Ob das Nudelwasser nach dem Kochen, das Abwasser der Waschmaschine oder das Seifenwasser nach einem Bad: In Haushalten wird Energie im wahrsten Sinne des Wortes den Abfluss heruntergespült. Denn das Wasser ist warm, es ließe sich als Energiequelle nutzen. Das wäre nicht nur nachhaltig, sondern könnte auch Kosten sparen.
Systeme, die sich dieses Prinzip zunutze machen, gibt es bereits. Die Funktionsweise: Statt direkt zur Kläranlage zu fließen, durchläuft das warme Abwasser einen Wärmetauscher, der meist in der Kanalisation installiert ist. Dort erwärmt das alte Bade- und Kochwasser der Haushalte wiederum kaltes Wasser. Eine Wärmepumpe macht die so gewonnene Energie nutzbar – mit geringem Stromeinsatz, versprechen die Produzenten solcher Anlagen. Eine erzeugte Kilowattstunde Wärme bestehe zu drei Vierteln aus Abwasser und nur zu einem Viertel aus Strom, heißt es etwa bei Uhrig-Bau. Diese Art der Wärmegewinnung funktioniert, weil selbst in Kälteperioden die Temperatur des Abwassers mindestens zwölf Grad Celsius beträgt.
100 Terrawattstunden Wärme gewinnen
Noch sind Architekten mit dieser Heizoption aber wenig vertraut. "Bis Ende 2018 sind etwa 120 Abwasserwärmenutzungsanlagen installiert worden, bei denen die Abwärme aus dem Kanal genutzt wird", weiß Ulf Theilen, Professor am Kompetenzzentrum für Energie- und Umweltsystemtechnik der Technischen Hochschule Mittelhessen. Das Potenzial scheint jedoch groß zu sein. Theoretisch könnten im laufenden Jahr rund 100 Terawattstunden Wärme aus dem Abwasser gewonnen werden, was etwa 14 Prozent des Wärmebedarfs im Gebäudebereich entspricht. Das will eine Studie aus dem Jahr 2017 des Forschungsinstituts Enervis herausgefunden haben. Das ließe sich nochmals deutlich steigern, wenn auch Industrie- und Gewerbebetriebe ihre Abwässer in die Kanalisation einspeisen würden. Unternehmen und Verbraucher könnten so rund 1,3 Milliarden Euro einsparen und knapp zehn Millionen Tonnen CO2 vermeiden, heißt es in der Studie. Die Prognosen dürften einigermaßen genau sein. Schließlich kann das Abwasseraufkommen präzise vorher berechnet werden. Energie aus dem warmen Abwasser der Haushalte bietet also eine hohe Zuverlässigkeit.
Damit sich der Einsatz lohnt, muss meist eine ganze Siedlung an einem Strang ziehen. Denn laut Hersteller wie Uhrig-Bau braucht es einen Leistungsbedarf von etwa 20 Kilowatt, um mit Energie aus Abwasser auch heizen oder kühlen zu können. Das entspricht etwa zehn Wohneinheiten. Eines der europaweit größten Projekte entsteht derzeit auf dem 22 Hektar großen Gelände des ehemaligen Güterbahnhofs Bad Cannstatt. Im sogenannten Neckarpark soll ein neues Stadtquartier mit 850 Wohnungen sowie Gewerbeeinheiten entstehen. Und für diese Neubauten soll Abwasser als Hauptwärmequelle genutzt werden. Dazu sind Wärmetauscher an der Sohle eines neuen Kanals auf einer Länge von etwa 300 Meter befestigt. Den restlichen Strom sollen vor allem Solaranlagen bringen. Im vergangenen Herbst wurden zudem zwei Pufferspeicher mit einem Fassungsvermögen von jeweils 115 Kubikmeter Warmwasser errichtet. Wird mehr Wärme produziert als benötigt, können die Kübel sie aufnehmen. Die Gesamtkosten für das Projekt sollen sich auf 7,6 Millionen Euro belaufen. Weitere bekannte Beispiele sind etwa die Ikea-Filiale in Berlin-Lichtenberg, das Rathaus im bayerischen Fürth oder drei große Gebäude in Frankfurt am Main.
Situation vor Ort ist entscheidend
Ob sich ein solches System lohnt, hängt aber stark vom Einzelfall ab. "Die Situation ist von Ort zu Ort verschieden", sagt Hans Erhorn, Chefberater in der Abteilung für Energieeffizienz und Raumklima am Fraunhofer-Institut für Bauphysik. "Die Versorgungsvariante ist besonders im innerstädtischen Bereich interessant, weil hier Alternativen wie eine Erdreichanbindung schwierig bis unmöglich sein können." Voraussetzung sei aber eine anzuschließende Bausubstanz mit geringem Energiebedarf, sagt Erhorn. Entsprechend unterschiedlich fallen auch die Investitionskosten aus. Anlagenbauer Uhrig-Bau rechnet mit etwa 500 bis 1000 Euro pro Kilowatt Wärmetauscherleistung. Darin enthalten sei die Produktion und der Einbau sowie die Verrohrung bis zum Schacht. Auf der anderen Seite biete Energie aus Abwasser unter guten Voraussetzungen Wärmegestehungskosten von etwa sieben bis acht Cent pro Kilowattstunde Heizleistung. "Verschiedene Projekte haben gezeigt, dass Abwasserwärmenutzungsanlagen bei Mehrfamilienhausanlagen oder Gewerbeimmobilien wirtschaftlich sind", sagt Hochschulprofessor Theilen.
Für alleinstehende Einfamilienhäuser ist der Wärmetauscher in der Kanalisation finanziell hingegen kaum wirtschaftlich. Eine kleine Lösung, das warme Wasser nicht ganz zu verschwenden, gibt es trotzdem. "Insbesondere Wärmetauscher, die direkt in den Ablauf von Duschen oder Badewannen eingebaut werden", sagt Theilen. Durch die Abwärme des Duschwassers wird das kalte Wasser über einen Zulauf zur Mischarmatur von etwa zehn Grad auf bis zu 27 Grad aufgewärmt. Je nach Hersteller ist mit einem Mehrkostenaufwand von 1100 bis 1500 Euro zu rechnen, zudem dürfte noch die aufwändigere Montage den Preis leicht erhöhen. Bis sich ein solches System lohnt, dürfte einige Zeit vergehen. Bei einem Drei-Personen-Haushalt, sagt Theilen, könnten sich die Mehrkosten nach zehn bis 15 Jahren amortisieren. Von Laurin Meyer