Großwärmepumpen

Um Wärme zur Verfügung zu stellen, kann entweder ein Verbrennungsprozess mit damit verbundenen Emissionen oder der Einsatz einer anderen Energiequelle wie Strom genutzt werden. Wärmepumpen bieten sich als Alternative zu klassischen Verbrennungsanlagen an, da hier vorhandene Umweltwärme und Strom eingesetzt wird. Dank des Kreislaufprozesses in der Wärmepumpe (der gegenteilige Prozess findet in Kühlschränken statt) können aus 1 Kilowattstunde Strom ungefähr 2,5 bis 4 Kilowattstunden Wärme bereitgestellt werden.

Eine Großwärmepumpe entzieht der Umwelt, z.B. Gewässer oder Umgebungsluft, Wärme über Wärmetauscher und hebt das Temperaturniveau mithilfe eines elektrisch angetriebenen Kältemittelkreislaufs an, sodass nutzbare Wärme effizient in Fernwärmenetze oder industrielle Prozesse eingespeist werden kann.

Großwärmepumpen werden vor allem eingesetzt, um Fernwärmenetze an Kraftwerks- und KWK-Standorten sowie in der Industrie zur Bereitstellung von Prozesswärme bis etwa 200°C bereitzustellen und ermöglichen eine flexible Nutzung von Umweltwärme und Strom aus erneuerbaren Energien.

Gewässer und Abwasser weisen ganzjährig relativ hohe und stabile Temperaturen auf, bieten große verfügbare Wärmemengen und ermöglichen dadurch hohe Wirkungsgrade sowie ein erhebliches Potenzial für die kommunale und industrielle Wärmeversorgung.

Eine Genehmigung ist erforderlich, sobald Wasser aus Gewässern oder Abwasseranlagen entnommen oder eingeleitet wird, bauliche Anlagen errichtet werden oder eine wesentliche Änderung wasser-, bau- oder immissionsschutzrechtlich relevanter Anlagen erfolgt.

Zu beachten sind insbesondere wasserrechtliche Erlaubnisse nach WHG, ggf. Genehmigungen für Abwasseranlagen nach Landesrecht, bauordnungsrechtliche Baugenehmigungen sowie immissionsschutzrechtliche Genehmigungen nach BImSchG bei bestimmten Kältemittelmengen.

Die Genehmigungen werden von den zuständigen Wasser- und Umweltbehörden, Bezirksregierungen oder Landratsämtern sowie von Bauaufsichts- und Immissionsschutzbehörden entsprechend der jeweiligen Rechtsgrundlage erteilt.

Einzuhalten sind vor allem das Wasserhaushaltsgesetz mit Verschlechterungsverbot, die AwSV beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen, bau- und raumordnungsrechtliche Vorgaben sowie gegebenenfalls das BImSchG einschließlich Störfallverordnung. 

Eine Übersicht der Genehmigungen finden Sie in der Frage oberhalb.

Die Temperaturdifferenz zwischen Entnahme und Rückleitung ist meist auf etwa 5 K zu begrenzen, die Änderungsrate auf rund 1 K pro Stunde, und starke Abkühlungen oder Erwärmungen sind zu vermeiden, um Gewässerökologie und Organismen zu schützen. 

Genauere Werte sind momentan nicht fixiert sondern jeweils mit der genehmigenden Behörde (siehe oben) abzustimmen.

Eine Genehmigung nach BImSchG ist erforderlich, wenn die Anlage als genehmigungsbedürftig gilt, insbesondere bei größeren Mengen gefährlicher Kältemittel wie Ammoniak oberhalb definierter Mengenschwellen oder bei Einbindung in bestehende Industrieanlagen.

Erfolgt ein immissionsschutzrechtliches Verfahren, ersetzt es aufgrund der Konzentrationswirkung die Baugenehmigung, während wasserrechtliche Erlaubnisse separat bleiben; ohne BImSchG ist in der Regel ein eigenständiges bauordnungsrechtliches Verfahren durchzuführen.

Eine gute Übersicht bietet die Webseite https://www.grosswaermepumpen-info.de/ der Landesenergieagentur Hessen. Hier können unter anderem Module verglichen und Modullisten von Herstellern angezeigt werden.