Wärmepumpen sind heute in zahlreichen Gebäudetypen für die Raumheizung und Warmwasserbereitung im Einsatz. Sie werden im zukünftigen Energiesystem eine zunehmend wichtige Rolle spielen, um Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor zu senken. Die Wärmepumpentechnologie ermöglicht auch zahlreiche weitere Anwendungen, wie die Bereitstellung von Wärme für Fernwärmenetze oder für industrielle Prozesse. Für Produktionsbetriebe ist die Verbesserung der Energieeffizienz ein zentrales Thema. In vielen Unternehmen fallen auch signifikante Abwärmemengen aus verschiedenen Bereichen und Prozessen an, die zu einem großen Teil bisher ungenutzt bleiben. Aktuell werden Wärmepumpen in Industrie und Gewerbe aber noch wenig eingesetzt. Von den 61.677 in Österreich im Jahr 2022 installierten Wärmepumpen waren nur 131 Industriewärmepumpen.¹
 
Im Rahmen des IEA-Programms Wärmepumpentechnologie widmet sich ein Projekt gezielt dem Thema Hochtemperatur-Wärmepumpen (Annex 58) ². Der Fokus liegt dabei auf Wärmepumpen mit Nutztemperaturen von über 100 °C. Know-how aus den Mitgliedsländern wird strukturiert aufbereitet, um einen Überblick über die technologischen Möglichkeiten von Hochtemperatur-Wärmepumpen zu gewinnen. Zentrales Thema ist die Integration von Wärmepumpensystemen in verschiedene industrielle Prozesse.

Um potenzielle Endanwender:innen bei Fragen zur Anwendbarkeit der Technologie in ihren Prozessen zu unterstützen, werden Beschreibungen von Hochtemperatur-Wärmepumpenkonzepten für ausgewählte Industrieprozesse (z. B. die Ziegeltrocknung oder Dampferzeugung) erarbeitet. Außerdem werden Beispiele von einer Vielzahl am Markt verfügbaren Wärmepumpentechnologien sowie Demonstrationsprojekten im Hochtemperaturbereich gesammelt und publiziert. Zusätzlich wird an einer Anleitung gearbeitet, um die Unternehmen bei der Entwicklung einer Dekarbonisierungsstrategie zu unterstützen. Die Wärmepumpe hat hier großes Potenzial, da die Technologie sowohl eine Maßnahme zur Effizienzsteigerung als auch zur Elektrifizierung ist.
www.nachhaltigwirtschaften.at/de/iea/technologieprogramme/hpp
www.nachhaltigwirtschaften.at/de/iea/technologieprogramme/hpp/iea-hpt-annex-58.php
 
¹ Innovative Energietechnologien in Österreich: Marktentwicklung 2022, BMK
² Teilnehmende Staaten: Belgien, China, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Japan, Kanada, Niederlande, Norwegen, Österreich, Schweiz, Südkorea, USA

Großwärmepumpe Müllverbrennungsanlage Spittelau
Das Wiener Fernwärmesystem gilt schon heute als zukunftsweisendes Modell für das umweltschonende Heizen. Bis 2040 sollen 56 % des Wärmebedarfs in Wien mit Fernwärme gedeckt werden. Ziel von Wien Energie ist es, die Wärme bis dahin u. a. mit Hilfe von Großwärmepumpen und Geothermie zu 100 % klimaneutral zu erzeugen. Aktuell wird in der Müllverbrennungsanlage Spittelau bereits die dritte Großwärmepumpe mit einer Leistung von über 10 Megawatt gebaut. Die hochmoderne 16 Megawatt-Anlage wird ab dem Frühjahr 2025 16.000 Haushalte mit klimafreundlicher Fernwärme versorgen und so rund 22.000 Tonnen CO₂ jährlich einsparen.

Abwärme aus der Rauchgasreinigung

Mit der Müllverbrennungsanlage Spittelau erzeugt Wien Energie Strom und Wärme für die Wiener Haushalte. Im Verbrennungsprozess entstehen Rauchgase, die in einem mehrstufigen Prozess gefiltert und gereinigt werden. Die Schadstoffe aus dem Rauchgas werden in Wasser gebunden, das Wasser anschließend gereinigt, abgekühlt und wieder in den Donaukanal abgeführt. Die im Rauchgas verbleibende Abwärme wird über den Schlot an die Luft abgegeben. Ab 2025 wird Wien Energie diese Abwärme mittels Wärmepumpen für das Fernwärmesystem nutzen. Dem bei der Abkühlung des Rauchgases entstehenden Kondensat (Wasser) wird mit Wärmetauschern Energie entzogen und in der hochkomplexen Anlage genutzt, um wiederum Wärme mit rund 90 Grad Celsius für das Wiener Fernwärmenetz zu erzeugen.

Hocheffizienter Prozess

Durch den Einsatz der Wärmepumpen steigert Wien Energie die Effizienz der gesamten Müllverbrennungsanlage um rund 13 % auf über 95 %. Das bedeutet, dass fast die gesamte Energie, die für den Prozess notwendig ist, auch effizient genutzt wird. Nach dem Entzug der Wärmeenergie wird das abgekühlte Wasser aus der Rauchgaskondensation aufbereitet und dem Prozess der Müllverbrennungsanlage wieder zugeführt. Das schont Wasserressourcen, denn Wien Energie braucht dadurch für den Prozess der Müllverbrennung um bis zu 125.000 Kubikmeter weniger Wasser pro Jahr aus dem Donaukanal.

Eckdaten Großwärmepumpe Spittelau
> Baubeginn Frühjahr 2023
> geplante Inbetriebnahme Anfang 2025
> Anlagenleistung: 16 Megawatt thermisch (zwei Wärmepumpen zu je 8 MW)
> Versorgung von rund 16.000 Wiener Haushalten
> rund 22.000 Tonnen CO₂-Einsparung pro Jahr
> 40 Millionen Euro Investitionen
www.wienenergie.at/blog/fernwaerme-zukunft
 
Das Projekt ist Teil des Leitprojekts „Thermaflex“ und wird im Rahmen der Forschungsinitiative Green Energy Lab durchgeführt.
www.greenenergylab.at