Gewässerthermie – Wärme aus Flüssen und Seen
Heizwärme lässt sich aus dem Boden oder der Umgebungsluft gewinnen. Doch auch Seen und Flüsse sind potenzielle Wärmequellen. Hier erhalten Sie Antworten auf technische, rechtliche und ökologische Fragen zur Nutzung von Oberflächengewässern für die Wärmeversorgung.
Windenergie und Photovoltaik tragen bereits heute wesentlich zu einer umweltfreundlichen Stromversorgung bei. Damit auch in der Wärmeversorgung verstärkt erneuerbare Energien genutzt werden können, richtet sich der Blick auf eine vielversprechende Technologie: die Gewässerthermie.
Wärmequelle Oberflächengewässer
Überblick zur Gewässerthermie in Flüssen und Seen.
Gewässerthermie in Fließgewässern (Flüsse)
- Aus dem Fluss wird je nach Bedarf und Verfügbarkeit Wasser entnommen und die enthaltene Wärme mittels Wärmetauscher teilweise entzogen.
- Mit einer Wärmepumpe wird die Temperatur auf das für die weitere Nutzung im Heizkreislauf erforderliche Niveau erhöht.
- Das Flusswasser fließt nach der Entnahme kühler in den Fluss zurück.
Gewässerthermie in stehenden Gewässern (Seen)
- Bei einer Wärmenutzung im See spielt neben der Temperaturänderung auch das natürliche Schichtungsverhalten des Sees eine Rolle. So weisen die tieferen Schichten auch im Winter moderate Temperaturen von meist 4 bis 7°C auf.
- Die Entnahme- und Rückleitungstiefe ist der Form des Sees und den jahreszeitlichen Verhältnissen anzupassen und entsprechend den hydrologischen und ökologischen Bedingungen zu optimieren.
Für die konkrete Planung
Das Bayerische Landesamt für Umwelt stellt folgende Informationen bereit:
- Das Infoblatt Betreiberhinweise zur Planung, Genehmigung und Betrieb von Wärmetauscheranlagen: Wärmegewinnung aus Fließgewässern enthält die wichtigsten Hinweise für Betreibende zu Planung, Genehmigung und Betrieb von Wärmetauscheranlagen in Fließgewässern.
- Weitere Informationen zur Wärmeeinleitung (Kühlzwecke) enthält die Webseite Thermische Nutzung von Gewässern.
Angebote aus dem Energie-Atlas Bayern:
- Für die Planung können die Karten der Wärmenetze, der Wärmebedarfsdichte, der Abwärmequellen und der Abwärmequellen kommunales Abwasser hilfreich sein.
Hinweis: Es empfiehlt sich, immer der frühzeitige Kontakt mit den Genehmigungsbehörden, wie der örtlich zuständigen Kreisverwaltungsbehörde und dem Wasserwirtschaftsamt.
Beispielanlagen für Fluss- und Seewasser-Wärmepumpen
Unter anderem in Rosenheim, Mannheim, Cottbus sowie am Zürichsee sind Fluss- und Seewasser-Wärmepumpen im Einsatz.
Die Stadtwerke Rosenheim betreiben seit 2023 im Rahmen eines iKWK-Konzeptes (innovative Kraft-Wärme-Kopplung) drei Bachwasserwärmepumpen, die Wärme in das bestehende Fernwärmenetz einspeisen. Die Wärmepumpen werden in Kombination mit dem Fernwärmenetz eines bestehenden Kraftwerks betrieben. Ihre thermische Leistung beträgt 4,5 MW.
Die MVV Umwelt GmbH betreibt seit Oktober 2023 eine Flusswärmepumpe mit Rheinwasser. Es wird nur ein Promille des Rheinwassers entnommen und damit eine Wärmeleistung von bis zu 20 MW bereitgestellt. Rund 3.500 Haushalte werden auf diese Weise mit grüner Wärme versorgt.
In der Gemeinde Thalwil am Zürichsee wird seit 2023 in 30 m Tiefe Wasser mit einer Temperatur von 4 °C entnommen und zur Seewasserzentrale gepumpt. Zum Schutz der Anlage vor grobem Schmutz wird ein Filter eingesetzt. Die Anlage übergibt die Energie mittels Wärmetauscher an einen Zwischenkreislauf. Das Kreislaufwasser wird zur Energiezentrale geführt, wo mittels Wärmepumpen die gewonnene Wärme einen Wärmespeicher füllt. Aus diesem wird die Wärme in das Fernwärmeleitungsnetz des Zentrums von Thalwil eingespeist. Zur Spitzenlastabdeckung wird auf eine konventionelle Gasheizung zurückgegriffen.
Weiterführende Informationen zum Projekt enthält die Website der Energie 360° AG.
Im ehemaligen Tagebausee am Ortsrand von Cottbus möchten die Stadtwerke eine Groß-Wasserwärmepumpe installieren und 35.000 Menschen im Stadtgebiet von Cottbus mit Wärmeenergie versorgen. Dieses Großprojekt ist neben der Floating PV-Anlage auf dem See und dem Windpark am Seeufer das dritte Standbein dieser Vorzeigeanlage für die Nutzung erneuerbarer Energien. Als zusätzliche Wärmequelle steht ein hochmodernes, aktuell mit Gas betriebenes und wasserstofffähiges Blockheizkraftwerk zur Verfügung.
Weiterführende Informationen zum Projekt sind von den Stadtwerken Cottbus hier zusammengestellt.