Einzigartige Hochtemperatur-Wärmepumpe am Potsdamer Platz

Fernwärme  •  20.02.2023

#fernwärme #nachhaltigkeit #berlin

 

Zugegeben, Wärmepumpen sind nichts neues – allerdings hat sich das Bewusstsein für diese Technologie verändert. Klar ist, um die Wärmewende zu schaffen, müssen wir alle verfügbaren fossilfreien Potenziale nutzen. Die Verwendung von Abwärme ist dabei ein wichtiger Baustein. Wärmepumpen wiederum sind ideal, um Abwärmeströme für die Wärmeversorgung zu erschließen. Doch wie können diese für einen industriellen Maßstab skaliert und als Hochtemperatur-Wärmepumpen ausgelegt werden, um Wärme in ein Fernwärmenetz einspeisen zu können?

Unser Projektpartner Siemens Energy macht sich eine neue Erkenntnis aus der eigenen Forschung zu Nutze: Bei der Suche nach geeigneten neuartigen Medien für Wärmepumpen ist das Forschungsteam auf ein Schäumungsmittel mit interessanten physikalischen Eigenschaften gestoßen. Sie haben festgestellt, dass dieses Schäumungsmittel auch anderweitig genutzt werden kann. Zum Beispiel als Wärmeträgermedium in einer Hochtemperatur-Wärmepumpe.

Alles auf einen Blick

Energieversorgung von Vattenfall | Energie News | Hochtemperatur-Wärmepumpe (Gesamtwärmemenge)

55 GWh

Produzierte Gesamtwärmemenge

Energieversorgung von Vattenfall | Energie News | Hochtemperatur-Wärmepumpe (versorgte Haushalte)

30.000

Mit Warmwasser versorgte Haushalte im Sommer

Energieversorgung von Vattenfall | Energie News | Hochtemperatur-Wärmepumpe (CO2-Einsparung)

6.500 t

Jährliche CO2-Einsparung

Wärmepumpen gab es bisher am Markt mit bis zu 90 Grad Vorlauftemperatur. Mit dem neuen Kältemittel lassen sich Vorlauftemperaturen von bis zu 150 Grad realisieren. Das sind Parameter, die es in diesen Größenordnungen bisher noch nicht gab. Ab 100 Grad gelten Wärmepumpen als Hochtemperatur-Wärmepumpen, ab circa fünf Megawatt thermische Leistung sind es Großwärmepumpen.

In der Kältezentrale befindet sich diese Technologie in der Realisierung und wird voraussichtlich ab dem Frühjahr 2024 im industriellen Maßstab erforscht. Aufgrund des Innovationsgehalts und ihrer Bedeutung für den zukünftigen Erzeugungsmix wird die Hochtemperatur-Wärmepumpe im Rahmen des Forschungsprojektes „Qwark3“ über den Projektträger Jülich vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

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Wärme, die aus Kälte kommt

Wärmepumpen heben mit Hilfe von Strom die Temperatur einer Wärmequelle auf ein deutlich höheres Niveau. Auf diese Weise erzeugen sie viel mehr Wärme, als dies bei einer direkten Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme der Fall wäre.

In der Kältezentrale am Potsdamer Platz ergänzen sich zukünftig zwei Systeme: Schon seit 25 Jahren versorgt der Standort rund 12.000 Büros, 1.000 Wohnungen, einige Ministerien sowie Kultureinrichtungen mit lokal erzeugter Kälte. Die angeschlossenen Gebäude werden ganzjährig mit sechs Grad kaltem Wasser beliefert. Dort angekommen, kühlt es die Immobilien und technischen Anlagen herunter und nimmt dabei Wärme auf. Das Wasser erwärmt sich in den Gebäuden auf etwa zwölf Grad und wird zur Kältezentrale zurückgeleitet. Wird das Wasser dort wieder auf sechs Grad abgekühlt, entsteht Wärme.

Hier kommt die neue Hochtemperatur-Wärmepumpe ins Spiel. Sie nutzt die Abwärme des Kältekreislaufes als Quelle und hebt die Temperatur dieser Restwärme auf bis zu 120 Grad. Auf diese Weise wird die Hochtemperatur-Wärmepumpe, die im Leistungsbereich von acht Megawatt liegt, zur intelligenten Schaltstelle zwischen der Kältezentrale am Potsdamer Platz und dem Berliner Fernwärmenetz. Die Wärmepumpe soll mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben werden, der über Zertifikate realisiert wird.

Die jährlich durch sie produzierte Gesamtwärmemenge beträgt 55 Gigawattstunden. Damit können im Sommer 30.000 Haushalte mit Warmwasser und im Winter 3.000 Haushalte mit Wärme versorgt werden. Jährlich spart dieses Verfahren 6.500 Tonnen CO2 ein.

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