Großwärmepumpe — 0,5-20 MW für Industrie und Wärmenetze
Großwärmepumpen ab 500 kW Heizleistung versorgen Industrie-Anlagen, Fernwärmenetze und Quartiers-Konzepte. Spezielle Hersteller (Johnson Controls, Mitsubishi, Friotherm), Hochtemperatur-Versionen bis 130 °C, Förderung über Bundesförderung Wärmenetze (BEW).
Anwendungen & Hersteller
Anwendungs-Bereiche: 1. Fernwärme/Wärmenetze: • Stadt-Quartier mit 100-2.000 WE • Wärmenetz-Vorlauf 70-90 °C, Großwärmepumpe deckt Grundlast • Wärmequelle: Abwasser, Flusswasser, Geothermie, Industrie-Abwärme • Beispiele: Hamburger Energiewerke, Mannheim, Berlin Adlershof 2. Industrie-Prozesse: • Lebensmittel: Trocknung, Pasteurisation 60-90 °C • Papier: Trockenpartie 100-130 °C • Chemie: Destillation, Verdampfer 80-150 °C • Wäscherei: Trocknung, Heißwasser 80 °C 3. Quartiers-Konzepte: • Mehrere MFH gemeinsam • Niedrigtemperatur-Wärmenetz (kalte Nahwärme) 8-25 °C • Pro Gebäude eigene WP — JAZ > 5 Hersteller (> 500 kW): • Johnson Controls Sabroe (CO2-WP, R744): bis 5 MW, 90 °C • Mitsubishi Electric ETW: 1-5 MW, 80 °C • Friotherm: 1-25 MW, 90 °C, R134a/R1234ze • MAN ES: 1-50 MW, Großindustrie • Combitherm Deutschland: bis 10 MW, R290 • Star Refrigeration: bis 20 MW, NH3 (Ammoniak) • GEA: bis 30 MW, NH3 für Industrie Kältemittel-Übersicht: • R744 (CO2): bis 90 °C, sehr gute Effizienz, hochdruck-Anwendung • NH3 (Ammoniak): bis 90 °C, sehr gute Effizienz, Industrie-Standard, giftig • R290 (Propan): bis 75 °C, gut für Wohnbau-Großanlagen, brennbar • R1234ze: bis 100 °C, Industrie-tauglich, geringes GWP • R1336mzz: bis 130 °C, Hochtemperatur-Anwendung, teuer
Wirtschaftlichkeit & Förderung BEW
Investitionskosten Großwärmepumpe: • 0,5-1 MW: 250-400 €/kW (250-400k €) • 1-3 MW: 200-350 €/kW (1-3 Mio. €) • 3-10 MW: 150-300 €/kW (3-15 Mio. €) • Plus: Wärmequelle (Bohrung, Brunnen, Abwasser-Wärmetauscher) 50-150 €/kW • Plus: Wärmenetz / Hydraulik / Pufferspeicher Wirtschaftlichkeits-Beispiel (Stadtwerke, Wärmenetz mit 1.000 WE): • Heizlast 8 MW, Wärmebedarf 25 GWh/Jahr • Großwärmepumpe 5 MW + Spitzenkessel 8 MW (Erdgas oder Holz) • Quelle: Abwasser-WP • Investition WP: 2 Mio. €, Quelle 0,8 Mio., Hydraulik 1,2 Mio. = 4 Mio. € • BEW-Förderung 40 %: 1,6 Mio. € • Eigenanteil: 2,4 Mio. € • Strom WP: 7 GWh × 12 ct (Großhandel) = 840k €/Jahr • Gas-Spitzenlast: 2 GWh × 8 ct = 160k €/Jahr • Gesamt: 1 Mio. €/Jahr Energie vs. reines Gasnetz: 2,2 Mio. € • Ersparnis: 1,2 Mio. €/Jahr → Amortisation 2 Jahre Förderung BEW (Bundesförderung effiziente Wärmenetze): • Modul 1 (Machbarkeitsstudie): bis 50 % der Studienkosten, max. 750k € • Modul 2 (Investitionsförderung): bis 40 % auf Gesamt-Investment Wärmenetz • Modul 3 (Betriebsförderung): 5-10 ct/kWh erneuerbare Wärme über 10 Jahre • Antragsteller: Stadtwerke, Energie-Versorger, Quartiers-Genossenschaften Industrie-Förderung: • KfW 293 (Klimaschutz-Offensive Mittelstand): bis 70 % bei kleinen Investments • Bundesförderung Energie- und Ressourceneffizienz: bis 50 % auf Wärmepumpen-Komponente • EU-EmissionsHandel-Strafkosten ersparen sich (CO2-Zertifikate) Praxis-Stolpersteine: • Genehmigung für Großwärmepumpe komplex: BImSchG, Wasserrecht (bei Grundwasser/Abwasser), Schallschutz • Anschlussleistung Mittelspannung 10-30 kV nötig — Netzbetreiber-Vereinbarung • Spitzenlast-Konzept: Großwärmepumpe deckt 50-70 %, Kessel 30-50 % • Qualifizierte Planungsbüros knapp — Vorlauf 12-24 Monate • Lebensdauer: 25-40 Jahre, Wartungs-Service-Vertrag mit Hersteller empfohlen
⚠ Praxis-Hinweis
Großwärmepumpen-Projekte ohne Machbarkeitsstudie scheitern regelmäßig an Genehmigung oder Wirtschaftlichkeit. BEW-Modul 1 (Studie 50 % gefördert) ist der vernünftige Einstieg. Erst nach Studie investieren.
Häufige Fragen — Großwärmepumpe — Industrie & Wärmenetze
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