noch fossile.

00:39:06: Wir müssen die Hebel so umlegen, dass die Politik die Decarbonisierung viel stärker in den Fokus rückt.

00:39:14: Und das Potenzial ist nicht ausgeschöpft!

00:39:18: Wir haben also ein großes Potential, das wir vorhin Flüsse nutzen können dafür, dadurch dass wir halt so viele fossile Techniken noch haben und vor allem auch alte Technik.

00:39:29: Da kann man mal in den Keller gehen und gucken wie alt die Heizungsanlage.

00:39:34: Lebensdauer, ich sag mal, dreißig Jahre danach ist dann auch weiterlaufen.

00:39:38: Aber dann ist es gut.

00:39:40: wir müssen einfach schneller werden bei der Monetisierung unserer Heizungssysteme.

00:39:46: Dann immer der Wechsel auf die Wärmepumpe.

00:39:50: Frage ist halt was ist mit dem Anschluss?

00:39:54: Dänemark interessanterweise, ne?

00:39:56: Die Diskussion in Deutschland ja ganz schön, oh Gott!

00:39:58: Ich werde dazu gezwungen.

00:39:59: Dänemark hat eine Anschluspflicht.

00:40:02: Ihr müsst euch alle anschließen, da gibt es gar keine Diskussion.

00:40:05: Kann man gut oder schlecht finden?

00:40:07: Aber dann habe ich natürlich eine Planungssicherheit als Energieversorger.

00:40:12: wenn ich diese Weile mir so bereitstelle Wenn es keine Pflicht gibt und dort schon haben wir keine Pflecht das hat auch sicherlich seine Vorteile, gar keine Frage.

00:40:21: Dann ist die Planungssicherheit weg und das verzögert solche Projekte.

00:40:24: Das Investment ist zu riskant dass es jemand tut.

00:40:31: Wir brauchen halt nur vernünftige Wärmeplanung, das heißt man muss erst mal eine Idee entwickeln.

00:40:34: Wie viel Wärmeverbrauch ich auch?

00:40:35: Wie verteilt sich in meiner Stadt, Kommune Gemeinde.

00:40:37: diese kommunale Wärmenplanung ist ein guter Ansatz ist natürlich eine Umsetzung wahnsinnig wahnsinnisch schwierig.

00:40:45: dann ist noch die Frage was passiert mit der Förderlandschaft an sich?

00:40:49: wie beteiligt sich der Bund?

00:40:51: aufgrund der nicht ganz einfachen wirtschaftlichen Gesamtlage sind natürlich solche Förderprogramme immer schwierig.

00:41:00: bedeutet also Wir haben eine sehr gute Möglichkeit, die Wärmerwände voranzubringen.

00:41:05: Auf dem Papier lässt er super rechnen.

00:41:08: Die Frage ist halt eher nicht die technische Lösung sondern die wirtschaftliche Umsetzbarkeit dass alle beteiligten Hausbesitzer ob ein oder mehr Familienhaus die Anschlussnehmer und der Energieversorger und die Stadt alle etwas davon haben damit wir am Ende es schaffen das große ganz große übergreifende Ziel umzusetzen nämlich dass wir es schaffen, den Wärmesektor weiter zu dekorbonisieren.

00:41:37: Da ist noch viel zu tun aber kriegen wir hin da bin ich eigentlich sehr optimistisch.