Abwasser als effiziente und leicht verfügbare Energiequelle
Dort, wo Menschen leben und arbeiten, verbrauchen sie ständig Wasser und produzieren dementsprechend viel Abwasser. Dessen Entsorgung über die Kanalisation und die Klärwerke ist aufwendig und verbraucht große Mengen Energie. Doch das Abwasser kann auch selbst Energie zurückgeben. Bei einer konsequenten Nutzung ist es möglich, dass diese Abwasserenergie einen bedeutenden Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz leistet.
Das Abwasser setzt sich zusammen aus dem Schmutzwasser, das vom Menschen produziert und in die Kanalisation geleitet wird, und dem Regenwasser, das in der Natur entsteht und z. B. über Gullys ins Abwassernetz gelangt. In modernen Kanalnetzen werden Schmutz- und Regenwasser wenn möglich voneinander getrennt, denn eine Aufbereitung des Regenwassers ist meist unnötig. Und auch die Abwasserenergie steckt zum größten Teil im Schmutzwasser.
Dieses erreicht den Abwasserkanal meist mit einer Temperatur von rund 25° C. Im Kanal kühlt es sich zwar ein wenig ab, doch mit durchschnittlich 10 bis 12° C im Winter und sogar rund 20° C im Sommer liegt seine Temperatur oft deutlich über der der Umgebung. Zum Vergleich: Das Erdreich, welches eine wichtige Wärmequelle für Erdwärmepumpen darstellt, weist bis zu einer Tiefe von rund einhundert Metern eine Temperatur von nur etwa 10° C auf und erwärmt sich erst dann um etwa drei Grad pro einhundert Meter. Wenn Wärmepumpen also anstatt auf Geothermie auf das Abwasser als Wärmequelle zugreifen, dann können sie dank dessen hoher Temperatur mit geringem Aufwand und geringem Stromverbrauch die Wärme z. B. zur Versorgung eines Fernwärmenetzes liefern.
Daneben enthält das Abwasser auch chemische Energie, welche in verschiedenen im Schmutzwasser enthaltenen biologischen Stoffen gebunden ist. Diese Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen ist die Aufgabe des Klärwerks. Dabei fallen als Abfallprodukte Klärschlamm und Faulgas an, welche beide als Formen regenerativer Energie verstromt bzw. im Fall von Klärschlamm auch als Düngemittel eingesetzt werden können.
Abwasserenergie ist günstig und schont die Umwelt
Die bisher geringe Ausnutzung der Abwasserenergie hat mehrere Gründe. Zum einen fehlte in der Vergangenheit das Bewusstsein für das große Potential der im Abwasser gespeicherten Energie. Zum anderen waren sowohl Strom, als auch Wärme bisher oft sehr günstig verfügbar. Die Klimakrise und die steigenden Energiepreise führen jedoch dazu, dass auch das Abwasser immer häufiger als günstige und zugleich klimafreundliche Energiequelle erkannt wird.
Dabei bieten die Abwasserenergie und insbesondere die im Abwasser gespeicherte Wärme gegenüber anderen Energie- und Wärmequellen einige bedeutende Vorteile. Zum einen ist das Abwasser kostenlos und in praktisch unbegrenztem Maße verfügbar, denn es wird ständig im Zuge des normalen menschlichen Lebens neu geschaffen. Zum anderen ist insbesondere die Nutzung von Abwasserwärme sehr effizient. Damit betriebene Wärmepumpen arbeiten aufgrund der hohen Temperaturen des Abwassers mit einer hohen Jahresarbeitszahl: Jede investierte Kilowattstunde Strom kann also ein Vielfaches an Wärmeenergie zurückgegeben.
Weil Abwasser zudem in direkter Nähe zum Menschen entsteht, ist auch die daraus gewonnene Wärme nicht über weite Entfernungen zu transportieren. Geringe Transportverluste erhöhen so die Energieeffizienz weiter. Diesen Trumpf spielt die Nutzung der Abwasserenergie in besonderem Maße aus, denn ein mit Abwasserwärmepumpen betriebenes Wärmenetz ist besonders vorteilhaft, da Wärmenetze immer dann am effizientesten arbeiten, wenn sie Wärme nur über kurze Strecken transportieren müssen.
All das macht die Abwasserenergie enorm umweltfreundlich. Werden die Wärmepumpen zudem mit Strom aus erneuerbaren Energien wie Windkraft oder Solarenergie betrieben, dann ist die aus dem Abwasser gewonnene Wärme sogar völlig CO2-neutral. So spart z. B. die baden-württembergische Stadt Waiblingen, in der seit 1986 ein Wärmenetz für verschiedene öffentliche und private Gebäude mit Abwasserenergie betrieben wird, jährlich rund 750 Tonnen CO2 ein.
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