Wärmewende: Erste Forschungsanlage für Großwärmepumpen in Deutschland in Betrieb

© D. Zocher / Fraunhofer IEG

Cottubs - In Cottbus wurde am Standort der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG (Fraunhofer IEG) jetzt eine neue Forschungsanlage offiziell in Betrieb genommen. Die Anlage soll dazu beitragen, das Know-how auf dem Gebiet von Großwärmepumpen weiter zu verbessern und die Energiewende im Wärmesektor voranbringen.

Durch die Integration von erneuerbarem Strom in die Wärmeversorgung sollen Großwärmepumpen eine zentrale Rolle bei der Energiewende einnehmen. Für die noch offenen Fragen bei Entwicklung und Betrieb steht in Cottbus am Fraunhofer IEG nun Deutschlands erste öffentlich zugängliche Forschungsanlage für Großwärmepumpen bereit.

Basistechnologie, die Grundlage für Integration von regenerativem Strom ins Wärmenetz schafft

Großwärmepumpen (GWP) und Hochtemperaturwärmepumpen (HTWP) können die Bereitstellung von Fern- und Prozesswärme in Zukunft nachhaltig und CO₂-frei übernehmen. Als Basistechnologie, die die Grundlage für die Integration von erneuerbarem Strom ins Wärmenetz schafft, haben GWP und HTWP eine hohe Bedeutung für die Umsetzung der Energiewende.

Mit Großwärmepumpen können fossile Wärmenetze und damit viele Haushalte auf einen Schlag von nachhaltiger Energie profitieren oder Industriebetriebe ihren Wärmebedarf nachhaltig, zuverlässig und bezahlbar am heimischen Markt decken.

Fraunhofer IEG will Hersteller, Projektierer und Entwickler mit den neuen Prüfständen dabei unterstützen, ihre Technologien für den Markt zu validieren und den Betrieb zu optimieren.

An der Eröffnung der Forschungsanlage in Cottbus nahmen Jörg Steinbach, Minister für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg, und Philipp Nimmermann, Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, teil.

Die Anlage umfasst zwei Forschungs- und Erprobungsprüfstände für Wärmepumpen großer Leistung und hoher Temperaturen. Die Anlage ist eine zugangsoffene Infrastruktur für Testung, Qualifizierung und Weiterentwicklung von Wärmepumpen nach anerkannten Standards.

„Mit unserer Forschungsanlage für Großwärmepumpen leisten wir einen zentralen Beitrag für das Energiesystem der Zukunft und unterstützen Energieversorger und Hersteller, die bestmögliche Wärmepumpe für ihre Anwendung zu finden - egal ob Prozesswärme für die Industrie oder Fernwärmenetze auf kommunaler Ebene“, so Mario Ragwitz, Leiter der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG.

„Mit seiner Erprobungsanlage für Großwärmepumpen setzt Fraunhofer IEG einen markanten Meilenstein in unserer Strukturentwicklung. Die Anlage ist ein weiterer wichtiger Beitrag, um die vorhandenen Kompetenzen einer Energieregion in die zukunftsfesten Kompetenzen einer nachhaltigen Technologieregion zu übertragen – und Firmen und Fachkräfte auch in der Lausitz zu halten“, ergänzt der Minister für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg Jörg Steinbach.

„Stadtwerke und viele energieintensive Betriebe werden in den kommenden Jahren über die Anschaffung von Hochtemperatur- oder Großwärmepumpen nachdenken. Das Fraunhofer IEG und seine Partner erweitern mit der Erprobungsanlage in Cottbus die Kompetenzen vor Ort und schaffen einen Mehrwert für die Wirtschaft und den Klimaschutz“, ergänzt der Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz sagt Philipp Nimmermann.

Verbesserung von Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit auf der Agenda –Modell für Fernwärmeversorgung im Dauertest

Der erste Prüfstand der Forschungsanlage misst die Leistungsdaten von Sole-/Wasser-Aggregaten für bis zu einem Megawatt Heizleistung und Vorlauftemperaturen bis 90 Grad Celsius im realitätsnahen Betrieb und liefert so die Basis für die Weiterentwicklung und Optimierung von Wärmepumpenprototypen. Mit dem Prüfstand sind Freifeldmessungen zur Schallausbreitung und elektromagnetischen Verträglichkeit möglich. Der Prüfstand steht Herstellern und Entwicklern zur Verfügung und bündelt die Möglichkeiten, an realen Großwärmepumpen in definierten Laborbedingungen zielgerichtet Maßnahmen zu validieren, die Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit verbessern. Der Forschungs- und Erprobungsprüfstand entstand in etwa einem Jahr Planungs- und Bauzeit auf dem Gelände des Heizkraftwerk Süd in Cottbus und ist in dessen Kühlsystem integriert.

Im zweiten Prüfstand der Anlage wird ein Dauertest an einer Großwärmepumpe mit einer Leistung von 500 Kilowatt durchgeführt. Sie ist das Modell für eine geplante Wärmepumpe mit mehreren Megawatt Leistung, mit der zukünftig die Stadt Cottbus mit Fernwärme aus dem lokalen Bergbaufolgegewässer „Ostsee“ versorgt werden soll. Das Fraunhofer IEG erprobt in dem öffentlich geförderten Forschungsprojekt „FernWP“ an diesem Modell die Technologie und erarbeitet ein Betriebskonzept.