Gullideckel, aus dem heißer Wasserdampf entweicht

Im Winter fällt es besonders auf, dass warmes Brauchwasser ungenutzt in die Kanäle geleitet wird.

24. Juni 2024

Wärme aus der Kanalisation

Niederländer gehen neue Wege

Selbst wenn es friert und schneit, bleiben die Bereiche über den Kanaldeckeln in der Stadt meist eis- und schneefrei. Denn viele der Abwässer, die im Kanalisationssystem landen, sind warm. Sie stammen aus Duschen, Küchen oder kommen aus Wasch- und Geschirrspülmaschinen. Warum verpufft diese Energie bisher im Nichts? Warum nutzt man diese Wärme nicht als Heizquelle für Wohnungen und Häuser? Diese Fragen sind nicht neu, und in ganz Europa gibt es inzwischen Kanalwärme-Projekte.

 

Dazu stehen verschiedene Techniken zur Verfügung, aber einen Punkt haben alle gemeinsam: Die Wärme aus den Abwässern wird gezielt in ein Heizsystem umgeleitet.
In den Niederlanden greift man beispielsweise eher auf die Wärme von Kläranlagen zurück, so etwa bei einem Schwimmbad in Urk und bei zwei Pilotprojekten in Rotterdam und Eindhoven. Die Amsterdamer Wohnungsbaugesellschaft Lieven de Key plant jedoch nun das vermutlich erste Kanalisationswärmeprojekt, bei dem eine Hauptabwasserleitung angezapft wird, um 1.600 bestehende Sozial- und Studentenwohnungen zu beheizen. Nach den niederländischen Wörtern für Kanalisation („riool“) und Wärme, heißt das System „riothermie“.

 

Mit Abwasser heizen hat Vorteile

Die niederländische Technik funktioniert so: Der Wärmetauscher überträgt die Quellwärme aus dem Abfluss in ein Arbeitsmedium, das zu den Gebäuden transportiert werden kann, ohne dass die eigentlichen Abwässer zirkulieren müssen. Dann können die mit Solarenergie betriebenen Wärmepumpen der Blocks diese Wärme in der umgekehrten Funktionsweise eines Kühlschranks verstärken. Weitere Baumaßnahmen unterstützen das Projekt. So bekommen alle der in den 70er Jahren gebauten Gebäude nun Fenster mit einer Doppelverglasung. Auf neuen Dächern mit einer neuen Dachisolierung werden Solarmodule angebracht. Bestehende Gasheizungen gehören so bald der Vergangenheit an. Die allgemeine Optimierung der Häuser ist für diese Art des Heizens nämlich von entscheidender Bedeutung, davon ist auch Lisanne Havinga, Juniorprofessorin für Gebäudetechnik an der Technischen Universität Eindhoven, überzeugt. Sie arbeitet am „Renovation Explorer“, einem Open-Source-Projekt, bei dem Hauseigentümer maßgeschneiderte Empfehlungen erhalten können. Ein abwasserbasiertes Projekt hat ihrer Meinung nach jedoch viele Vorteile gegenüber luftbasierten Wärmepumpen, weil es nicht so viel Unterstützung durch ein überlastetes Stromnetz benötigt und deshalb auf Dauer wirtschaftlicher ist.

 

In einem metallenen Geschirrspülbecken fließt klares Wasser ab.

Tagtäglich wird in jedem Haushalt, aber auch im Gewerbe und in der Industrie sehr viel gewaschen und Wasser verbraucht. Das warme Brauchwasser fließt dann meist ungenutzt in den Abfluss und in die Kanäle. Doch das ist nicht nachhaltig, finden Experten.

 

Schweizer Idee und deutscher Erfolg

Als Pionier dieser Idee gilt das Schweizer Unternehmen Rabtherm, das schon 2017 mitteilte: „Direkt unter der Erde fließt ein Schatz, den es zu heben gilt. Abwasser hat ganzjährig eine ausreichende Temperatur, um Wärmepumpen effizient zu betreiben, und es steht kostenlos zur Verfügung.“
Auch das deutsche Unternehmen Uhrig aus Geisingen in Baden-Württemberg bezeichnet Abwasser als „einen Schatz unter unseren Füßen“. Es zählt inzwischen weltweit zu den Marktführern. Stephan von Bothmer ist der Leiter des weltweiten Geschäftsbereichs des Unternehmens. Er bestätigt, dass das Unternehmen bald hunderte Projekte dieser Art plant und dafür den von der Firma patentieren modularen Kanalwärmetauscher verwendet.
Das Uhrig-System funktioniert laut dem Unternehmen so: Das warme Abwasser fließt vollflächig über den Wärmetauscher, der wiederum von einem kühlen Arbeitsmedium (in der Regel Wasser) durchströmt wird. Das warme Abwasser gibt Energie an die kühlere Flüssigkeit ab – und wärmt sie auf. Durch das Prinzip der Verdichtung steigert die angeschlossene Wärmepumpe bei der so gewonnenen Abwasserwärme das Temperaturniveau und schraubt die nutzbare Energieleistung hoch. Mit dieser Wärmeenergie lassen sich Gebäude heizen. Wenn auch eine Klimatisierung gewünscht ist, kommt eine reversible Wärmepumpe zum Einsatz: Der Kreislauf wird dann im Sommer einfach umgedreht und das Gebäude über den Abwasserstrom gekühlt. Die Entzugsleistungen bei den von Uhrig realisierten Projekten liegen zwischen 50 kW und 8 MW.
Das System kommt in Deutschland bereits vielerorts zum Einsatz, zum Beispiel im Kölner Hölderlin Gymnasium oder im Europaviertel in Frankfurt.
Europaweit gibt es inzwischen etwa 100 Uhrig-Anlagen zur Gewinnung von Energie aus Abwasser. Das Unternehmen kam deshalb aufgrund der bisher gesammelten Berechnungen und Erfahrungen zu dem Schluss, dass Abwasserwärmenutzung an vielen Standorten wettbewerbsfähig ist, und zwar sowohl gegenüber fossilen Energieträgern als auch gegenüber anderen erneuerbaren Energien.

 

4 Bilder, die zeigen, bei welchen Reinigungsvorgängen warmes Abwasser anfällt: Beim Wäsche und Auto Waschen, beim Geschirr Spülen und beim Hände Waschen.

Bei verschiedenen Reinigungsvorgängen fällt warmes Abwasser an, zum Beispiel beim Wäsche und Auto Waschen, beim Geschirr Spülen und beim Hände Waschen und Duschen.

 

Da die Abwasserwärme überdies nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen genutzt werden kann, erhöht sich laut dem Unternehmen die Wirtschaftlichkeit deutlich.
Neben der direkten Wirtschaftlichkeit hat Energie aus Abwasser einen weiteren Vorteil: Sie ist, so das Unternehmen, auch langfristig im Sinne einer zukunftsorientierten Energie- und Wärmewende wirtschaftlich. Denn sie arbeitet – wenn der Strom für die Wärmepumpe aus Erneuerbaren Energien stammt – emissionsfrei: Das heißt, sie birgt ein großes Potenzial zur Senkung des CO2-Ausstoßes und hilft, Ressourcen einzusparen. Bei Uhrig geht man inzwischen davon aus, dass 15 Prozent des Wärmebedarfs im deutschen Gebäudesektor mit Abwasser-Wärme gedeckt werden könnten.
Trotz aller Erfolge und positiver Erfahrungen gibt es auch einige Punkte, die zu beachten sind. So sollte man den Abwasserrohren nicht zu viel Wärme entziehen, da die Abwässer mithilfe von Bakterien gereinigt werden. Es ist ein biologischer Prozess, und die Anzahl der nötigen Bakterien kann sinken, wenn die Abwässer nicht warm genug sind.   [ raa ]

 

Weitere Informationen:

https://um.baden-wuerttemberg.de/de/energie/energieeffizienz/abwasserwaermenutzung


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70182 Stuttgart

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