„Wir betreten Neuland“: Projektleiter Alexander Felk über Europas größte Flusswasserwärmepumpe

In Köln-Niehl entsteht gerade ein Projekt, das weit über die Stadtgrenzen hinaus Signalwirkung hat: Europas größte Flusswasserwärmepumpe. 150 Megawatt Leistung, rund 280 Millionen Euro Investitionsvolumen, bis zu 50.000 Haushalte, die künftig mit Wärme aus dem Rhein versorgt werden können. Mittendrin: Alexander Felk, Projektleiter der RheinEnergie für die neue Anlage. Wir haben ihn auf der Baustelle getroffen und über den aktuellen Stand gesprochen – von den ersten Bohrgeräten bis zur Frage, was die Menschen in Köln eigentlich davon merken.

Wer in den letzten Monaten am Rheinufer in Niehl vorbeigekommen ist, hat sie vielleicht schon gesehen: riesige Bohrgeräte, Baucontainer, LKW mit Erdreich und Material. Hier baut die RheinEnergie gemeinsam mit ihren Partnern Everllence (ehemals MAN Energy Solutions), Züblin und Strabag Umwelttechnik eine Anlage, die so bislang in Europa noch nicht existiert. Im Gespräch erzählt Alexander Felk, woran er und das abteilungsübergreifende Team der RheinEnergie aktuell arbeiten – und warum manchmal das Wetter mehr Kopfzerbrechen bereitet als die Technik.

„Als die ersten Bohrgeräte kamen, war klar: Jetzt geht es los“

RheinEnergieBlog: Alexander, die Auftragsvergabe lag im Dezember 2024 – jetzt seid ihr mitten in der Umsetzung. Wie fühlt sich dieser Moment für dich an, in dem ein Projekt von Plänen und Papier in echte Bauarbeiten übergeht?

Alexander Felk: Das ist ein spannender Prozess, der ohne die tolle Arbeit von vielen Kolleginnen und Kollegen nicht möglich wäre. Wir bauen hier schließlich die erste Wärmepumpe dieser Größenordnung in dieser Kombination – also mit diesem Standort, mit diesem Kältemittel und mit dieser Aufgabe. Nach der Vergabe kam zunächst die Genehmigungsplanung: Papier, Papier, Papier, viel Basic Engineering. Dank vorgezogener Genehmigungen hatten wir die Möglichkeit, Ende 2025 mit den ersten Bauvorbereitungen in Niehl zu beginnen. Als dann tatsächlich die ersten Lkw, die ersten Bagger und vor allem diese riesigen Bohrgeräte ankamen, war klar: Es geht richtig los. Da haben wir gemerkt: Jetzt werden Fakten geschaffen!

Das Herzstück der Anlage konntet ihr euch vor Kurzem sogar schon ansehen – allerdings nicht in Köln.

Richtig. Die Getriebe der großen Verdichter der Wärmepumpe werden von Everllence in Berlin gefertigt, die gesamten Verdichter der Wärmepumpe anschließend in Oberhausen montiert – also komplett in Deutschland. Wir waren mit einem Teil des Projektteams in Berlin und konnten uns das Werk ansehen. Das war beeindruckend: diese Dimension und Präzision. Man bekommt dort einen guten Eindruck, welche Expertise beim Maschinenbau hinter so einer Anlage steckt. Wichtig sind diese Termine auch für die Qualitätssicherung.

Rhein rein, Fernwärme raus – wie die Anlage funktioniert

Für alle, die sich die Anlage nicht so richtig vorstellen können: Was entsteht da in Köln-Niehl eigentlich genau?

Kurz gesagt: eine riesige Wärmepumpe, die aus dem Rhein Fernwärme macht. Die Anlage besteht aus drei Modulen mit je 50 Megawatt, zusammen also 150 Megawatt Wärmeleistung. Dazu kommt das Wasserentnahmebauwerk direkt am Hafenbecken, das rund 7,5 Kubikmeter Wasser pro Sekunde zur Wärmepumpe führt. Das entspricht ungefähr dem Inhalt von ca. 40 Badewannen, dies aber in jeder Sekunde. Dann entziehen wir dem Flusswasser die Wärme und heben die Fernwärme-Temperatur schrittweise auf bis zu 110 Grad Celsius an – warm genug, um damit unser Fernwärmenetz in der Kölner Innenstadt zu versorgen. Das abgekühlte Wasser fließt anschließend wieder zurück in den Rhein. Chemisch unverändert, nur eben ein paar Grad kühler.

110 Grad klingen viel. Zu Hause heizen die meisten Wärmepumpen mit vielleicht 30 oder 40 Grad. Wie schafft ihr das?

Der Trick liegt im Kältemittel und in der Zahl der Verdichterstufen. Wir arbeiten mit Ammoniak, einem natürlichen Kältemittel, das schon bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Und wir haben nicht nur eine Verdichterstufe wie in einer Heim-Wärmepumpe, sondern acht. Stufe für Stufe heben wir die Temperatur an. Den Antrieb dafür liefert ein großer Elektromotor. Im Mittel werden aus einer Kilowattstunde Strom so rund drei Kilowattstunden Nutzwärme – das ist sehr effizient.

Warum habt ihr euch ausgerechnet für Ammoniak entschieden?

Aus drei Gründen. Erstens: Ammoniak wird seit Jahrzehnten in Kälteanlagen eingesetzt, zum Beispiel in Eishallen. Der Umgang damit ist bekannt und etabliert. Zweitens: Die physikalischen Eigenschaften spielen uns in die Karten. Man erreicht einen sehr großen Temperaturhub mit vergleichsweise kleinen Mengen – das heißt, die Anlage kann sehr kompakt gebaut werden. Und drittens: Ammoniak ist ein natürliches Kältemittel, es fällt nicht unter die F-Gase-Verordnung und hat ein Global Warming Potential von null. Es ist also kein Treibhausgas. Wir sind bewusst auf ein natürliches Kältemittel gegangen, damit wir nicht mit einem synthetischen Medium arbeiten, das vielleicht irgendwann reguliert oder sogar verboten würde.

Baustelle am Hafen: Wenn das Wetter mitspielen muss

Auf der Baustelle habt ihr aktuell eine Baugrube, die ziemlich tief werden soll – direkt am Hafenbecken. Was macht dieses Wasserentnahmebauwerk so anspruchsvoll?

Die größte Herausforderung ist der Bau direkt am Hafen. Die Baugrube wird sehr tief, die Spundwand hat aber nur eine bestimmte Höhe. Das heißt, wir müssen alles so takten, dass wir aus den Hochwasserphasen möglichst draußen bleiben. Erst vor Kurzem hatten wir genau diese Situation: Wir konnten auf Höhe der Spundwand nicht weiter bohren, weil die Arbeitsstelle unten überflutet war. Dann pausieren wir einige Tage und arbeiten woanders weiter. Wir haben das aber insgesamt so geplant, dass wir die Baugrube möglichst ohne größere Vorkommnisse ausheben können.

Auf dem Baufeld arbeiten viele Firmen parallel – Everllence an der Wärmepumpe selbst, Züblin und Strabag am Wasserentnahmebauwerk, dazu weitere Gewerke. Wie koordiniert man das?

Als Bauherr haben wir die übergeordnete Koordination. Das ist bei einem so engen Baufeld und so vielen Beteiligten durchaus herausfordernd. Ich bin mit meinem Team aber nicht allein an der Front: Unterstützt werden wir durch unsere Bauleitung und durch unseren Generalplaner. Ohne ein gutes Zusammenspiel wäre das eine Mammutaufgabe.

„Wir schaffen eine Blaupause – auch für andere Städte“

Das Projekt hat in vielerlei Hinsicht Pilotcharakter. Was bedeutet das für eure Arbeit im Alltag?

Sehr viel. Eine Wärmepumpe in dieser Größenordnung wurde in dieser Art und Weise noch nie gebaut – und in Deutschland auch noch nie genehmigt. Wir mussten mit der Behörde gemeinsam klären, wie man ein solches Projekt überhaupt geregelt umsetzt. Es fing damit an, dass Wärmepumpen im Bundes-Immissionsschutzgesetz gar nicht gelistet sind. Wir waren also die Ersten, bei denen die Frage überhaupt gestellt wurde, nach welchem Paragrafen man das einordnet. Dazu kam das Thema Abkühlung von Gewässern bei der Einleitgenehmigung – auch dort ein neues Feld. Was wir jetzt nach einem anstrengenden und langwierigen Prozess genehmigt bekommen, wird sehr wahrscheinlich Vorbild für ähnliche Projekte an vergleichbaren Flüssen. Final liegt diese Genehmigung noch nicht vor.

Also ein Modell, das andere Städte kopieren können?

Grundsätzlich ja – aber mit klaren Voraussetzungen. Für eine Anlage dieser Größenordnung braucht es einen ausreichend dimensionierten Wasserzugang, einen starken Stromanschluss auf Höchstspannungsebene und ein passendes Fernwärmenetz in der Nähe. Diese Kombination hat nicht jeder Standort. Mit anderen Stadtwerken tauschen wir uns bereits aus. Hamburg zum Beispiel hat den Bau einer deutlich kleineren Anlage bereits fertiggestellt. Alle Städte an größeren Flüssen haben grundsätzlich die Möglichkeit – nur eben mit Unterschieden im Detail.

Was ändert sich für die Menschen in Köln?

Kommen wir zur vielleicht wichtigsten Frage für unsere Kundinnen und Kunden: Was ändert sich durch die Großwärmepumpe an der Kölner Fernwärme?

Im Alltag merken unsere Kundinnen und Kunden davon zunächst nichts. Keine Umstellung, keine neue Heizung, keine Unterbrechung. Was sich aber deutlich verändert, ist die CO₂-Bilanz der Fernwärme. Im Jahresdurchschnitt decken wir damit bis zu 30 Prozent der Kölner Fernwärme ab – ohne fossile Brennstoffe vor Ort. Das spart jedes Jahr rund 100.000 Tonnen CO₂. Und gleichzeitig steigt die Versorgungssicherheit, weil wir neben den bestehenden Gas-und-Dampf-Kraftwerken in Niehl eine zweite, elektrisch betriebene Säule haben.

Im Winter liegt die Spitzenlast des Innenstadtnetzes bei rund 430 Megawatt. 150 Megawatt aus der Wärmepumpe reichen dafür nicht. Wie passt das zusammen?

In den kalten Wintermonaten ergänzen uns weiterhin die bestehenden Erzeugungsanlagen. Aber in den Übergangsmonaten und im Sommer – je nach Einsatzplanung grob zwischen April und Oktober – kann die Wärmepumpe einen sehr großen Teil des Bedarfs allein abdecken. Das ist genau das Schöne an der Kombination: Beides zusammen ergibt ein flexibles System, das sich wirtschaftlich und ökologisch optimieren lässt.

Viele Meilensteine bis zum Start

Wann geht die Anlage in Betrieb?

Nachdem nun alle für den Bau relevanten Genehmigungen vorliegen, rechnen wir damit, die Großwärmepumpe 2028 in Betrieb nehmen zu können. Bis dahin stehen noch viele Meilensteine an: die Fertigstellung der Baugrube, die Anlieferung und Montage der drei Wärmepumpen-Module, der Netzanschluss, die Anbindung an die Fernwärmeleitungen, Probebetrieb, Inbetriebnahme. Das ist ein enger, aber realistischer Zeitplan.

Und wie stellst du dir den Moment der Inbetriebnahme persönlich vor?

Zunächst hoffe ich, dass die Anlage dann stabil und zuverlässig läuft. Danach folgt noch eine intensive Phase mit Tests, Dokumentation und Feinjustierung. Aber natürlich ist es ein besonderer Moment zu wissen, dass dieses Projekt, an dem so viele Menschen über Jahre gearbeitet haben, nun Wärme für Köln liefert. Das ist etwas, das bleibt und das mich mit Stolz erfüllt. Und dann freue ich mich auf ein paar Tage Urlaub.

FAQ: Die wichtigsten Fakten zur Flusswasserwärmepumpe Köln