Die Abwasserwärmenutzung verringert Energieverluste
Die Abwasserwärmerückgewinnung (AWRG) ist eine besonders effiziente Form der Energierückgewinnung, die es möglich macht, die im Abwasser enthaltene Wärmeenergie sinnvoll weiterzuverwenden, anstatt sie ungenutzt an die Umwelt abzugeben. Möglichkeiten zur AWRG ergeben sich dabei sowohl in einzelnen Haushalten, im Gewerbe und der Industrie, als auch im großen Stil durch die Wärmerückgewinnung aus Abwasser in der Kanalisation oder im Klärwerk. Während kleinere Anlagen dabei direkt Wärme zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung vor Ort bereitstellen, versorgt die Abwasserwärmerückgewinnung im Großen über Nah- und Fernwärmenetze oft ganze Straßenzüge mit Wärmeenergie.
Dem Abwasser, das in der Kanalisation meist eine Temperatur zwischen 10 und 20° C hat, wird zu diesem Zweck ein Teil seiner Wärmeenergie mithilfe von Abwasserwärmetauschern entzogen. Diese können z. B. direkt in einem Kanalrohr, aber auch im Abfluss der Kläranlage eingebaut werden und kühlen das Abwasser zum Teil deutlich ab. Wie viel Wärme ihm dabei entnommen werden darf, hängt vor allem davon ab, ob das Abwasser noch in der Kläranlage wiederaufbereitet werden muss, denn dies setzt eine gewisse Mindesttemperatur voraus, um einwandfrei zu funktionieren. Meist erholt sich die Wärme im Abwasserkanal nach der Wärmeentnahme jedoch sehr schnell wieder, da weiteres Abwasser über neue Rohre in die Kanalisation mündet und neue thermische Energie in das System einbringt. Wird die Wärme stattdessen dem gereinigten Klarwasser im Ablauf der Kläranlage entnommen, dann ist eine stärkere Abkühlung durch Entnahme noch größerer Wärmemengen möglich und aus Sicht der Umwelt sogar sinnvoll, denn viele Wasserlebewesen sind auf niedrige Wassertemperaturen angewiesen – gerade in Zeiten des Klimawandels.
Egal, welcher Ansatz zur Anwendung kommt – ob direkte Wärmeentnahme in der Kanalisation oder erst im Ablauf der Kläranlage – ein Kältemittelkreislauf leitet die dem Abwasser entzogene Wärme an die Abwasserwärmepumpe weiter, welche in mehreren Arbeitsschritten die Temperatur auf das vom jeweiligen Wärmenetz geforderte Niveau anhebt. Moderne Wärmenetze benötigen häufig nur noch Temperaturen von etwa 30 bis 60° C, was einen besonders effizienten Betrieb der Wärmepumpe möglich macht. Denn diese benötigt dann nur wenig Energie, um die Temperaturdifferenz zwischen Abwasser und Wärmeträgermedium im Netz zu überbrücken. Somit steigt auch die Effizienz des gesamten Wärmenetzes.
Abwasserwärme ist an vielen Standorten sinnvoll
Zwar ging eine erste Pilotanlage zur Abwasserwärmerückgewinnung bereits 1986 im baden-württembergischen Waiblingen in Betrieb, doch weite Verbreitung fand die Technologie lange Zeit nicht. Das ändert sich gerade jedoch rasant, denn sowohl die Politik, als auch die Gesellschaft haben ihr großes Potential erkannt: Bei vollständigem Ausbau könnten bis zu 14 Prozent des Gesamtwärmebedarfs in Deutschland aus Abwasserwärme gedeckt werden.
Einer Studie der enervis energy advisors GmbH im Auftrag von UHRIG zufolge ist die Abwasserwärmerückgewinnung zudem praktisch überall, wo sie technisch umsetzbar ist, auch volkswirtschaftlich sinnvoll. Denn aus ihr ergeben sich große Einsparungen beim Rohstoffverbrauch, welche sowohl die Kosten der Wärmeversorgung, als auch die aus ihr resultierenden Einflüsse auf die Umwelt und das Klima stark verringern. So spart die Stadt Waiblingen, die mit der Abwasserwärme der Pilotanlage mehrere öffentliche und private Gebäude versorgt, im Jahr rund 280.000 Liter Heizöl und damit etwa 750 Tonnen CO2-Emissionen ein.
Auch die Investitionskosten sind vergleichsweise niedrig. UHRIG rechnet für die Installation der gesamten Anlage mit rund 500 bis 1.000 Euro je kWh gelieferter Wärmeenergie, woraus sich Wärmekosten von etwa 7 bis 8 ct/kWh ergeben. Neben dem Einbau der Technik sind dabei die Kosten für Wartung und Instandhaltung und auch die Stromkosten bereits inbegriffen. Die Abwasserwärmerückgewinnung ist damit deutlich günstiger als das Heizen mit anderen Energieträgern wie etwa Erdgas. Lohnend ist die Abwasserwärmenutzung dabei bereits ab einer Anlagenleistung von rund 20 Kilowatt, was etwa dem Wärmebedarf von zehn Wohneinheiten entspricht.
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