Rund um die Energie aus Abwasser gibt es viele Fragen. Die häufigsten hat das UHRIG-Team für Sie auf dieser Seite gesammelt beantwortet. Ist Ihre Frage noch nicht mit dabei? Dann zögern Sie bitte nicht und stellen Sie sie uns – per Telefon, per Mail oder per Formular!

Allgemein

Warum Energie aus Abwasser gewinnen?

Abwasser ist eine ständige und in großem Umfang verfügbare Energiequelle. Millionen von Haushalten, aber auch Gewerbe und Industrie leiten täglich riesige Mengen an Wärmeenergie über das Abwasser in die Kanalisation ein. Diese Energie kann mit Abwasserwärmetauschern zurückgewonnen und genutzt werden. Das ist ökonomisch und ökologisch sinnvoll und kann der Energiewende erheblichen Rückenwind geben. Mit Energie aus Abwasser lassen sich Gebäude sowohl heizen als auch kühlen. Abwasserwärme ist CO2-frei und ein großer Hebel für die Energiewende im Wärmemarkt. Bis zu 14 % des Wärmebedarfs in Gebäuden in Deutschland lassen sich mit Energie aus Abwasser decken. Die Quelle Abwasser bietet insbesondere im urbanen Raum erhebliches Potenzial. Denn wo viele Menschen sind, da ist auch viel Abwasser bei gleichzeitig hohem Energiebedarf. Quelle und Nachfrage passen hier also optimal zusammen.

Wo und wie kann man Energie aus Abwasser gewinnen?

Energie lässt sich aus dem Abwasser grundsätzlich an drei Stellen gewinnen. Erstens „Inhouse“, zweitens aus dem öffentlichen Kanalnetz und drittens auf den Kläranlagen. Wir gewinnen mit dem Therm-Liner von UHRIG Energie primär aus dem öffentlichen Kanalnetz, da dort die Energiemengen groß sind und sich viele mögliche Abnehmer in der Nähe befinden. Die Energiemengen, die sich in oder an einem einzelnen Haus aus dem Abwasser zurückgewinnen lassen, sind dagegen klein und zumeist nur unwirtschaftlich zu erschließen. Die Energiemengen auf den Kläranlagen sind wiederum sehr groß, sie müssen aber nach ihrer Rückgewinnung erst zu potenziellen Abnehmern gebracht werden. Der Ansatz, Energie aus dem Kanalnetz zu gewinnen, ist also ein dezentraler Ansatz, mit der klaren Zielrichtung, Quelle und Abnehmer direkt zusammenzubringen.

Was ist die Zielgruppe der Energie aus Abwasser?

Heizen und Kühlen mit Energie aus Abwasser lässt sich in jedem Gebäude ab einem Leistungsbedarf von etwa 50 kW wirtschaftlich realisieren. Dies entspricht in etwa 15 Wohneinheiten. Die größte bislang realisierte Anlage hat eine Entzugsleistung von 2,1 MW. Sie versorgt über 450 Wohneinheiten und zusätzliches Gewerbe. Als Wärmepumpentechnologie zielt die Energie aus Abwasser auf ein Temperaturniveau von 35 bis 55 °C ab. Mittlerweile gibt es aber auch zahlreiche Projekte, bei denen auf einem höheren Temperaturniveau eingespeist wird. Dies ist immer eine Frage des Wettbewerbs und der nächstbesseren Option. Besonders gut eignet sich Abwasserwärme auch für die Einspeisung in kommunale oder städtische Wärmenetze. Diese Nah- oder Fernwärmenetze können sowohl kalte als auch warme Netze sein.

Wie funktioniert die Energiegewinnung aus Abwasser mit dem Therm-Liner?

Der Wärmetauscher Therm-Liner ist ein Edelstahl-Modul mit integriertem Wasserkreislauf. Unsere Module können wir in jedem beliebigen Kanal ab einer Nennweite von DN 400 installieren. Das Wasser im Modul ist kälter als das Abwasser im Kanal, sodass das Wasser im Modul durch das über das Modul fließende Abwasser erwärmt wird. So findet eine Wärmeübertragung statt, obwohl sich das Abwasser und das Wasser im Modul nicht berühren. Übertragen wird die Wärme über den Edelstahl. Das erwärmte Wasser fließt vom Modul durch
eine Leitung zur Heizzentrale und bildet die Vor- und Rücklaufleitung zur Wärmepumpe. Die Anlagen werden mit Leitungswasser oder mit einem Wasser-Glykol-Gemisch betrieben. Mit geringem Stromeinsatz macht die Wärmepumpe die Abwasserenergie dann nutzbar. Eine so erzeugte kWh Wärme besteht zu 75 % aus Energie aus Abwasser und nur zu 25 % aus Strom – Energieeffizienz und Klimaschutz pur.

Ist Abwasser eine zuverlässige Energiequelle?

Ja. Abwasser ist im Winter etwa 10 bis 12 °C warm, im Sommer 17 bis 20 °C. Diese Temperatur steht für Wärme bzw. thermische Energie, mit der Gebäude im Winter beheizt und im Sommer gekühlt werden können. Abwasser ist eine unterschätzte, erneuerbare Energiequelle, die einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz im Wärmemarkt leisten kann. Das Abwasseraufkommen kann präzise auf Jahrzehnte hinaus berechnet und prognostiziert werden, sodass die energetische Nutzung von Abwasser eine sehr hohe Zuverlässigkeit bietet.
Besonders attraktiv ist, dass sich das Temperaturniveau von Abwasser selbst nach der Gewinnung großer Energiemengen sehr schnell wieder erholt. Zum einen geschieht dies durch neue Zuflüsse in die Kanalisation, zum anderen durch die ständige Aufnahme von Umgebungswärme aus dem Boden. Daher kann man in einem Kanalnetz eine Vielzahl von Anlagen zur Energiegewinnung aus Abwasser realisieren. Wichtig ist nur, dass ein gewisser Abstand zwischen den Anlagen besteht. Nach einer Anlage zur Abwasserwärmenutzung sollte in etwa das zwei- bis dreifache der Länge der Anlage selbst als Erholungsstrecke eingeplant werden. Ist eine Anlage 100 Meter lang, dann kann etwa 200 bis 300 Meter danach wieder eine Anlage installiert werden.

Wieviel kostet Energie aus Abwasser?

Abhängig von den Rahmenbedingungen vor Ort liegen die Investitionskosten für die Energiegewinnung aus Abwasser mit dem Therm-Liner von UHRIG bei etwa 500 bis 1000 €/kW Wärmetauscherleistung. In diesen Kosten enthalten sind Planung, Produktion, Einbau und Inbetriebnahme der Wärmetauscheranlage. An guten Standorten bietet Energiegewinnung aus Abwasser Wärmegestehungskosten von ca. 7 bis 8 ct/kWh
Heizleistung. Es handelt sich dabei um eine Vollkostenbetrachtung. Enthalten sind

  • Kapitalkosten Wärmetauscher inkl. der Verbindungsleitungen mit den Erschließungskosten
  • Kapitalkosten für die Wärmepumpe
  • Pumpen- und Wärmepumpenstrom
  • Wartungs- und Instandhaltungsaufwand

Der genannte Betrag wird fälschlicherweise oft mit reinen Beschaffungskosten, z.B. Gas-Tarifen, verglichen. Kapitalkosten für Heizung und Infrastruktur müssen auch bei fossilen Heizungen eingepreist werden. Umgesetzt werden Projekte häufig im Contracting. Endkunden wird ein fester Preis in ct/kWh für Wärme oder Kälte angeboten. Das bietet Transparenz und Preisstabilität. Kunden haben so nichts mit Betrieb oder der Anschaffung der Anlage zu tun. Sie beziehen Wärme oder/und Kälte „rundum sorglos“ zu einem festen Preis.

Wo finden sich gute Rahmenbedingungen für den Einsatz von Energie aus Abwasser?

Gute Standorte für die Energiegewinnung aus Abwasser befinden sich in Städten und Ballungsgebieten, aber auch in kleineren Ortschaften in der Nähe von ausreichend großen Abwassersammlern. Letztlich stellen sich bei jedem Immobilienprojekt mit Blick auf die Option Abwasserwärmenutzung die gleichen Fragen.

  1. Wo befindet sich der nächste öffentliche Kanal?
  2. Wieviel Abwasser führt er?
  3. Welche Temperatur hat das Abwasser?

Einige Kanalnetzbetreiber stellen mittlerweile online Energiekarten zur Verfügung, die es erlauben, einen x-beliebigen Standort selbst sekundenschnell zu prüfen. Andere Kanalnetzbetreiber stellen diese Informationen auf Anfrage zur Verfügung. Sprechen Sie uns jederzeit gerne an, wenn Sie einen Standort prüfen möchten. Wichtig: Heizen und Kühlen mit Energie aus Abwasser ist schon heute ohne Subvention wettbewerbsfähig. Bis zu 14 % des Wärmebedarfs in Gebäuden in Deutschland lassen sich mit Energie aus Abwasser decken. Mit Energie aus Abwasser werden alle Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetzes (EEWärmeG) und der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllt. Energie aus Abwasser wird im GEG als Erneuerbare Energie definiert.

In welchen Kanälen kann man Energie aus Abwasser gewinnen?

Therm-Liner von UHRIG lassen sich in Bestandskanäle und in neue Kanäle einbauen. Voraussetzung ist eine Kanaldimension von DN 400 aufwärts. Kleinere Kanäle führen nicht genug Abwasser und die Installation der Anlage ist größenbedingt kostspieliger. Neben den Freispiegelkanälen gibt es auch Abwasserdruckleitungen, die nicht begehbar sind. In Druckleitungen kann man die Abwasserwärmenutzung ebenfalls realisieren, aber
im Regelfall muss man den Wärmetauscher um die Druckleitung herum spannen oder die Druckleitung durch einen Leitungsabschnitt ersetzen, in der ein Wärmetauscher integriert ist. Druckleitungen werden meist dann energetisch erschlossen, wenn der Einbau der Wärmetauscher mit der Sanierung oder dem Neubau einer Druckleitung zusammenfällt. Letztlich ist aber in jedem Projekt eine Einzelfallprüfung notwendig und ratsam.

Welches Potenzial hat Energie aus Abwasser mit Blick auf den gesamten Gebäudebereich?

Bis zu 14 % des Wärmebedarfs in Gebäuden in Deutschland lassen sich mit Energie aus Abwasser decken. Die Quelle Abwasser bietet insbesondere im urbanen Raum erhebliches Potenzial. Wo viele Menschen sind, da ist Abwasser und Energiebedarf. Quelle und Nachfrage passen optimal zusammen. Als Marktführer haben wir bislang über 100 Anlagen realisiert, die meisten in Deutschland und Frankreich. Die Anlagengrößen variieren, sie liegen in einem Leistungsbereich von 20 kW bis 2 MW. Absehbar werden im Bereich der Quartiersentwicklung noch größere Entzugsleistungen erzielt werden. In den letzten Jahren ist die Nachfrage stark gestiegen. Zuvor gab es im Wärmemarkt aufgrund von geringen Klimaschutzbemühungen und der starken Dominanz von Gas und Öl nur wenig Nachfrage. Dies verändert sich zurzeit radikal, da den Wärmepumpen eine wesentliche Rolle bei der Dekarbonisierung des Wärmemarktes zugesprochen wird. Auch die Kanalnetzbetreiber wollen zunehmend das Potenzial der Abwasserenergie heben. Einige stellen online Potenzialkarten bereit, um die Projetentwicklung zu vereinfachen. Andere entwickeln und betreiben Projekte selbst.

Energierechtlicher Rahmen

Wo ist der Einsatz von Energie aus Abwasser rechtlich geregelt?

Mit Energie aus Abwasser lassen sich die Anforderungen des Gebäude-Energie-Gesetzes (GEG) genauso gut decken wie mit allen anderen Erneuerbaren Energien. Energie aus Abwasser wird in Deutschland und der EU als Erneuerbare Energie definiert. In Deutschland ist dies mit dem GEG geschehen. Auf EU-Ebene ist Abwasserwärme Ende 2018 durch die Renewable Energy Directive (2018/2001/EU) als Erneuerbare Energie anerkannt worden.

Wie hoch ist der Primärenergiefaktor von Energie aus Abwasser?

Abwasser hat einen Primärenergiefaktor von 0. Hinzu kommt lediglich der Primärenergiefaktor der Hilfsenergie für die Wärmepumpe. Hinter der Wärmepumpe liegt der Primärenergiefaktor der Abwasserwärme im Neubau in der Regel bei 0,4 bis 0,45. Mit Abwasserwärme lassen sich alle KfW-Energieeffizienz-Standards erreichen.

Wieviel CO2 spare ich mit Energie aus Abwasser?

Abwasserwärme ist CO2-frei. Nur der Strom für die Wärmepumpe muss berücksichtigt werden. Immer häufiger wird dieser Strom im Rahmen der Projekte selbst vor Ort erzeugt, z.B. mit Photovoltaik-Anlagen, sodass entsprechend kein CO2 ausgestoßen wird. Bedenkt man, dass der allgemeine Strom-Mix täglich grüner wird, so wird Energie aus Abwasser mittelfristig auch mit konventionellem Strommix komplett CO2-frei sein. Stand heute reduziert man mit Energie aus Abwasser die CO2-Emissionen gegenüber Gas und Öl um 50 bis 70 %.

 

Welche Genehmigungen brauche ich für die Energiegewinnung aus Abwasser?

Der Betreiber einer Anlage zur Abwasserwärmenutzung braucht die Genehmigung des Kanalnetzbetreibers. Der Kanalnetzbetreiber bewertet, ob in einem bestimmten Kanalabschnitt eine Anlage zur Energiegewinnung aus Abwasser eingebaut werden darf. Für Kanalnetzbetreiber ist entscheidend, dass der Kanalbetrieb in keiner Weise eingeschränkt wird. Genau das können wir mit unserem System, dem Therm-Liner, sicherstellen. Als Unternehmen, das seit bald 60 Jahren im Kanalbau tätig ist, kennen wir uns mit den Anforderungen im Kanal bestens aus. Mithilfe einer Nutzungsvereinbarung werden vor der Inbetriebnahme einer Anlage alle Parameter definiert. Vorlagen für solche Nutzungsvereinbarungen stellen wir gerne zur Verfügung.
Im genutzten Kanalabschnitt entsteht für den Kanalnetzbetreiber kein höherer Reinigungs-, Wartungs- oder Kontrollaufwand.

Projektentwicklung und Geschäftsmodell

Was ist bei der Projektentwicklung zu beachten? Was brauche ich für mein Projekt?

Mit Blick auf die Verfügbarkeit von Energie aus Abwasser für ein Immobilienprojekt stellen sich immer die drei gleichen Fragen:

  1. Wo befindet sich der nächste öffentliche Kanal?
  2. Wieviel Abwasser führt er?
  3. Welche Temperatur hat das Abwasser?

Aus diesen drei Informationen lässt sich sofort errechnen, wieviel Energie zu welchem Preis zur Verfügung gestellt werden kann. Einige Kanalnetzbetreiber stellen mittlerweile online Energiekarten zur Verfügung, die es erlauben, einen x-beliebigen Standort selbst sekundenschnell zu prüfen. Andere Kanalnetzbetreiber stellen diese Informationen auf Anfrage zur Verfügung. Sprechen Sie uns jederzeit gerne an, wenn Sie einen Standort prüfen möchten.

Was ist die Zielgruppe der Energie aus Abwasser?

Heizen und Kühlen mit Energie aus Abwasser lässt sich in jedem Gebäude ab einem Leistungsbedarf von etwa 20 kW. Dies entspricht in etwa 10 Wohneinheiten. Die größte bislang realisierte Anlage hat eine Entzugsleistung von 2,1 MW und versorgt ein Quartier mit über 450 Wohneinheiten und zusätzlichem Gewerbe. Auch Gewerbeimmobilien lassen sich hervorragend mit Wärme und Kälte aus der Abwasserenergie versorgen. Als Wärmepumpentechnologie zielt die Energie aus Abwasser auf ein Temperaturniveau von 35 bis 55° C ab. Mittlerweile gibt es aber auch zahlreiche Projekte, bei denen auf einem höheren Temperaturniveau eingespeist wird. Dies ist immer eine Frage des Wettbewerbs und der nächstbesseren Option. Besonders gut eignet sich Abwasserwärme auch für die Einspeisung in kommunale oder städtische Wärmenetze.

Wann sollte ich die Firma UHRIG ansprechen?

Wenn Sie einen Standort auf die Eignung von Energie aus Abwasser prüfen wollen, dann sprechen Sie uns an. Straße, Hausnummer und Postleitzahl reichen zunächst aus. Wenn Sie die Kanaldaten zu einem ausgewählten Standort schon haben, umso besser. Dann prüfen wir für Sie wieviel Energie Sie am entsprechenden Standort gewinnen können und nennen Ihnen einen ersten Richtpreis. Haben Sie noch keine Daten? Dann sprechen Sie uns trotzdem an.

Werden die Anlagen monovalent oder bi- bzw. multivalent ausgelegt und betrieben?

Die meisten derzeit realisierten Anlagen sind bi- oder multivalent ausgelegt. So kann beispielsweise die Grundlast mit Abwasserwärme abgedeckt werden, zu Spitzenlastabdeckung bieten sich dann Fernwärme, Gas oder/und BHKW an. Unsere Wärmetauscheranlagen werden immer am sogenannten minimalen Trockenwetterabfluss ausgerichtet, d. h. an dem Moment, an dem am wenigsten Abwasser durch den Kanal fließt. So wird höchst konservativ die zuverlässige Performance der Anlagen sichergestellt. Eine weitere Einsatzmöglichkeit besteht im Bereich von Wärmenetzen. Energie aus Abwasser ist eine hochattraktive grüne Quelle für Fern- oder Nahwärme, ganz gleich ob kaltes oder warmes Netz.

Wie wird abgesichert, dass das System auch immer die geforderte Leistung liefert?

Unsere Wärmetauscheranlagen werden immer am sogenannten minimalen Trockenwetterabfluss ausgerichtet, d. h. an dem Moment, an dem am wenigsten Abwasser durch den Kanal fließt. So wird höchst konservativ die zuverlässige Performance der Anlagen sichergestellt. Dazu kommt, dass sicherheitshalber sowohl Abwassermenge als auch Abwassertemperatur im betroffenen Kanal vorab über einen längeren Zeitraum noch einmal gemessen werden. So kann die Leistungsfähigkeit der Anlage abgesichert werden. Die immer sehr guten Daten der Kanalnetzbetreiber werden so verifiziert. Dazu gilt grundsätzlich: Das Abwasseraufkommen kann präzise auf Jahrzehnte hinaus berechnet und prognostiziert werden, sodass die energetische Nutzung von Abwasser eine sehr hohe Zuverlässigkeit bietet. Besonders attraktiv ist, dass sich das Temperaturniveau von Abwasser selbst nach der Gewinnung großer Energiemengen sehr schnell wieder erholt. Zum einen geschieht dies durch neue Zuflüsse in die Kanalisation, zum anderen durch die ständige Aufnahme von Umgebungswärme aus dem Boden. Man kann in ein Kanalnetz also eine Vielzahl von Anlagen zur Energiegewinnung aus Abwasser einbauen. Wichtig ist nur, dass ein gewisser Abstand zwischen den Anlagen besteht. Als Faustregel gilt: Nach einer Abwasserwärmenutzungsanlage sollte in etwa das zwei-bis dreifache der Länge der Anlage selbst als sogenannte Erholungsstrecke eingeplant werden. Ist eine Anlage zur Energiegewinnung aus Abwasser 100 Meter lang, dann kann etwa 200 bis 300 Meter danach wieder eine Anlage installiert werden.

 

Welche Genehmigungen braucht man für ein Projekt?

Grundsätzlich braucht der Betreiber einer Abwasserwärmenutzungsanlage nur die Genehmigung des Kanalnetzbetreibers. Der Kanalnetzbetreiber entscheidet darüber, ob in einem bestimmten Kanal eine Anlage zur Energiegewinnung aus Abwasser eingebaut werden darf oder nicht. Für Kanalnetzbetreiber ist als Träger einer hoheitlichen Aufgabe entscheidend, dass der Kanalbetrieb durch die energetische Nutzung des Abwassers in keiner Weise eingeschränkt wird. Genau das können wir mit unserem System, dem Therm-Liner, sicherstellen. Als Unternehmen, das seit über fünf Jahrzehnten im Kanalbau tätig ist, kennen wir uns mit den Anforderungen im Kanal bestens aus. Mithilfe einer Nutzungsvereinbarung werden vor der Inbetriebnahme einer Anlage alle Parameter definiert, z.B. die Nutzungsdauer, die technischen Grundbedingungen und die zu entrichtende Nutzungsgebühr. Vorlagen für solche Nutzungsvereinbarungen stellen wir gerne zur Verfügung.

Mit welchen Geschäftsmodellen werden Energie-aus-Abwasser-Projekte umgesetzt?

Umgesetzt werden die meisten Projekte mittlerweile im Contracting, sodass dem Endkunden ein fester Preis in ct/kWh für Wärme oder Kälte angeboten wird. Das bietet Transparenz und eine hohe Preisstabilität. Kunden haben so auf Wunsch nichts mit Betrieb oder der Anschaffung der Anlage zu tun, sondern beziehen Wärme oder/und Kälte „rundum sorglos“ zu einem festen Preis.

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