Großwärmepumpe im Rest­müll­heiz­kraft­werk Stuttgart-Münster

Im Heizkraftwerk Stuttgart-Münster liegt der Schwerpunkt der Anlage auf der Verwertung von Abfällen. Zur optimalen Brennstoffausnutzung werden dabei gleichzeitig Fernwärme und Strom nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugt. Das bestehende Heizkraftwerk besteht aus einem Steinkohlekraftwerk mit drei Kohlekesseln, einer Abfallverbrennungsanlage mit drei Müllkesseln, drei Dampfturbinen und einer heizölbetriebenen Turbinenanlage. Mit dieser Kombination stellt das Heizkraftwerk die Grund- und Spitzenlastversorgung sicher.

Derzeit wird dieser Standort über den Neubau einer mit Gas betriebenen KWK-Anlage in einem ersten Schritt bis 2025 von Kohle auf Gas (sog. „Fuel Switch“) umgerüstet, was die Emissionen deutlich reduziert. Die Kohlekessel werden dabei durch Gasturbinen und Abhitzekessel ersetzt. In den 2030er-Jahren soll dann auf die Verbrennung von CO₂-armem oder grünen Wasserstoff umgestellt werden. Dazu ist eine weitere kleinere Umbaumaßnahme erforderlich.

Bereits jetzt erfolgt im Heizkraftwerk Stuttgart-Münster ein erster wichtiger Schritt hin zur Klimaneutralität im Bereich der Fernwärmeversorgung in der Region Stuttgart: Eine Großwärmepumpe nutzt die Abwärme aus dem Kühlwasserablauf des Standorts, um bis zu 24 MW Fernwärme zu erzeugen. Die Großwärmepumpe in Stuttgart-Münster wird eine der ersten Anlagen in Deutschland in dieser Größenordnung sein und setzt damit neue Maßstäbe in der energetischen Nutzung von Abwärme.

Angetrieben wird die Großwärmepumpe von zertifiziertem Grünstrom aus der Müllverbrennung. Durch die so erzeugte klimaneutrale Fernwärme können pro Jahr ca. 15.000 Tonnen CO₂ eingespart werden.

Die Wärmepumpentechnologie in diesem großen Maßstab gilt als vielversprechender Baustein hin zu einer klimaneutralen Fernwärmeversorgung. Unter den aktuellen energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen ist sie aber in der Regel nicht wirtschaftlich umsetzbar. Daher fördert das BMWK im Rahmen des Ideenwettbewerbes „Reallabore der Energiewende“ dieses Projekt. Das Projekt in Stuttgart-Münster ist Teil des Verbundforschungsprojekts „Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen – Installation, Betrieb, Monitoring und Systemeinbindung“.

• Einsparung von ca. 15.000 Tonnen CO₂ pro Jahr im Kraftwerksprozess.
• Der Anteil der klimaneutralen Fernwärme in der Region Stuttgart steigt um ca. 10 % auf rund 25 %. Damit können rechnerisch 10.000 Haushalte zusätzlich mit klimaneutraler Fernwärme versorgt werden. Somit leistet die Wärmepumpe einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung der Fernwärmeerzeugung und unterstützt bei der Erreichung der Klimaschutzziele der Stadt Stuttgart.
• Der Bau der Großwärmepumpe sorgt dafür, dass der Wärmeeintrag in den Neckar reduziert wird und die im Kühlwasser enthaltene Energie zur Erzeugung klimaneutraler Fernwärme genutzt werden kann.

• Frühzeitige Einbindung der Genehmigungsbehörden.
• Evaluation der Förderbedingungen.
• Stringentes Projektmanagement und Koordination der beteiligten Gewerke.
• Technische Expertise.
• Konzept Wärmepumpe nach Wärmequelle und Wärmesenke ausrichten.