Kanalisation birgt Wärmeenergie für die Heizung
VDI nachrichten, Düsseldorf, 11. 7. 08, swe – In Norwegen und der Schweiz gibt es seit langem positive Erfahrungen mit der Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser. Wirtschaftlich ist die Technik bereits ab einem Wärmebedarf von 0,5 MW. Pionierprojekte erproben sie nun auch hierzulande. Mit der Wärmeenergie aus der Kanalisation versorgen bereits Leverkusen, Singen und Waiblingen einen Teil ihrer Einrichtungen.
Sandvika, ein Vorort von Oslo: Hier heizen die Menschen Wohnungen und Büros mit Wärme aus dem Abwasser. Nur wenn es Spitzenbedarf zu überbrücken gilt, springt die erdölbefeuerte Zentralheizung ein, um die 56 Gebäude zu versorgen. Im Sommer wird die Abwasserwärme genutzt, um einen Teil der Häuser zu kühlen. Das funktioniert so seit rund 20 Jahren.
Ähnlich deckt Winterthur in der Schweiz den Wärmeenergiebedarf für ein Neubaugebiet mit 400 Wohnungen. Hier heizt eine 820-kW-Wärmepumpe, die dem Abwasser über Wärmetauscherrohre in der Kanalisation Energie entzieht, die Wohnungen. Die Bewohner sparen so rund 70 % konventionelle Heizwärme ein. Die Winterthurer sparen bei den Jahresheizkosten rund 12 % im Vergleich zu einer konventionellen Gasheizung, eingerechnet der Förderung durch Land und Region.
Was in Oslo und in der Schweiz Energie und Heizkosten einspart, müsste doch auch hierzulande funktionieren, dachte sich Wolfram Stodtmeister, Chef des Berliner Energieberatungsbüros ECO.S. Gemeinsam mit Ernst A. Müller, Leiter des Projekts „Energie in Infrastrukturanlagen“ vom Verband der Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute, hat er das durchgerechnet. „Im Abwasser steckt eine Wärme, mit der mehr als 10 % aller Gebäude in Deutschland umweltfreundlich beheizt werden können“, stellt Stodtmeister fest.
Zehntausende von Standorten seien in Deutschland für Abwasserheizungen geeignet, so Berater Stodtmeister. Voraussetzung sei, dass die Wohnsiedlungen, Neubaugebiete oder große Gebäude in der Nähe von Abwassersammelkanälen oder Kläranlagen liegen.
„Optimal sind Neubauten mit einem Wärmeleistungsbedarf von mindestens 200 kW. Das entspricht der Versorgung von rund 50 Wohneinheiten“, erläutert Stodtmeister. Zudem sollte ein großer Abwasserkanal nicht mehr als 300 m entfernt liegen. Der Durchfluss sollte mindestens 15 l/s betragen. Im Kanal können dann Wärmetauscher verlegt werden, die aus dem zwischen 10 °C und 20 °C warmem Abwasser Energie gewinnen.
Herzstück der Technik ist eine elektrisch betriebene Wärmepumpe, die die Energie für die Beheizung und Kühlung größerer Gebäude nutzbar macht. Sie nimmt die Wärmeenergie auf, verdichtet sie und gibt sie an einen Energiespeicher weiter, der an ein Nahwärmenetz angeschlossen ist.
Das Prinzip, das auch beim Kühlschrank zum Einsatz kommt, nutzt geringe Temperaturdifferenzen. Dabei werden dem Abwasser meist 3 °C bis 4 °C Wärme entzogen. Jeder Sekundenliter Abwasser ermöglicht eine Wärmeleistung der Pumpe von 20 kW.
Um die Effizienz und Versorgungssicherheit der Technik zu steigern, lässt sich die Wärmepumpe auch mit einem Blockheizkraftwerk koppeln, das Wärme und Strom für den Betrieb der Pumpe liefert. Allerdings darf die Temperatur aller von der Kläranlage verarbeiteten Abwässer durch den Wärmeentzug nicht mehr als ein halbes Grad sinken. Zudem muss gewährleistet sein, dass die Temperatur der zugeleiteten Abwässer auch im Winter im Mittel mindestens 10 °C beträgt, damit mikrobielle Abbauprozesse ungestört weiterlaufen.
Mit der Wärmeenergie aus der Kanalisation versorgen bereits Leverkusen, Singen und Waiblingen einen Teil ihrer Einrichtungen. „Das funktioniert sicher“, bestätigt Waiblingens früherer Oberbürgermeister Werner Schmidt-Hieber. Waiblingen nutzt die Abwasserwärme ihrer Kläranlage und speist sie in ihr Fernwärmenetz ein. Damit deckt sie die Wärmegrundlast von Rathaus, Kreiskrankenhaus, Hallenbad, Bürgerzentrum und weiteren öffentlichen Gebäuden. SILVIA VON DER WEIDEN
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