Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.
Abwasserwärmenutzung
Wichtiger Baustein der kommunalen Wärmewende
Zehn Prozent der Gebäude mit Wärme aus Abwasser versorgbar
Technisch erprobt, wirtschaftlich, krisensicher
Die Abwasserwärmenutzung ist praxiserprobt und Stand der Technik. Wärmetauscher werden entweder direkt in den Kanal eingebaut oder außerhalb platziert, um Wärme aus dem Abwasser zu entziehen. Mit einer Wärmepumpe wird diese Wärme anschließend auf ein Temperaturniveau gebracht, um sie zum Heizen oder zur Warmwasserversorgung zu verwenden. Genutzt wird die Wärme des Abwassers, das Abwasser selbst bleibt im Kanal.
Wärmetauscher können entweder im Hauptsammler der Kanalisation oder im Ablauf von Kläranlagen eingesetzt werden. Wichtig ist ein kontinuierlicher Durchfluss sowie die räumliche Nähe von Wärmenutzern. Bis zu zehn Prozent des Gebäudewärmebedarfs in Deutschland kann über Abwasserwärme gedeckt werden. Der Großteil dieses Potenzials liegt im Ablauf von Kläranlagen, da hier nach der biologischen Reinigung besonders effizient Wärme entzogen werden kann.
Die Abwasserwärmenutzung ist technisch erprobt, wirtschaftlich und im Gegensatz zu anderen Energieträgern krisensicher und preisstabil. Das Anfang 2024 in Kraft getretene Wärmeplanungsgesetz treibt die Abwasserwärmenutzung aktuell entscheidend voran.
Aktuelles
Abwasserwärme effizient nutzen - Rechtliche und technische Randbedingungen
Abwasser hat das Potenzial, 5 bis 10% des Wärmebedarfs von Gebäuden in Deutschland zu decken und kann somit erheblich zu einer klimaschonenden Wärmeversorgung beitragen. Auch gemäß dem Wärmeplanungsgesetz ist die Abwasserwärme als erneuerbare Wärmequelle zu berücksichtigen. DWA und VKU geben mit der gemeinsamen Broschüre zur Abwasserwärmenutzung ein Hilfestellung.
NRW setzt auf Abwasser als wichtige Ressource für die Wärmewende
Nordrhein-Westfalen setzt verstärkt die Abwasserwärme als nachhaltige und treibhausgasfreie Wärmequelle für den Gebäudesektor. Eine entsprechende Grundsatzvereinbarung haben das Umweltministerium NRW, die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) sowie weitere Verbände und Kommunalvertreter unterzeichnet. „Mit der im Abwasser enthaltenden Wärme können bis zu 15 Prozent der Gebäude im urbanen Raum in Deutschland wärmetechnisch versorgt werden“, betonte DWA-Präsident Prof. Uli Paetzel.
Merkblatt DWA M-114 „Abwasserwärmenutzung“
Das Merkblatt DWA-M 114 „Abwasserwärmenutzung“ bietet umfassende Informationen zu Planung, Bau und Unterhalt von Abwasserwärmenutzungsanlagen. Das Merkblatt beinhaltet sowohl die Wärmeentnahme aus der Kanalisation als auch auf die Wärmerückgewinnung im Kläranlagenablauf. Neben den technischen Details enthält das Merkblatt Analysen der Wirtschaftlichkeit. Erfahrungen aus der Schweiz und Deutschland sind in das Merkblatt eingeflossen.
Wie funktioniert die Abwasserwärmenutzung?
Das Prinzip ist relativ einfach: Ein Wärmetauscher wird entweder direkt in den Kanal eingebaut oder außerhalb platziert, um Wärme aus dem Abwasser zu entziehen. Diese Wärme wird dann mithilfe einer Wärmepumpe auf ein Temperaturniveau gebracht, das zum Heizen geeignet ist. Es funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank – nur umgekehrt. Beim Kühlschrank ist es innen kalt, und das Gitter an der Rückseite wird warm. Hier wird die Wärme aus dem Abwasser genutzt, anstatt sie abzugeben. Solche Systeme lassen sich sowohl in Hauptsammlern als auch im Ablauf von Kläranlagen einsetzen. In der Schweiz ist die Abwasserwärmenutzung seit langem eine bewährte Wärmequelle. Auch in Deutschland liegen Erfahrungen mit rund 100 erfolgreichen Projekten vor.
Was sind die Hemmnisse?
- Wärmequelle und Wärmenutzer sollten eine räumliche Nähe aufweisen. Bei der Nutzung der Abwasserwärme in der Kanalisation ist es ideal, wenn sich Wärmenutzer mit einem kontinuierlichen Wärmebedarf in der Nähe eines Hauptsammlers befinden.
- Bei der Nutzung der Wärme des Abwassers in der Kanalisation, also vor der Kläranlage, darf das Abwasser durch die Wärmeentnahme nicht zu stark abgekühlt werden. Die Temperaturabsenkung im direkten Zulauf der Kläranlage sollte nicht mehr als 0,5 Grad Kelvin betragen. Dies ist besonders bei einem flächenhaften Einsatz der Abwasserwärmenutzung ein zu beachtender Parameter. Bei einer einzelnen Wärmeentnahme ist die 0,5 Grad-Absenkung kein Kriterium, entscheidend ist die Temperaturabsenkung im Zulauf der Kläranlage
- Unter Temperaturaspekten ist die Wärmeentnahme im Ablauf der Kläranlage in die Gewässer (Vorfluter) ideal. Hier ist die Temperaturabsenkung nicht nur möglich, sondern ökologisch für die Gewässer in der Regel vorteilhaft. Häufig fehlt es aber an Wärmenutzern in der Umgebung von Kläranlagen. Bei Einspeisung in Fern- oder Nahwärmenetze gilt die Faustformel: Ein Kilometer Fernwärmeleitung pro 1 Megawatt Wärmeabnahme ist sinnvoll.
Warum ist das Thema wichtig?
Abwasser enthält große Mengen an Wärmeenergie. Mit der im Abwasser enthaltenden Wärme können bis zu zehn Prozent des Gebäudewärmebedarfs gedeckt werden.
Das Wärmeplanungsgesetz fordert von den Kommunen eine klimaneutrale Wärmeversorgung. Bis 2045 müssen alle Wärmenetze energieneutral sein, es müssen zu 100 Prozent erneuerbare Energien eingeleitet werden.
Bis Mitte 2028 müssen alle Kommunen in Deutschland eine Wärmeplanung vorgenommen haben, dabei sind mögliche klimaneutrale Wärmeträger zu prüfen. Die Abwasserwärme kann einen wichtigen Baustein in den Wärmenetzen darstellen.
Abwasserwärme ist krisensicher und preisstabil, die Ressource Abwasser fließt immer.
Was sagt die DWA dazu?
Abwasser weist durchgehend eine hohe Temperatur von zehn bis 20 Grad Celsius auf und bietet damit ideale Voraussetzungen für Wärmetauscher und -pumpen. Fachleute schätzen. Abwasserwärme kann einen wichtigen Beitrag zur Wärmewende und zur Klimaneutralität der kommunalen Wärmenetze leisten. Um Wärmepotenziale des Abwassers zu nutzen, müssen zeitnah rechtliche und technische Hürden abgebaut werden.
Im Fokus stehen die Vereinfachung von Genehmigungsprozessen, die Identifikation von Praxisbeispielen sowie die Förderung der kommunalen Wärmeplanung. Die entwickelten Erkenntnisse und Ergebnisse müssen öffentlich zugänglich gemacht werden, um Kommunen, Stadtwerke und Planer gezielt bei der Projektumsetzung zu unterstützen.
Die DWA unterstützt den Ausbau der Abwasserwärmenutzung in Deutschland – unter Beachtung der technischen Restriktionen. Kernaufgabe der Abwasserwirtschaft ist der Schutz der Gewässer durch eine bestmögliche Abwasserbehandlung. Die Reinigungsleistung der Kläranlagen darf nicht durch eine zu starke Abkühlung des Abwassers gefährdet werden. Die Abkühlung durch die Wärmeentnahme in der Kanalisation muss auf maximal 0,5 Grad Kelvin, bezogen auf den Zulauf der Kläranlage, begrenzt werden.
DWA und der Verband kommunaler Unternehmen (VKU) haben die Informationsbroschüre „Abwasserwärme effizient nutzen – rechtliche und technische Rahmenbedingungen“ veröffentlicht. Die Broschüre schildert die verschiedenen technischen Möglichkeiten der Abwasserwärmenutzung und geht detailliert auf die rechtlichen und wirtschaftlichen Möglichkeiten und Hindernisse ein.
