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DIN Forsyning / Everllence Schweiz

Meerwasser-Großwärmepumpe zur Wärmeversorgung im Fernwärmenetz

Esbjerg ist ein Vorzeigebeispiel, wie klimaneutrale Wärme im großen Maßstab bereitgestellt und Kohlekraftwerk durch eine erneuerbare Lösung ersetzt werden kann. Die größte in Betrieb befindliche CO2-Meerwasser-Wärmepumpeninstallation ist außerdem ein gutes Beispiel für eine erfolgreiche Sektorkopplung, da sie das Stromsystem durch Leistungsanpassung stabilisiert und thermische Speicher für mehr Flexibilität nutzt. 

Die weltweit größte CO₂-basierte Meerwasser-Wärmepumpe.
Meerwasser-Großwärmepumpe in Betrieb

Projektbeschreibung

Der dänische Energieversorger DIN Forsyning betreibt die Fernwärmenetze von Esbjerg und der Nachbarstadt Varde. Der Gesamtenergiebedarf des Fernwärmenetzes mit einer Trassenlänge von 1.000 km liegt bei rund 1.100 bis 1.200 GWh pro Jahr. Ende 2024 hat der dänische Energien-Konzern Ørsted hat sein letztes Kohlekraftwerk (378 MW) abgeschaltet, das auch Fernwärme für Esbjerg lieferte. Die Erneuerung der Fernwärmeerzeugung auf Basis erneuerbarer Energien soll wesentlich zu Esbjergs ehrgeizigem Ziel beitragen, bis 2030 klimaneutral zu werden. 

Das Gesamtprojekt «Fremtidens Fjernvarme» umfasst neben einer Meerwasserwärmepumpe einen Holzhackschnitzelkessel, einen Elektrokessel, Speicher, Hafeninfrastruktur und weitere Anlagen. Die im Hafen von Esbjerg installierte Großwärmepumpenanlage (Hersteller Everllence) liefert seit Ende 2024 klimaneutrale Fernwärme. 

Die Wärmepumpe integriert erneuerbare Energie aus nahegelegenen Windparks (über 700 MW) und Meerwasser als Wärmequelle. Die Wärme aus dem Meerwasser kann bis zu einer Wassertemperatur bis zu 2 °C genutzt werden und Fernwärme bis zu 95 °C bereitstellen. Das Kernstück stellen zwei ölfreie, hermetisch-gekapselte Radialkompressoren mit Magnetlagern dar, die einen hohen Wirkungsgrad erreichen. Insgesamt wird ein Seasonal Performance Factor (SPF) von etwa 3 erreicht. 

Da CO₂ als natürliches und ökologisch verträgliches Kältemittel eingesetzt wird, würde eine hypothetische Leckage im Kältemittelkreislauf nicht zu einer Kontamination des Meerwassers durch umweltschädliche Kältemittel führen (Wattenmeer vor Esbjerg ist UNESCO-Welterbe). 

Die Wärmeauskopplung erfolgt über speziell für das Projekt ausgelegte Wärmetauscher, über die die Wärme an das Fernwärmenetz übertragen wird. Elektroheizkessel (pth) und Wärmepumpe tragen zu einer Stabilisierung des Stromnetzes bei, indem die Leistungsaufnahme innerhalb von weniger als 30 Sekunden an Netzschwankungen angepasst werden kann (Primärreserveleistung). Die Flexibilisierung wird durch den Einsatz eines Warmwasserspeichers ermöglicht.

Für die kommende Heizsaison können 280–300 GWh des Fernwärmebedarfs durch die Wärmepumpen gedeckt werden. Weitere große Fernwärmeanteile setzen sich aus Müllverbrennung (500 GWh) und aus Biomasse (150-170 GWh) zusammen, der restliche Bedarf wird über Elektro-, Gas- und Ölboiler zur Spitzenlastabdeckung gedeckt.  Der Ersatz der kohlebasierten Wärme durch Fernwärme führt zu einer jährlichen Einsparung von rund 120.000 Tonnen CO₂.
 

Angaben zum Unternehmen 

Unternehmensname: DIN Forsyning / Everllence Schweiz AG

Land: Dänemark / Schweiz

Branche: Energiedienstleistung

Bewertungskriterien

Energieeffizienz                    

  • Senkung des Energiebezugs: 186.000 MWh/Jahr (Kohle)
  • Zusätzlicher Strombedarf: 100.000 MWh (geschätzt für Wärmepumpe, Elektrokessel)
  • Prozentuale Energiebezugssenkung: ca. 9 % (bezogen auf Kohle), ca. 16 % (bezogen auf Fernwärmenetz)

Klimaschutz 

  • CO2-Einsparung: 120.000 Tonnen CO2eq/Jahr (Vergleich zu Bestand mit Kohlekraft)

Wirtschaftlichkeit 

  • Gesamtinvestitionen: ca. 300 Mio. Euro, Einzelangaben werden nicht veröffentlicht. 
  • Amortisationszeit: keine Angaben, geschätzt >8 Jahre

Förderprogramme

  • Keine Angabe

Innovation 

Es handelt sich um die größte in Betrieb befindliche CO2-basierte Meerwasserwärmepumpe der Welt. Eine der größten Herausforderungen bestand darin, dass eine CO₂-basierte Wärmepumpe in dieser Größenordnung zuvor noch nicht umgesetzt worden war. Die eingesetzte Technologie wurde für diese Anwendung entwickelt und musste erstmals in dieser Dimension produziert, integriert und in Betrieb genommen werden.

Übertragbarkeit 

Großwärmepumpen spielen zur Dekarbonisierung der Fernwärme eine zentrale Rolle. Eine vergleichbare Anlage mit 4 x 44 MW thermischer Leistung (Gesamtwärmeleistung 700.000 MWh) befindet sich derzeit in Aalborg im Bau und soll Anfang 2027 ans Netz gehen. In Deutschland fand unlängst die Grundsteinlegung für ein 3x 50 MW Großwärmepumpen-Projekt in Köln statt (Rhein Energie). Dort wird Flusswasser aus dem Rhein als Wärmequelle genutzt. Für deutsche Städte mit Meerzugang sind auch Meerwasser-Wärmepumpen möglich.