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Eine Einführung in die Wärmegewinnung aus Flusswasser

Author: Seidel, Christian; Ostermann, Lars; Clausen, Jens
Publisher: Zenodo
DOI: 10.5281/zenodo.17278638
Source: https://zenodo.org/records/17278638/files/29-05-2025-Flusswasserwaermepumpen.pdf
V
LEITFADEN
Eine Ein üh ung in die
Wä megewinnung aus
Flusswasse
Ch is ian Seidel
La s Os e mann
Jens Clausen
Sei e II
IMPRESSUM
AUTOREN
Ch is ian Seidel, TU B aunschweig, c.seidel@ u-b aunschweig.de
D . La s Os e mann, TU B aunschweig
D . Jens Clausen, Bo de s ep Ins i u , clausen@bo de s ep.de
HERAUSGEBER
Bo de s ep Ins i u ü Inno a ion und Nachhal igkei gemeinnü zige GmbH
Fabecks aße 62 │ 14195 Be lin │ +49 (0)30 306 45 100-1 │ www.bo de s ep.de
ZITIERVORSCHLAG
Seidel, C., Os e mann, L. & Clausen, J. (2025). Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswas-
se . Be lin: Bo de s ep Ins i u .
TITELBILD
Fo o on Wol gang Weise au Unsplash
Sei e III
INHALTSVERZEICHNIS
Imp essum........................................................................................................................ II
Inhal s e zeichnis ............................................................................................................ III
1 Wie können wi mi Flusswasse heizen? .......................................................................1
2 Wie g oß sind die Po enziale? ........................................................................................2
3 Wie läss sich das lokale Po enzial abschä zen? .............................................................5
4 Ökologische Auswi kungen und Aspek e de Genehmigung ...........................................7
4.1 Tempe a u des Flusswasse s..................................................................................................... 7
4.2 Um ang de Flusswasse en nahme ............................................................................................ 8
4.3 Käl emi el .................................................................................................................................. 9
4.4 De Genehmigungsp ozess ....................................................................................................... 10
5 Güns ige S ando e ü Flusswasse wä mepumpen ..................................................... 12
5.1 Nu zung o handene wasse bauliche Anlagen ..................................................................... 12
5.2 Nu zung on Wasse k a anlagen ............................................................................................ 13
6 Realisie e Flusswasse wä mepumpen ........................................................................ 14
6.1 Wä mepumpe an de Bega in Lemgo ....................................................................................... 14
6.2 Wä mepumpe am Mühlbach in Rosenheim ............................................................................ 16
6.3 Wä mepumpe am Rhein in Mannheim .................................................................................... 16
7 Flusswasse wä me in die Wä meplanung einb ingen ................................................... 18
Quellen ............................................................................................................................ 19
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 1
1 Wie können wi mi Flusswasse heizen?
Mi übe 400.000 km Gesam länge sind Fließgewässe in Deu schland lächendeckend o handen
und übe alle Bundeslände e häl nismäßig gleich e eil . Au jedem Quad a kilome e Fläche gib
es in Deu schland im Mi el deu lich meh als 1.100 Me e Flüsse und Bäche. Fas jede S ad und je-
des Do wu den in Deu schland an ode in de Nähe on Gewässe n e ich e , um die Wasse e so -
gung zu e möglichen. So we den auch heu e noch alle diese O scha en on einem ode meh e en
Fließgewässe n du ch lossen. Eine ene ge ische Nu zung diese as übe all o handenen, gu e -
schließba en, kos engüns igen und leis ungss a ken Umwel wä mequelle bie e sich dami ü die
kommunale Wä me e so gung an.
Um Flusswasse als Wä mequelle nu zen zu können, muss es dem Fluss en nommen we den, um ei-
nen Wä me ausche zu passie en. Diese Wä me ausche übe äg einen Teil de Wä me des Fluss-
wasse s an das Käl emi el eine Wä mepumpe, wie in Abbildung 1 schema isch da ges ell .
Abbildung 1: Gewinnung on Flusswasse wä me
Quelle: Ve ände e Da s ellung nach Bü ge begeh en Klimaschu z (2023)
Die Wä mepumpe e hi z mi de aus dem Fließgewässe gewonnenen Wä memenge und mi Hil e
des An iebss oms das Heizwasse eines Fe n- ode Nahwä mesys ems. Die Heizene gie se z sich
dabei aus de Umwel wä me und de eingese z en elek ischen Ene gie zusammen. De eingese z e
S om geh also nich e lo en. Ha das Wä mene z eine nied ige Vo lau empe a u on z.B. 65 °C
kann dabei e wa 3,5-mal so iel Wä me gewonnen we den, wie S om e b auch wi d. Is die Vo -
lau empe a u höhe , z.B. 95 °C, dann wi d nu e wa 2,5-mal so iel Wä me gewonnen, wie S om
e b auch wi d. Bei noch ge inge en Vo lau empe a u en on 35 °C bis 55 °C s eige sich die E izi-
enz on eingese z em S om zu gewonnenen Wä me wei e . Fü den Be ieb eine Flusswasse wä -
mepumpe we den benö ig :
ein hin eichend g oßes Wä mepo enzial des Gewässe s (Kapi el 2 und 3),
eine wasse ech liche Genehmigung ü den Bau eine solchen Anlage (Kapi el 4),
ein Wä mene z ü die Ve eilung de Wä me, ein Baupla z ü die Wä mepumpe (Kapi el 5) so-
wie ein En nahme- und Wiede einlei ungsbauwe k, Rechenanlage und Wä me ausche .
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 2
2 Wie g oß sind die Po enziale?
Flüsse wu den übe iele Jah zehn e dazu genu z , die Abwä me aus he mischen K a we ken, also
Kohlek a we ken und Ke nk a we ken, abe auch aus Indus ie- und Gewe bep oduk ionsp ozessen
abzu anspo ie en. Das ha die Flüsse s a k beein äch ig . In olge de Abwä me s ieg die Gewässe -
empe a u maßgeblich, was besonde s im Somme halbjah au G und de abnehmenden Saue s o -
konzen a ion zu s a ken Beein äch igungen üh e. Die Möglichkei , Flüssen Wä me zu en ziehen,
wu de dagegen kaum un e such , weil die nied igen P eise ü Kohle, E dgas und Heizöl ande e Lö-
sungen au wendig und eue e scheinen ließen. Heu e is dies ande s und zudem we den die Flüsse
au g und des Klimawandels langsam wä me . Jedes Jah zehn e höh sich ih e Tempe a u um as
ein halbes Kel in bzw. halbes °C, siehe Abbildung 2. Ihnen Wä me zu en ziehen, wi d dahe auch als
wünschenswe e Klimaanpassung bewe e und kann an eilig die Klima beding e E wä mung de
Fließgewässe in Deu schland ückgängig machen.
Abbildung 2: En wicklung de Wasse empe a u en in Rhein, Elbe und Lech
Quelle: Seidel & Os e mann (2024).
Die Fließgewässe in Deu schland weisen ein gewal iges Wä mepo enzial au . Die Wä meen nahme
kann mi hohen Leis ungen und übe lange Zei e olgen, so dass seh g oße Wä memengen gewon-
nen we den können. Bei eine Tempe a u absenkung de Fließgewässe on nu 2 K, d.h. um 2 °C,
e gib sich eine Wä meleis ung on ca. 50 GW bei eine Einmalen nahme und on ca. 100 GW bei ei-
ne Zweimalen nahme de Wä me (Seidel & Os e mann, 2024). Eine Zweimalen nahme is möglich,
weil sich Flüsse on de Quelle bis zu Mündung im Allgemeinen um 2 bis 3 K, d.h. um 2 bis 3 °C, au -
wä men. Fließgewässe s ellen dabei iesige Flächenwä me ausche da , die in In e ak ion mi de
Umwel g oße Wä memengen aus diese au nehmen und speiche n können.
Das Wä mepo enzial ü das Gesam jah lieg bei eine Einmalen nahme de Wä memenge bei ei-
nem Tempe a u en zug on 2 K bei ca. 430 TWh/a und bei eine Zweimalen nahme bei ca. 860
TWh/a. Wi d diese Wä memenge mi Wä mepumpen und eine Jah esa bei szahl on 2,5 genu z ,
e höh sich die Nu zwä me nach de Wä mepumpe au ca. 710 TWh/a bei eine Einmalen nahme
und ca. 1.400 TWh/a bei eine Zweimalen nahme. Die G öße diese Menge läss sich bewe en, wenn
man mi dem E dgas e b auch de p i a en Haushal e und des Gewe be-, Handels- und

Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 3
Diens leis ungssek o s (GHD) e gleich , die zusammen in 2022 eine E dgasmenge on 352 TWh e -
b auch haben (AG Ene giebilanzen, 2023). Im Gegensa z zu den du chaus beg enz en Holz- und
Wasse s o mengen (Clausen, Sei e & Hube , 2024) handel es sich bei de Wä me im Flusswasse
um eine Ene giequelle, die zunächs einmal in g oßen Mengen e ügba is .
Und da Flüsse und Bäche übe all im Land ließen, is de Zug i auch in ielen O scha en möglich
und sinn oll, sowohl wi scha lich, echnisch und aus Ve so gungssich sowie auch un e ökologi-
schen Aspek en.
Abbildung 3: Mi le e Du ch luss und Du ch luss a iabili ä de Fließgewässe in Deu schland
Quelle: Bundesans al ü Gewässe kunde (B G) (2025)
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 4
G undlage ü die E mi lung des Wä mepo enzials is de Du ch luss eines Fließgewässe s. De
Du ch luss bezeichne dabei den Volumens om eines Fließgewässe s, d.h. die zei abhängig einen
Pegel passie ende Wasse menge. Ab lusskenng ößen sind s a is ische übe meh e e Jah e gemi el e
We e. Die Du ch luss a iabili ä eines Fließgewässe s be echne sich aus dem Quo ien en des mi -
le en höchs en Ab luss MHQ und des mi le en Nied igwasse ab lusses MNQ im be ach e en Zei -
aum. Sie is dahe ein Maß da ü , wie kons an Flusswasse bei olls ändige E schließung des Fluss-
wä mepo enzials ü die Wä mepumpe zu Ve ügung s eh . De mi le e Ab luss MQ gib dahinge-
gen den gesam en übe einen Zei aum im Mi el zu Ve ügung s ehenden Du ch luss eines Fließge-
wässe s an und wi d zu Be echnung des gesam en nu zba en Wä mepo enzials des Fließgewässe s
benö ig . Mi dem mi le en Ab luss des Win e halbjah es kann das nu zba e Wä mepo enzial in de
Heizpe iode be echne we den. Mi dem mi le en Ab luss des Somme halbjah es läss sich das zu
Ve ügung s ehende Wä mepo enzial ü die G undlas e so gung zu Wa mwasse be ei s ellung,
zu Be ei s ellung on P ozesswä me im Niede empe a u be eich un e 100 °C ode ü die pe ma-
nen e Raumwä mebe ei s ellung e mi eln.
Abbildung 3 zeig den mi le en Du ch luss MQ und die Du ch luss a iabili ä MHQ/MNQ e schiede-
ne Fließgewässe in Deu schland. Die Abbildung e deu lich da übe hinaus die gleichmäßige Ve -
eilung de Fließgewässe in Deu schland un e Ausp ägung on g oßen Haup gewässe n mi eine
Vielzahl on Nebengewässe n, die sich jeweils zu einem Flusssys em o mie en.
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 5
3 Wie läss sich das lokale Po enzial abschä zen?
Bei eine Tempe a u absenkung des Fließgewässe s on 2 bis 3 K bzw. 2 bis 3 °C e gib sich ü eine
übe schlägige Abschä zung eine Wä meleis ung bei einem Ab luss on 10 l/s on 100 bis 150 kW. Bei
einem Ab luss on 100 l/s lieg die Wä meleis ung des Fließgewässe s be ei s bei 1 MW bis 1,5 MW
und bei einem Ab luss on 1 m³/s bei 10 bis 15 MW (Seidel & Os e mann, 2024). Auch die kleinen
Fließgewässe können also be ei s beach liche Wä meleis ungen be ei s ellen und einen wich igen
Bei ag zu Ve so gung on Qua ie en und Kommunen lie e n.
Abe wie läss sich zumindes g ob abschä zen, wie hoch das Wä mepo enzial eines Flusses an einem
bes imm en O sein könn e? Wi nu zen dazu als Beispiel die S ad Diepholz in Niede sachsen mi
dem Fluss Hun e.
(1) Au de Websi e des „Gewässe kundlichen Jah buchs“ (LUBW Landesans al ü Umwel Baden-
Wü embe g, 2024) is in de Nähe on Diepholz de Pegel „Hoopen OP“ an de Hun e zu inden.
(2) Au de gleichen Websi e s ehen un e dem Menüpunk „his o ische gewässe kundliche Jah bü-
che “ um ang eiche Da enbände ü zehn g oße Wasse einzugsgebie e zu Ve ügung. Da die
Hun e dem „Wese - und Emsgebie “ zuzuo dnen is , wi d de neues e Band ü dieses Gebie
he un e geladen (Niede sächsische Landesbe ieb ü Wasse wi scha , Küs en- und Na u -
schu z, 2018).
(3) Da en zum Pegel „Hoopen OP“ an de Hun e inden sich au Sei e 209. Von Bedeu ung is das
langjäh ige Mi el (1965 bis 2015) des mi le en Ab lusses (MQ) im Win e , also wäh end de
Heizsaison. Hie gib das Jah buch ü das Wese -Ems Gebie 9,26 m3/s an.
Abbildung 4: Ausschni de Da en zum Pegel Hoopen OP an de Hun e
Quelle: Niede sächsische Landesbe ieb ü & Wasse wi scha , Küs en- und Na u schu z (2018)
(4) Du ch einen ein achen D eisa z läss sich die he mische En zugsleis ung ü die Heizpe iode aus
dem oben besch iebenen Zusammenhang bei eine Tempe a u absenkung um 2 K bzw. °C mi
und 10 MW/(m³/s) zu 92,6 MW ü den e mi el en Du ch luss in de S ad Diepholz und nach
Mul iplika ion mi de S undenzahl de Heizpe iode mi 212 Tagen (1. Ok obe bis 30. Ap il) on
5.088 h das Wä mepo enzial ü die Heizpe iode e echnen. Das Wä mepo enzial ü das Ge-
sam jah mi de Jah ess undenzahl on 8.760 h/a wi d aus dem mi le en Du ch luss des Ge-
sam jah es mi 6,16 m³/s und eine En zugsleis ung on 62 MW be echne .
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 6
Die 92,6 MW beziehen sich au die Leis ung, die dem gesam en Flusswasse im Win e en nommen
we den kann. Bei eine Di ek en nahme aus dem Fließgewässe ohne Nu zung on bes ehenden
wasse baulichen In as uk u en wie z.B. Wasse k a anlagen, die i.a. den gesam en Du ch luss eines
Fließgewässe s e a bei en dü en, wi d in de Regel nu ein Teil des Wasse s den Wä me ausche
du chs ömen. In Rosenheim beg enz z.B. die Genehmigung diesen We au 25 % des maximalen
Du ch lusses (Fo schungss elle ü Ene giewi scha e. V., 2024). Wi d diese We beispielha auch
an de Hun e angese z , eduzie sich die mögliche Leis ung de En nahme on Wä me aus dem
Flusswasse au 23 MW. De he misch nich genu z e Du ch luss s eh dann an wei e en En nahme-
s ellen en sp echend den Vo gaben de Genehmigungsbehö de zu Ve ügung bis 100 % des Gesam -
wä mepo enzials im Rahmen de möglichen Tempe a u sp eizung e schlossen sind. Hinzu komm die
Wä memenge, die de Fluss au seinem wei e en Lau aus de Umgebung wiede au nimm .
Un e Annahme eine Ne z o lau empe a u on 95 °C und dami in Anlehnung an B iddigkei
(2024) eine A bei szahl on ca. 2,5 wü de dem Wä mene z eine Wä meleis ung on 38 MW zu Ve -
ügung s ehen; 23 MW Umwel wä me aus dem Fluss und 15 MW elek ische An iebsleis ung de
Wä mepumpe. Wü de diese Anlage in de Mi ellas mi ca. 4.000 Einsa zs unden p o Jah be ieben,
wü de sie eine Wä memenge on ca. 150 GWh lie e n.
Diepholz ha ca. 19.000 Einwohnende. Ve b auch jede diese Pe sonen die dem bundesdeu schen
Du chschni en sp echende Menge an Heizene gie on 6.200 kWh/a e gib sich ein Gesam e -
b auch on ca. 120 GWh (S a is isches Bundesam , 2022). Theo e isch könn e eine Flusswasse wä -
mepumpe dami im Jah meh Wä me e zeugen als die Wohnungen in Diepholz insgesam benö i-
gen. Als Voll e so gung is bei dem Beispiel ü Diepholz eine solche Anlage abe aus meh e en G ün-
den nu beg enz geeigne :
Gewe bliche und indus ielle Heizene giebeda e kommen noch hinzu, so dass de An eil an de
Deckung des Gesam beda s nied ige aus allen wi d.
Es wä e zu eue , eine Wä mepumpenanlage au die e o de liche win e liche Spi zenlas auszu-
legen. Ein unk ionale Wä memix wü de also noch elek ische ode b enns o be iebene Spi -
zenlas kessel ode g öße e Wä mespeiche e o de n.
Dennoch is es zuhal en, dass die Nu zung on Flusswasse wä me in Diepholz, soll e do ein g öße-
es Wä mene z en s ehen, alle Vo aussich nach einen e heblichen An eil de Ve so gung mi
G und- ode Mi elas leis en könn e.
Die Nu zung eine Flusswasse wä mepumpe ü die G undlas is dabei besonde s anzus eben. Denn
ge ade im Somme sind Flüsse besonde s wa m und wü den hie on eine Wä meen nahme beson-
de s p o i ie en. Ebenso is die du chgehende Abkühlung de Fließgewässe im Win e halbjah on
Bedeu ung, um den auch hie e olg en Ans ieg de Wasse empe a u en in olge des Klimawandels
auszugleichen. Wi d ein Wä mene z neu geplan , dann ha dies Auswi kungen au die Wahl ande e
Wä mee zeuge , die mi de Wä mepumpe kombinie we den sollen.
Das hie besch iebene Ve ah en zu Abschä zung des Po enzials is g ob und mi Unsiche hei en be-
ha e . Dennoch kann du ch diese Abschä zung Kla hei da übe gewonnen we den, ob eine p o essi-
onelle Un e suchung des eal nu zba en Po enzials du ch einschlägige Fachleu e e olgen soll e.
Is das lokale Gewässe in den e ügba en Gewässe kundlichen Jah büche n nich e zeichne , kann
die lokale un e e Wasse behö de gg . Auskun geben ode das Hinzuziehen on en sp echenden
Fachleu en au dem Gebie de Fließgewässe wä menu zung emp ehlenswe sein.
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 13
Die S ando suche ü eine Flusswasse wä mepumpe beginn also dami , die o handenen wasse -
baulichen Anlagen zu e assen und zu bewe en.
5.2 Nu zung on Wasse k a anlagen
Vo handene Wasse k a anlagen bie en mögliche Syne gien ü die Gewinnung on Flusswasse -
wä me. Denn ge ade an kleinen und mi le en Gewässe n exis ie en eils sei Jah hunde en his o i-
sche Al s ando e adi ionelle Wasse mühlen und Wasse k a nu zende Fab iken wie z.B. Ham-
me we ke, Tex il ab iken, Papie mühlen e c.. Diese Anlagen können einen wesen lichen Bei ag ü
die zukün ige Wä me e so gung lie e n. Die an diesen S ando en o liegenden mechanischen Leis-
ungen zu Elek izi ä sgewinnung, ypische Weise on 3 bis 200 kW, weisen bei Nu zung des Du ch-
lusses auch zu Wä megewinnung zusä zlich Wä meleis ungen im Be eich on 1 MW bis 100 MW
au (Seidel & Os e mann, 2024). Do , wo eine s ome zeugende Wasse k a anlage nu wenige Kilo-
wa elek ische Leis ung gewinn , kann ein Viel aches diese Ene gie als Wä me gewonnen we den.
Auch alle ande en Wasse k a anlagen bie en Syne giepo enziale.
Die Wasse en nahme is bei Wasse k a anlagen be ei s genehmig . Die he mische Nu zung des
K a we kausbaudu ch lusses s ell i.a. nu eine E wei e ung de Genehmigung zu Wasse k a nu -
zung da und kann bei ielen o liegenden Genehmigungen be ei s du ch die e eil en Rech e abge-
bilde sein, was gg . im Einzel all zu p ü en is . Wasse k a anlagen e ügen zudem be ei s übe Ein-
und Auslau bauwe ke, Rechenanlagen und Fischwande hil en. Zudem exis ie ein um ang eiches
Fachwissen, um die ökologische Du chgängigkei an einem S ando ü Wasse k a anlagen siche zu-
s ellen. Die zusä zliche Gewinnung de Fließgewässe wä me bie e sich neben de elek ischen Ene -
giegewinnung bei Wasse k a we ken dahe besonde s an. Auch weisen Wasse k a anlagen du ch
ih e his o ische Nu zung als g oße Mühlenbe iebe ode Fab iken o aus eichend Baupla z ü die
E ich ung eine Flusswä mepumpe au . Vo eilha is hie eben alls, dass die Wä mepumpe zumin-
des an eilig mi dem im Wasse k a we k e zeug en S om be ieben we den kann. Da de Ve -
b auch au dem gleichen G unds ück s a inde , gil de S om als Eigen e b auch und is besonde s
güns ig, da das S omne zen gel nich gezahl we den muss (e neue ba e. , 2021).
An S ando en on Wasse k a we ken is baua beding auch die he mische Nu zung on 100 % des
Du ch lusses möglich. Bei Nu zung on 100 % des Du ch lusses is alle dings zu beach en, dass nu
eine eduzie e Abkühlung des Du ch lusses um 1,5 bis 3 °C möglich is , da diese sich le z lich 1:1 au
die Tempe a u des Gewässe s auswi k . Um Käl eba ie en auszuschließen, is eine gu e Du chmi-
schung de Wasse empe a u im Volumens om zu e möglichen.
Wasse k a anlagen können dabei du ch die Tu binie ung bzw. die K a we ksaus ömung ü eine
op imale Du chmischung des abgekühl en Wasse s und dami ü eine gleichmäßige Abkühlung des
Gewässe abschni es so gen, was ökologisch gewünsch is . Du ch die bes ehende F agmen ie ung
des Gewässe abschni es du ch die Weh anlage is diese Möglichkei besonde s geeigne , um Ge-
wässe abschni sweise he un e zukühlen.
Nich nu die in Be ieb be indlichen Wasse k a anlagen, sonde n auch die Reak i ie ung on Al an-
lagen ode de Neubau an bes ehenden Que bauwe ken und Weh en eignen sich ü die E ich ung
on kombinie en Wasse -Wä mek a we ken.

Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 14
6 Realisie e Flusswasse wä mepumpen
Die S udie „Rollou on G oßwä mepumpen“ (Ago a Ene giewende & F aunho e IEG, 2023) doku-
men ie 2023 zwei in Be ieb und wei e e ca. zehn im Planungss adium be indliche Flusswä mepum-
penp ojek e. Schon zwei Jah e spä e , An ang 2025, lis e das G oßwä mepumpen-In opo al (LEA,
2025) neben ün in Be ieb be indlichen Anlagen ie wei e e in Bau, el in Planung sowie el wei e e
angekündig e Anlagen au . D ei diese P ojek e we den im Folgenden ku z besch ieben. Neben den
in de S udie de Fo schungss elle ü Ene giewi scha (2024) e wähn en P ojek en Rosenheim und
Mannheim wi d hie die Anlage in Lemgo o ges ell . Mi Leis ungen on 1 MW in Lemgo, 4,5 MW in
Rosenheim und 20,5 MW in Mannheim decken die d ei Beispiele das Spek um de in kleinen und
mi le en O scha en ode ü die Ve so gung on S ad eilen ode Qua ie en in e essan en Leis-
ungsklassen ab.
6.1 Wä mepumpe an de Bega in Lemgo
Sei 2022 is in Lemgo eine Flusswasse wä mepumpe in Be ieb. Die Anlage en zieh dem Flüsschen
Bega Wä me und is Teil eine sogenann en iKWK-Anlage. Neben d ei 2,5 MW E dgas-BHKWs, eine
5,2 MW Sola he mieanlage und eine zweis u igen Wä mepumpenanlage am Klä we k äg die
Flusswasse wä mepumpe so zu Ve so gung de Fe nwä me in Lemgo mi egene a i e Wä me bei
(e neue ba e. , 2021).
Die Wä mepumpe „AGO Calo a“ nu z Flusswasse und e eich du ch den eigens en wickel en zwei-
s u igen Wä mepumpenp ozess, welche mi den na ü lichen A bei smedien Ammoniak/Wasse a -
bei e , eine hohe E izienz und bei Einsa z on F ühjah bis He bs eine Jah esa bei szahl on ca. 3,0.
Die Einspeisung in das Wä mene z e olg mi 82 °C bis 95 °C (AGO, 2022). De Einsa z diese Wä me-
pumpe is bei Wasse empe a u en ab ca. 6 °C an ca. 300 Tagen im Jah möglich. Dabei ha es sich
aus echnische Sich bewäh , die Anlage übe lange Zei äume du chlau en zu lassen und zu
G und- und Mi ellas be ei s ellung zu nu zen (Webe , 2025).
Tabelle 1: Ke nda en de Wä mepumpenanlage in Lemgo
Wä mepumpe
AGO Calo a
Wä mequelle
Fluss Bega, Mindes empe a u 6 °C, Abkühlung im Wä me ausche um 3 bis
6 K.
The mische Leis ung
1.000 kW
Elek ische Leis ung
334 kW
Vo lau empe a u
85 °C bis 95 °C
Käl emi el
450 kg Ammoniak (R717, na ü liche Käl emi el), Ammoniaksenso im Was-
se ablau und schnell wi kendes Abspe en il
Gewich
Ca. 30
Geplan e Be iebss unden
bis zu 7.000 h p.a.
E eich e COP
2,6 (Win e ) bis 3,3 (Somme ), Jah esmi elwe ca. 3,0
In es i ions olumen
2 Mio €, da on die Wä mepumpe ca.1 Mio. €
Inbe iebnahme
2022
Quelle: Webe (2022, 2025), AGO (2022)
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
Sei e 15
Die S om e so gung de Wä mepumpe e olg aus dem S omne z, ande s als bei de be ei s in
2019 ins allie en Klä wasse wä mepumpe. Hie wu de neben Ne zs om auch Eigens om aus einem
o handen 2 MW E dgas-BHKW genu z .
De e wa zwei Kilome e lussau wä s on Lemgo gelegene Pegel Vossheide an de Bega (LUBW Lan-
desans al ü Umwel Baden-Wü embe g, 2024) weis einen mi le en Ab luss (MQ) on 1,08 m3/s
bzw. 1.080 l/s aus, was nach Seidel & Os e mann (2024) einem Wä mepo enzial on 10 MW bei eine
Abkühlung um 2 K en sp ich . Die Flusswasse -Wä mepumpe nu z on diesem Po enzial ca. 40 bis
80 l/s, wie die Nach echnung ü die gegebenen Pa ame e e gib , und dami unge äh 7 bis 14 % des
mi le en Du ch lusses, bei hohen Du ch lussmengen im He bs deu lich wenige , da wesen lich
meh Wasse zu Ve ügung s eh als en nommen wi d. E ek i wi d de Fluss im Somme nu um
wenige Zehn el G ad (lau Nach echnung ca. 0,4 °C) abgekühl . Im F ühjah und He bs , bei meis
deu lich höhe em Ab luss, is die Abkühlung kaum messba . Win e liche Hochwasse si ua ionen üh-
en in Lemgo dazu, dass das Einlau bauwe k übe schwemm wi d und Ablage ungen on Schlamm
und T eibgu nach Sinken des Wasse s ands en e n we den müssen (Webe , 2025), was abe auch
bei ande en wasse wi scha lichen Anlagen ypisch is .
Ein Einlau bauwe k muss e ü die Ve so gung de Wä mepumpe mi Flusswasse neu e ich e we -
den ( gl. Abbildung 5). Ein Fein echen als Ho izon al echen mi einem S ababs and on 1,5 cm dien
dazu, Fische und T eibgu da an zu hinde n, in den Wä m ausche zu ge a en. Eine o gelage e es e
Tauchwand mi eine Länge on und 3,7 m e hinde , dass bei seh nied igem Wasse s and noch
Wasse en nommen we den kann (Webe , 2025).
Abbildung 5: Neu gebau es Einlau bauwe k an de Bega in Lemgo, Si ua ion bei Nied igwasse
Quelle: S ad we ke Lemgo
De Auslau e olg übe einen be ei s bes ehenden Regenwasse kanal und lei e das abgekühl e
Wasse lussabwä s in die Bega ein.
Sowohl die E ich ung des Einlau bauwe ks wie auch die En nahme on Flusswasse ü die Wä me-
pumpe bedu en eine Genehmigung du ch die un e e Wasse behö de des Landk eises. Zu Be-
hö de bes and be ei s Kon ak . Sie wu de ühzei ig übe die Planung in o mie und eagie e au die
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
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Idee de Wä meen nahme g undsä zlich posi i , da die ökologischen P obleme du ch zu hohe Ge-
wässe empe a u en be ei s bekann wa en. Fü die Genehmigung wa die E a bei ung eines A en-
schu z achbei ags sowie eine Eing i sbilanzie ung e o de lich. Ziel wa die Siche s ellung, dass
Flo a und Fauna du ch die Wasse en nahme und die Abkühlung nich ge äh de we den. Mi de E -
s ellung wu de ein Bü o beau ag , welches sowohl den Fluss Bega be ei s gu kann e, abe auch bei
den Behö den bekann wa . Dies e leich e e den P ozess und senk auch die Kos en, da es wenige
Au wand ü die Eina bei ung in die spezielle Lage o O bedu e. Le z lich en s and ein Dokumen
zu Eing i sbilanzie ung mi ca. 10 Sei en Tex sowie d ei Anlagen mi Fokus au den A enschu z mi
zusammen e wa 20 Sei en Tex . Die Kos en de A bei en be ugen ca. 5.000 €.
6.2 Wä mepumpe am Mühlbach in Rosenheim
Die S ad we ke Rosenheim GmbH & Co. KG haben 2021/2022 d ei G oßwä mepumpen in die Fe n-
wä mee zeugung des Müllheizk a we kes (MHKW) in Rosenheim in eg ie und nu zen dabei die
Tempe a u des benachba en Mühlbaches. Jede einzelne Wä mepumpe s ell 1,5 MW Heizleis ung
be ei . Ins allie wu den spezielle Ge ä e de Fi ma Johnson Con ols: zweis u ige Wä mepumpen
mi Sch auben- und Hubkolben e dich e . Die d ei Wä mepumpen scha en Jah esa bei szahlen on
2,5 bis 2,8 abhängig on de Las und den Tempe a u schwankungen des Flusses. Die Vo lau empe-
a u en be agen bis zu 88 °C und e wä men den Rücklau des Wä mene zes zum Müllk a we k. Fü
die Wasse e so gung de G oßwä mepumpen in Rosenheim konn e ein bes ehendes Einlau bau-
we k mi Rechenanlage und ein gleich alls bes ehendes Auslau bauwe k genu z we den.
Tabelle 2: Ke nda en de Wä mepumpenanlage in Rosenheim
Wä mepumpe
Johnson Con ols SaBROE/NS-DualPAC
Wä mequelle
Flusswasse (Mühlbach), ge ech und gesieb , En nahme olumens om ü
jede Wä mepumpe: 40 l/s, Abkühlung des En nahme olumens oms: ΔT =
3-6 K, Minimale Rück üh empe a u : 1 °C, Tempe a u e ände ung des Ge-
sam lusses du ch Wä mepumpenbe ieb: max. 0,5 K
The mische Leis ung
3 mal 1.566 kW
Elek ische Leis ung
3 x 628 kW (Las be eich: 40–100 P ozen )
Vo lau empe a u
88 °C
Käl emi el
R717 (Ammoniak, na ü liches Käl emi el), ca. 3 x 260 kg
Gewich
Ca. 19 je Wä mepumpe
Geplan e Be iebss unden
Ca. 4.500 h p.a.
COP
2,5 bis 2,8
In es i ions olumen
3,8 Mio. € (Wä mepumpen), 8,5 Mio. € (inkl. Gebäude u. Anbindung)
Inbe iebnahme
Juni 2022
Quelle: Fo schungss elle ü Ene giewi scha e. V. (2024)
6.3 Wä mepumpe am Rhein in Mannheim
Fü die Mannheime MVV Ene gie AG is g üne Wä me wich ig ü die Deka bonisie ung de Wä me-
e so gung. Ein wesen liche Baus ein diese Deka bonisie ung is die Nu zung de Wä me des
Rheinwasse s mi Wä mepumpen. Da die Kühlwasse in as uk u mi Ein- und Auslau bauwe ken
und Kühlwasse pumpen am S ando des G oßk a we ks Mannheim be ei s o handen wa , muss e
baulich nich in den Rhein bzw. das Rheinu e eingeg i en we den. Die ü die Wä mepumpe
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
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genu z e Wasse menge on 800 bis 1.000 l/s is im Ve häl nis zum Ab luss des Rheins so ge ing, dass
eine Abkühlung des Rheins nich messba is . Zudem is gegenübe eine Wasse en nahme zu Kühl-
zwecken und de dami e bundenen Au heizung des Rheinwasse s eine Abkühlung ü den im Zuge
des Klimawandels imme wä me we denden Rhein o eilha .
Das Käl emi el R1234ze(E) mi einem GWP on 7 und mi Wasse ge äh dungsklasse 1 wi d in einem
geschlossenen K eislau ge üh . Vo so glich wu de im Rahmen de Genehmigung abges imm , dass
ein Käl emi elde ek ionssys em ins allie wi d, das kleins e Käl emi elmengen im Wasse e kennen
kann und bei Beda Ala m schlagen und ein so o iges Abschal en de Anlage auslösen wü de. Mi
de G oßwä mepumpe können ca. 3.500 Haushal e e so g we den. Die Vo lau empe a u en be a-
gen 83 bis 99 °C
Tabelle 3: Ke nda en de Wä mepumpenanlage in Mannheim
Wä mepumpe
Siemens Ene gy SHP 600
Wä mequelle
En nahme olumens om ü Wä mepumpe: 800–1.000 l/s, Abkühlung des
En nahme olumens oms: ΔT = 1,8–3,8 K, Minimale Rück üh empe a u : 1,2
°C, Tempe a u Wä mequelle: 3–25 °C; wäh end Heizpe iode: 3–12 °C (Min-
des empe a u ü Be ieb: 3 °C), Tempe a u e ände ung des Gesam lus-
ses du ch Wä mepumpenbe ieb: seh ge ing (kaum messba , ca. 0,0006 K)
The mische Leis ung
20,5 MW
Elek ische Leis ung
7 MW (Las be eich: 65–100 P ozen )
Vo lau empe a u
83 °C bis 99 °C
Käl emi el
R1234ze(E) (HFO, syn h. Käl emi el), ~12.000kg
Gewich
142
Geplan e Be iebss unden
Ca. 2.000 h p.a.
COP
2,5–3,0 (JAZ geplan 2,7)
In es i ions olumen
15 Mio. €
Inbe iebnahme
Ok obe 2023
Quelle: Fo schungss elle ü Ene giewi scha e. V. (2024)
In 2025 ha die MVV die Aussch eibungsphase ü eine wei e e, nochmals deu lich g öße e Flusswä -
mepumpen-Anlage mi 150 MW he mische Leis ung begonnen.
Eine Ein üh ung in die Wä megewinnung aus Flusswasse
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7 Flusswasse wä me in die Wä meplanung einb ingen
Um den Gedanken an die Nu zung on Flusswasse in die kommunale Wä meplanung einzub ingen,
sind olgende Sch i e e o de lich.
Zunächs is wich ig zu e mi eln, ob in de Kommune wesen liche Wä memengen einem Gewässe
en zogen we den können. Dabei lieg de Schwe punk au Fließgewässe n, bei denen s ändig neues
Wasse nach ließ . We den an dem Gewässe schon Flusswä mepumpen be ieben, sind hie gg . bi-
lanzielle Un e suchungen e o de lich, um die Abkühlung des Gewässe bewe en zu können und die
Möglichkei en de Wiede e wä mung des Gewässe s zu un e suchen. Auch aus Kanälen und s ehen-
den Gewässe n kann g undsä zlich Wä me en zogen we den, abe die Be echnung de Kapazi ä is
hie komplizie e und soll e du ch Fachleu e e olgen. In Fließgewässe n kann das e ügba e Wä -
mepo enzial dagegen au Basis ö en liche Da en g ob abgeschä z we den. Ein Eins ieg is die Web-
si e des deu schen gewässe kundlichen Jah buchs www.dgj.de/. Hie lassen sich an g oßen und mi -
le en Gewässe n Messda en an den e schiedenen Pegeln inden. G undsä zlich is abe auch diesbe-
züglich das Hinzuziehen on Fachleu en sinn oll.
Kann au diese Weise geklä we den, dass ein wesen liches Po enzial zu e mu en is , beginn eine
e s e Suche nach einem geeigne en S ando ü eine Flusswasse wä mepumpe. Hil eich kann hie
sein, nach be ei s bes ehenden wasse baulichen Anlagen zu suchen. Diese kennen die Wasse behö -
den (UWB), die egionalen Mühlen e eine und die Denkmalschu zbehö den bezüglich de his o i-
schen Wasse k a anlagen, gg . de Bundes e band deu sche Wasse k a we ke (BDW) und die Ab-
wasse be iebe und Klä anlagenbe eibe ebenso wie de lokale Ene gie e so ge bzgl. de Kühlwas-
se en nahme ü den K a we ksbe ieb am bes en. Ein Gesp äch mi de un e en Wasse behö de
könn e hil eich sein, bei dem die Ziele de kommunalen Wä meplanung da ges ell we den und ge-
meinsam übe leg wi d, ob im Gemeindegebie mögliche S ando e bekann sind. Dabei is zu beach-
en, dass de mögliche S ando eine Flusswasse wä mepumpe nich nu Zugang zum Flusswasse
benö ig , sonde n auch de Anschluss an das Nah- ode Fe nwä mene z und an das S omne z he ge-
s ell we den muss. Auch is ein aus eichende Pla zbeda siche zus ellen, gg . lassen sich hie abe
auch geeigne e kons uk i e Lösungen inden, was dann jeweils o O zu übe legen is .
Finde sich au diese Weise ein mögliche S ando , muss im nächs en Sch i eine Vo planung in
Fo m eine Machba kei ss udie e olgen. Hie ü müssen gg . im Maßnahmenplan de kommunalen
Wä meplanung Mi el einges ell we den.
Zusammenge ass lassen sich also olgende wesen liche Sch i e es hal en:
(1) Zue s is z.B. im Rahmen de kommunalen Wä meplanung de Wä mebeda es zus ellen,
(2) dann is das Wä mepo enzial im Gewässe zu e mi eln
(3) und anschließend e olg die S ando suche.
Vo handene wasse bauliche Anlagen sind dabei de Ausgangspunk de S ando suche, denn wenn
solche Anlagen genu z we den können, is ieles ein ache . Abe auch ein Neubau au de „g ünen
Wiese“ is möglich, wie e z.B. in Lemgo e olg e.

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