Wie kann das Dusch-Abwasser dem Klima helfen?

Da Gebäude und Elektrogeräte immer energieeffizienter werden, richtet sich die Aufmerksamkeit zunehmend auf einen der größten Energiediebe im Haushalt: den Abfluss.

Denn neben der Heizung macht die Warmwasserbereitung den größten Teil des Energieverbrauchs eines Haushalts aus. Obwohl Wasser große Mengen an Wärmeenergie enthält, wenn es aus dem Waschbecken oder der Badewanne abfließt, ist es eine Energieressource, die bisher fast völlig ungenutzt blieb.

„Da neue Gebäude immer weniger Energie zum Heizen benötigen, nimmt der Anteil des Warmwassers am Gesamtenergiebedarf für Wärme zu und beträgt in einigen Fällen bis zu 50 Prozent. Mit den Anforderungen für die Öko-Zertifizierung neuer Wohngebäude müssen wir anfangen, die Wärme im Abwasser zu nutzen“, sagt Dado Hadziomerovic, leitender Forschungs- und Entwicklungsingenieur bei Vattenfall im Bereich City Energy Systems.

Fast die gesamte Wärme ist rückgewinnbar

Eine Lösung zur Wärmerückgewinnung besteht darin, den Abfluss an einen Wärmetauscher anzuschließen. Gustav Arnberg von Vattenfall R&D hat die Technologie eingehend untersucht und analysiert: „Ein Abwasserwärmetauscher hat in der Regel einen Wirkungsgrad von bis zu 85 Prozent. Das bedeutet, dass Abwasser mit einer Temperatur von 30 bis 40 Grad Celsius neues Warmwasser mit fast der gleichen Temperatur liefern kann. Weitere Vorteile sind die lange Lebensdauer und die geringen Wartungskosten.“

Das „neue“ Warmwasser kann wiederum in das Heizungssystem der Immobilie zurückgeführt oder in ein Fernwärmesystem eingespeist werden. In manchen Fällen muss die Wassertemperatur durch Fernwärme oder eine Wärmepumpe weiter angehoben werden, aber da das Wasser bereits eine höhere Temperatur hat, wird weniger zusätzliche Energie benötigt, um die im Einzelfall erforderliche Gradzahl zu erreichen.

Ein solches Beispiel ist das Quartier Grüne Aue in Berlin, das Vattenfall vor einigen Jahren gebaut hat. Dort wird das Abwasser zur Beheizung von 113 Wohnungen genutzt, indem überschüssige Wärme abgeleitet und in das Nahwärmenetz des Viertels eingespeist wird. Auf diese Weise werden dort etwa 20 Prozent oder das Äquivalent von etwa 150 Megawattstunden des gesamten Wärmeenergiebedarfs gedeckt.

Hier ist das Potenzial am größten

Ältere Fernwärmesysteme erfordern in vielen Fällen hohe Vorlauftemperaturen von über 80 Grad, während neuere Systeme mit niedrigeren Temperaturen von etwa 60 Grad auskommen. Das macht es auch interessant, Lösungen für die Rückgewinnung dieser Art von Abwärme zu untersuchen.

Wie bei vielen anderen technischen Lösungen sind die größten Vorteile in Wohnhäusern und Stadtvierteln zu erwarten, in denen die Abwärmenutzung von Anfang an Teil der Gleichung ist. Das größte Geschäftspotenzial wird in Bereichen gesehen, in denen viel Abwasser anfällt, wie in Schwimmbädern, Krankenhäusern, großen Wohngebieten und Hotels.

Aber auch für all diejenigen, die diese Möglichkeit in ihrer eigenen Immobilie nutzen möchten, gibt es bereits heute eine Reihe von Lösungen auf dem Markt.

Die gängigste und einfachste Methode für kleinere Wohngebäude ist der vertikale Einbau von Wärmetauschern entlang der Abwasserleitung. Noch effizienter ist ein horizontal angeordneter Wärmetauscher, zum Beispiel in einem Keller. Nachteilig ist, dass dieser Typ mehr Platz beansprucht.

Eine dritte, fortschrittlichere Option besteht darin, das Abwasser in Tanks zu sammeln, in denen die Wärme durch rotierende Platten entzogen wird. Ein solches System kann einen thermischen Wirkungsgrad von 95 Prozent erreichen, erfordert aber Wohngebäude mit mindestens 200 Bewohnern, damit genügend Abwasser produziert wird. Bei dem Berliner Beispiel oben wird eine ähnliche Lösung genutzt.

In Zukunft absolut notwendig

Eine Herausforderung, mit der diese Systeme heute konfrontiert sind, besteht darin, dass die Verfügbarkeit von Abwasser recht ungleichmäßig ist und die Temperatur stark schwankt. Eine weitere Herausforderung ist die Bildung eines Films aus Biomaterial im Inneren des Wärmetauschers, der die Effizienz mit der Zeit verringert. „Bei der Wärmerückgewinnung aus Abwasser gibt es eine Reihe von Problemen, die gelöst werden müssen, damit die Technologie wirklich nutzbar und ökonomisch nachhaltig wird. Gleichzeitig gibt es aber auch große Vorteile. Wir verschwenden derzeit enorme Energieressourcen und auf lange Sicht wird es von entscheidender Bedeutung sein, dass wir in der Lage sind, Wärme zurückzugewinnen“, so Dado Hadziomerovic.