Potentiale der Abwärmenutzung aus Kanälen sind unterbewertet

Abwasser bringt als Wärmequelle gute Erträge

Nur wenige Gebäude nutzen bislang Wärme aus Abwasser. © Stadtwerke Aachen

Städtisches Abwasser kann das perfekte Medium sein, um über eine Wärmepumpe Häuser zu heizen, zu kühlen und Trinkwasser zu erwärmen. Abwasser ist mit ganzjährig 12 bis 23 Grad Celsius für einen Wärmepumpenbetrieb sogar besser geeignet als Außenluft, Erdwärme oder Grundwasser: Eine Jahresarbeitszahl von deutlich über 4 ist so erreichbar.

Für ein erfolgreiches Projekt müssen sehr viele Randbedingungen erfüllt sein. Das beginnt mit einer Mindestdichte: "Die Faustregel sagt: 5.000 bis 10.000 Einwohner sollten angeschlossen sein. Dann habe ich 24 Stunden am Tag wirklich Abwasser und kann auch rund um die Uhr Energie gewinnen und damit heizen", sagte Wolfram Stodtmeister beim Vortrag vor dem Aktionskreis Energie in Berlin. Mit seinem Planungsbüro ECO.S hat er seit 2001 in ganz Deutschland 50 Standorte untersucht. Am Ende wurden 20 Anlagen gemäß seiner Planung gebaut, meist mit einem Erdgaskessel für die Spitzenlast.

Um an die Wärme heranzukommen, wird meist ein einfacher Wärmetauscher in die Sohle eines geeigneten Abwasserkanalabschnitts eingebaut. Dafür ist unabhängig von der Länge des Abschnitts ein bestimmter Mindestaufwand nötig. Deshalb heißt es, dass das zu versorgende Objekt eine Heizlast von mindestens 150 Kilowatt haben sollte - eine Faustregel, kein Dogma: Beim bisher kleinsten Projekt sind es nur 23 Kilowatt. Außerdem können mehrere kleine Objekte über ein kaltes Nahwärmenetz zusammengefasst werden.

Einwilligung des Kanalbetreibers reicht

Keine Sorgen muss man sich wegen der notwendigen Einwilligung des Kanalbetreibers machen. Wolfram Stodtmeister: "Es gibt eine Fülle von Anlagen, die auf Initiative der Kanalbetreiber entstanden sind, weil die sagen: Da können wir endlich mal für positive Schlagzeilen sorgen." Auch müsse zwar der konkrete Aufwand des Kanalbetreibers für den Einbau bezahlt werden, "in den allermeisten Fällen" jedoch nichts für die dem Abwasser entzogene Wärme. Der Vertrag zwischen Kanalbetreiber und Wärmenutzer passe auf wenige Seiten: "Man kann es schlank halten, das ist kein Hexenwerk."

Es gebe keine behördliche Genehmigungspflicht für diese Art von Anlagen - weder in den Bauordnungen, noch in den Landeswassergesetzen der 16 Bundesländer. Und: Mit Energie aus Abwasser könne man die Auflagen des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes für Neubauten erfüllen.

Ebenfalls kein Problem stelle der Biofilm ("Sielhaut") dar, der sich nach kurzer Zeit auf dem Wärmetauscher bildet und den Wärmeübergang dämpft. Ein Reinigen sei weder nötig noch sinnvoll; vielmehr lege man die Wärmetauscheroberfläche von vornherein größer aus. Auch müsse der Kanal nicht, wie oft noch behauptet, begehbar sein. In diesem Jahr werde in Oldenburg eine Anlage in einem Kanal DN500, also mit einem Innendurchmesser von nur etwa 50 cm, realisiert.

Allerdings hat Stodtmeister bei einem Sporthallen-Neubau in Berlin-Friedrichshain einen Fall gehabt, bei dem er auf einen externen Wärmetauscher ausweichen musste. "Der Kanal war bei Regen so belastet, dass die Wasserbetriebe gesagt haben: Da wird nichts eingebaut." Aber wohin damit? "Da haben wir dem Hersteller des externen Wärmetauschers als Aufgabe gegeben, das Ganze in einen Standard-Seecontainer reinzupacken, weil das der günstigste umbaute Raum war, der verfügbar war."

Kühlen ohne Türme auf dem Dach

Beim Kühlen sei im Vergleich mit Außenluft als Medium die Effizienz der Wärmepumpe höher. Auch im Hochsommer habe das Abwasser normalerweise maximal 23 Grad - und eben nicht über 30 Grad wie die Außenluft. Stimmten die Proportionen zwischen Wärme- und Kältelast, so könne man auf eine separate Kältemaschine und ein Rückkühlwerk auf dem Dach komplett verzichten. Hier geriet Wolfram Stodtmeister fast ins Schwärmen: "Wenn sie das im Neubaubereich einem Architekten erklären, dass er diese hässlichen Türme auf dem Dach gar nicht mehr braucht und stattdessen da einen Dachgarten machen kann, (...) dann gewinnen sie einen Freund fürs Leben."

Einen wichtigen Vorteil gegenüber Erdwärme sieht Stodtmeister darin, dass ständig warmes Abwasser nachfließe und man keine Regenerationszeit brauche. "Wenn ich eine Erdsonde überlaste und zu viel Wärme rausziehe, dann friert die mir irgendwann im Februar ein, und dann kriege ich nicht mehr genügend Wärme." In dieser Hinsicht könne man eine Abwasserwärmepumpe "im Grunde auslegen wie ein Blockheizkraftwerk: mit 5.000, 6.000 Volllaststunden."

Wirtschaftlichkeit ohne Fördermittel

Auch deshalb könne eine solche Anlage trotz Erstellungskosten von 600, manchmal sogar 1.000 Euro pro Kilowatt thermisch wirtschaftlich sein. Als Beleg führte Stodtmeister sein Oldenburger Projekt mit 100 Wohneinheiten an: "Das sind vier private Investoren (...), die ohne Fördermittel das als den wirtschaftlich günstigsten Weg gewählt haben, um die Auflagen aus dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz zu erfüllen." In Bochum, wo ein bisher mit Erdgas beheiztes Schwimmbad auf eine Abwasserwärmepumpe mit BHKW umgestellt wurde, zeige sich: "Die Wärme ist günstiger als sie vorher war." Eine Amortisation in drei Jahren sei "meistens" nicht erreichbar, aber "wenn wir davon ausgehen, dass die Wärmetauscher selber Lebensdauern von 40, 50 Jahren haben und die Wärmepumpe von 10, 12, 15 Jahren, dann liegen wir da auf jeden Fall darunter."

Derzeit wird in Regensburg das "Museum der Bayerischen Geschichte" errichtet. "Das wird komplett mit Wärme aus Abwasser geheizt und gekühlt." 700 Kilowatt Wärme und 900 Kilowatt Kälte wird die Anlage bereitstellen. Die gesamte Altstadt ist Weltkulturerbe. "Da sind irgendwelche Dinge aufs Dach ganz schwierig." Solarthermie oder Photovoltaik wären mit der Altstadtsatzung also nicht zu vereinbaren. Die Eröffnung ist für 2018 angekündigt. Von Alexander Morhart

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