Der Rhein transportiert jeden Tag riesige Mengen Wasser durch Köln. Ab 2028 soll er dabei noch eine weitere Aufgabe übernehmen: Er soll einen Teil der Stadt mit Wärme versorgen. In Niehl baut die RheinEnergie derzeit Europas größte Flusswasser-Wärmepumpe. Die Anlage soll Wärme aus dem Rhein entziehen und damit das Kölner Fernwärmenetz versorgen.
Am Donnerstag, 23. Juli, wurde auf dem Gelände des Heizkraftwerks Niehl der Grundstein für das 280 Millionen Euro teure Projekt gelegt. Rund 100 Millionen Euro stammen aus Fördermitteln des Bundes und der EU. Die Anlage soll eine Wärmeleistung von 150 Megawatt erreichen und damit rechnerisch Wärme für bis zu 50.000 Haushalte liefern können.
Doch wie kann kaltes Rheinwasser überhaupt Wohnungen heizen?
Jede Sekunde fließen rund 7.500 Liter Rheinwasser durch die Anlage
Das Prinzip ähnelt einer Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus – nur in gewaltigen Dimensionen.
Am Hafenbecken in Niehl entsteht ein Wasserentnahmebauwerk. Durch dieses sollen später rund 7,5 Kubikmeter Rheinwasser pro Sekunde zur Wärmepumpe gelangen. Das sind 7.500 Liter oder ungefähr der Inhalt von 40 Badewannen – jede einzelne Sekunde.
Dem Rheinwasser wird anschließend ein kleiner Teil seiner Wärme entzogen. Dabei spielt es keine Rolle, dass sich das Wasser für Menschen möglicherweise kalt anfühlt: Auch relativ kaltes Wasser enthält thermische Energie.
Diese Wärme wird zunächst auf das Kältemittel Ammoniak übertragen. Anschließend wird das Kältemittel mit großen elektrisch betriebenen Verdichtern immer weiter komprimiert. Acht Verdichterstufen sorgen dafür, dass die Temperatur schließlich auf bis zu 110 Grad Celsius steigt. Damit ist das Wasser heiß genug für das bestehende Kölner Fernwärmenetz.
Das Rheinwasser selbst wird anschließend wieder zurückgeleitet. Chemisch bleibt es unverändert, lediglich seine Temperatur liegt einige Grad niedriger.
Drei riesige Wärmepumpen entstehen in Niehl
Eigentlich handelt es sich nicht um eine einzige Wärmepumpe. Die Anlage besteht aus drei Modulen mit jeweils 50 Megawatt Leistung.
Sie können je nach Wärmebedarf eingesetzt werden. Aus einer Kilowattstunde Strom sollen im Durchschnitt rund drei Kilowattstunden nutzbare Wärme entstehen. Der zusätzlich gewonnene Teil stammt aus der Umweltwärme des Rheins.
Für Köln ist vor allem die Kombination mit den bereits vorhandenen Kraftwerken interessant. Ist viel Strom verfügbar und entsprechend günstig, kann verstärkt die Wärmepumpe eingesetzt werden. Bei hohen Strompreisen oder besonders großem Wärmebedarf können weiterhin die bestehenden Gas-und-Dampfturbinenanlagen in Niehl Wärme produzieren.
Die RheinEnergie erhofft sich davon nicht nur eine bessere CO₂-Bilanz, sondern auch mehr Flexibilität bei den Kosten der Wärmeerzeugung.
Müssen Kölner dafür ihre Heizungen umbauen?
Für Fernwärmekunden zunächst nicht.
Wer bereits an das entsprechende Fernwärmenetz angeschlossen ist, bekommt weiterhin Wärme über dieselben Leitungen ins Haus. Es muss weder in jeder Wohnung eine neue Wärmepumpe installiert noch die bestehende Heizung ausgetauscht werden.
Verändert wird vielmehr die Stelle, an der die Wärme entsteht.
Das Innenstadtnetz der RheinEnergie versorgt derzeit rund 3.600 Gebäude. Nach Angaben des Unternehmens könnte die neue Wärmepumpe im Jahresdurchschnitt bis zu 30 Prozent der benötigten Fernwärme liefern.
Im Winter reicht die Anlage allein allerdings nicht aus. An besonders kalten Tagen liegt die benötigte Leistung des Innenstadtnetzes bei rund 430 Megawatt – die Wärmepumpe schafft maximal 150 Megawatt. Vor allem zwischen Frühjahr und Herbst könnte sie dagegen zeitweise einen sehr großen Teil der benötigten Wärme übernehmen.
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RheinEnergie rechnet damit, durch die Anlage gegenüber einer fossilen Wärmeerzeugung mindestens 100.000 Tonnen Treibhausgasemissionen pro Jahr einzusparen.
Der Standort in Niehl eignet sich besonders für ein solches Projekt. Neben dem Rhein liegen dort bereits das Fernwärmenetz und ein Anschluss an das 380.000-Volt-Höchstspannungsnetz.
Genau diese Kombination macht Projekte dieser Größenordnung schwierig: Eine Stadt braucht einen ausreichend großen Fluss, einen sehr leistungsfähigen Stromanschluss und gleichzeitig ein großes Fernwärmenetz in unmittelbarer Nähe.
Deshalb spricht RheinEnergie bei dem Kölner Projekt auch von einer möglichen Blaupause für andere Städte. In dieser Größenordnung und Kombination sei eine solche Anlage bislang in Europa nicht gebaut worden.
Ab Herbst 2028 soll Wärme aus dem Rhein kommen
Bis dahin ist allerdings noch einiges zu tun. Der Bau direkt am Hafenbecken ist technisch anspruchsvoll. Unter anderem muss eine tiefe Baugrube für die Wasserentnahme entstehen, deren Arbeiten teilweise vom Rheinpegel und möglichen Hochwasserphasen abhängig sind.
Anschließend werden die drei Wärmepumpenmodule montiert, Strom- und Fernwärmeanschlüsse hergestellt und die gesamte Anlage getestet.
Im Herbst 2028 soll sie schließlich regulär in Betrieb gehen.
Für einen Teil der Kölner könnte dann etwas ziemlich Ungewöhnliches Realität werden: Das Wasser, das wenige Kilometer entfernt am Dom vorbeifließt, liefert einen Teil der Energie, mit der ihre Wohnungen und Häuser geheizt werden.
Und was haben die Kunden davon?
Wird Fernwärme dadurch günstiger? Eine konkrete Preissenkung für Verbraucher verspricht RheinEnergie mit der neuen Anlage nicht. Die Wärmepumpe soll allerdings helfen, die Kosten der Wärmeerzeugung zu begrenzen.
Der unmittelbare Vorteil für Fernwärmekunden ist also nicht unbedingt eine niedrigere Rechnung. Die neue Anlage soll vielmehr dafür sorgen, dass Köln seine Wärme aus mehr unterschiedlichen Quellen erzeugen kann. Das macht die Versorgung weniger abhängig von Gas und dessen Preisentwicklung. Gleichzeitig sinkt der CO₂-Ausstoß erheblich – ohne dass Bewohner dafür ihre Heizungen austauschen müssen.
Was ist Fernwärme eigentlich?
Bei Fernwärme steht die Heizung nicht im eigenen Haus. Die Wärme wird zentral erzeugt und über ein Netz aus gut isolierten Leitungen zu den angeschlossenen Gebäuden transportiert. Dort übernimmt eine Übergabestation die Wärme und verteilt sie weiter an Heizkörper und Warmwasser.
Für Köln ist das besonders spannend, weil damit nicht in Tausenden einzelnen Häusern jeweils eine neue Heizung eingebaut werden muss, wenn sich die Art der Wärmeerzeugung verändert.
Wird künftig mehr Wärme aus dem Rhein gewonnen, profitieren angeschlossene Gebäude also automatisch von dieser Umstellung. Für Eigentümer entfallen zudem unter anderem ein eigener Heizkessel, Brennstoffbeschaffung und Schornsteinfeger – Voraussetzung ist allerdings, dass das Gebäude am Fernwärmenetz liegt oder künftig angeschlossen werden kann.
Wo gibt es Fernwärme in Köln?
Fernwärme steht bislang nicht überall in Köln zur Verfügung. Die RheinEnergie betreibt drei größere Netze: in der Innenstadt und Deutz, im Kölner Norden rund um Niehl und Merkenich sowie in Teilen des rechtsrheinischen Kölns rund um Merheim. Insgesamt sind bereits rund 380 Kilometer Fernwärmeleitungen verlegt. Weitere etwa 200 Kilometer sollen in den kommenden Jahren hinzukommen.
Zum Thema: So sieht der Fernwärmetunnel zwischen unter dem Rhein zwischen Deutz und der Innenstadt aus
