Wärme aus Abwasser - Ein Energiepotential mit Zukunft

Verfahrensschema zur Abwasserwärmenutzung mit HUBER ThermWin®
Vergleich der Investkosten
Durchschnittlicher Vollkostenvergleich pro Jahr

Im Abwasser, welches in unseren Abwasserkanälen dauerhaft vorhanden ist, steckt ein enormes Wärmepotential. Diese langfristig sichere und erneuerbare Energiequelle ist ständig und in großer Menge verfügbar. In Verbindung mit der heutigen Wärmepumpentechnik und geeigneten Abnehmern, möglichst in der Nähe des Abwasserkanals, stellt die Technologie zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser einen weiteren Baustein im Gesamtbauwerk zur Erreichung der EU-Klimaschutzziele dar. Mit einer effizienten und wirtschaftlichen Nutzung dieser regenerativen Energiequelle, die 24 Stunden pro Tag und ganzjährig zur Verfügung steht, kann in den nächsten Jahren wirtschaftlich, ohne Einbußen an Komfort und Stand der Technik der Primärenergieverbrauch und damit der CO2-Ausstoß signifikant gesenkt werden. Die bisherigen Verfahren bzw. Systeme sehen zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser einen Wärmetauscher auf der Kanalsohle vor. Diese einfache, aber dennoch mit erheblichen Einschränkungen versehene Technologie hat zur Folge, dass eine Vielzahl von Projekten zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser oftmals an den Grenzen dieses Systems und nicht an den übrigen Randbedingungen scheiterten. Basierend auf¬ diesen Erkenntnissen hat die HANS HUBER AG eine ausgezeichnete Alternative entwickelt, welche der Wärmerückgewinnung aus Abwasser ein völlig neues Feld an möglichen Objekten und Optionen eröffnet: HUBER ThermWin®.

Das Wärmerückgewinnungskonzept HUBER ThermWin® beruht grundsätzlich darauf, dass der eigentliche Wärmeaustausch und die weiteren notwendigen Verfahrensschritte nicht im Abwasserkanal, sondern außerhalb dessen bzw. oberflur stattfinden. Hierzu wird ein Teilstrom des im Kanal fließenden Abwassers zunächst einer Siebstufe zugeführt, in der das Rechen- bzw. Siebgut abgeschieden wird. Das Sieben des Abwassers ist notwendig, um den nachfolgenden Wärmetauscher einerseits vor Verstopfungen und Verblockungen zu schützen und um ihn andererseits möglichst kompakt und kostengünstig ausführen zu können. Anschließend wird das gesiebte Abwasser in den Wärmetauscher und das abgekühlte Abwasser über die Rücklaufleitung und einer anschließenden Schwemmrinne zurück in den Kanal geleitet. Dabei dient die Schwemmrinne auch der Rechengutrückführung in den Abwasserkanal. Aus dieser innovativen Anordnung der Anlagentechnik ergeben sich besondere Vorteile für den Betreiber und Kunden, da die Maschinentechnik sehr leicht zugänglich und somit äußerst wartungsfreundlich gestaltet ist. Aus technischer Sicht müssen einige Randbedingungen erfüllt sein, damit entsprechende Projekte zielgerichtet zum Erfolg führen: Neben einem ausreichenden Trockenwetterabfluss im Kanal, der mindestens 10 l / sec betragen sollte, ist auch das vorhandene Wärmepotential zu betrachten. Die mittlere Abwassertemperatur sollte im Winter ca. 10° C nicht unterschreiten. Ebenfalls ist Wert auf eine möglichst kurze Entfernung zwischen dem Abwasserkanal und dem Objekt, welches mit dieser Wärme versorgt werden soll, zu achten sowie auf eine möglicherweise vorhandene Energieversorgung zur Spitzenlastabdeckung. Geeignete Objekte sind i. d. R. größere Gebäude wie Sportstätten, Schwimmbäder, Schulen oder Kindergärten sowie Gewerbe- und Industriebetriebe. Richtungsweisend für die Realisierung eines Abwasserwärmenutzungsprojektes ist die Wirtschaftlichkeitsberechnung, welche Aufschluss über das finanzielle Potential im Vergleich zu konventionellen Heizanlagen (Gas, Öl) liefert.  Anlagen zur Abwasserwärmenutzung weisen zu-nächst oftmals höhere Investitionskosten auf. Die Betrachtung der Wärmeentstehungskosten und der an-schließenden Vollkosten zeigt je-doch, dass sich die Abwasserwärmenutzung als eine wirtschaftliche und nachhaltige Investition darstellt, zumal die Kosten für den Energieverbrauch und den Anlagenbetrieb äußerst niedrig sind und weitere externe Kosten vermieden werden. Das Resultat sind eine deutlich verringerte monetäre Belastung für den Endkunden im Vergleich zu konventionellen Heizanlagen sowie ein wichtiger Beitrag für einen nachhaltigen Umweltschutz in Bezug auf Einsparung fossiler Energieträger und des klimarelevanten Kohlendioxids. Die nachfolgenden Diagramme zeigen einen Vergleich von vier unterschiedlichen Varianten zum Heizen und Kühlen, welche aufgrund einer Leistungsanforderung von 120 kW erstellt wurden.

Nach Berechnungen der Grazer Energie Agentur liegen die Investitionskosten zunächst zwischen 45 % und 180 %, höher als jene ¬ für konventionelle Heiz- und Kühlanlagen. Dem gegenüber steht eine Verringerung der Betriebskosten von bis zu 30 %, so dass sich Abwasserwärmenutzungsanlagen bereits ab acht Jahren amortisieren können. Somit sind die Kosten über den gesamten Lebenszyklus niedriger als bei konventionellen Anlagen.  Für eine rasche und überschlägige Aussage im Hinblick auf die technische Machbarkeit hat die HANS HUBER AG eine entsprechende Vorlage zur Datenerhebung entwickelt, mit welcher es möglich ist, allen Interessierten einen ersten Anhaltspunkt zu geben, ob die Abwasserwärmenutzung für ein bestimmtes Objekt aus technischer Sicht sinnvoll umsetzbar ist. Die Nutzung der Abwasserwärme stellt einen wichtigen Schritt zur Erreichung der EU-Klimaschutzziele sowie eine Steigerung des Beitrags zur Verwertung von erneuerbaren Energien dar. Abwasser wird nicht als Problem und als wertlos betrachtet, sondern als Wertstoff genutzt. Da die Nutzung von Abwasser in der Regel nichts kostet, kann die energetische Nutzung nicht nur Geld, sondern auch Energieressourcen sowie CO2-Emissionen einsparen. Die vorhandene Wärme im Abwasser kann bei entsprechender Planung auch zum Kühlen im Sommer genutzt werden. Eine Nutzung der regenerativen Energiequelle „Abwasser“ ist also für das ganze Jahr möglich; einer sinnvollen Nutzung des kommunalen bzw. industriellen Abwassers als Wärmequelle steht nichts mehr im Weg. Nutzen auch Sie diese wertvolle und kostenlose Energiequelle; planen Sie eine naturverträgliche Wärme-Zukunft mit uns!

Von Christian Gelhaus
Produktmanager
Geschäftsbereich Mechanische Reinigung