Im Rahmen eines Projekts zur Potenzialerhebung zu erneuerbaren Energien in der Wärme- und Kälteversorgung wurde anhand von drei Beispielen das Potenzial zur Nutzung von Wärme und Kälte aus Abwasser ermittelt. Dafür wurden drei Gebiete mit unterschiedlichen Raumstrukturen ausgewählt, die als Beispiel für ländliche und städtische Regionen sowie für ein Industriegebiet herangezogen werden können.
Hintergrund
Die europäische Erneuerbaren-Energien-Richtlinie (Renewable Energy Directive - RED II) verpflichtet die Mitgliedsstaaten dazu, eine Bewertung ihres Potentials im Bereich der Energie aus erneuerbaren Quellen und der Nutzung von Abwärme und -kälte im Wärme- und Kältesektor durchzuführen. Die Bewertung für die Bundesregierung wurde im Rahmen des BfEE-Projekts „Potenzialerhebung zu erneuerbaren Energien in der Wärme- und Kälteversorgung“ vorgenommen. Diese kann hier abgerufen werden. Im Rahmen des Projekts entstanden auch Abwasseratlanten zur Abwärmenutzung für drei ausgewählte Regionen.
Vorgehen
In den hier gezeigten Karten wird das vorhandene Wärmepotenzial des Abwassers den möglichen Wärmesenken (Gebäude) gegenübergestellt. Als Grundlagedaten zur Ermittlung der Energie aus Abwasser wurden die Lage, Kapazität und Beschaffenheit der Abwasserkanäle verwendet. Weiterhin wurden im Vorwege die grundlegenden Voraussetzungen zur technischen Umsetzung einer Abwasserwärmenutzung überprüft. Für die Gebäude wurden frei zugängliche Daten aus der OpenStreepMap-Datenbank, aufbereitet von der Geofabrik GmbH, verwendet.
Im Layer „verfügbare Wärmetauscher-Leistung [kW/100 m]“ befindet sich die Abschätzung der aus dem Abwasser entziehbaren Wärmeleistung der Abwasserleitungen für eine spezifische Wärmetauscherlänge von 100 m. Um den aus wirtschaftlicher Sicht noch tolerablen maximalen Abstandes zwischen Abwasserkanal und Wärmesenke zu bestimmen, wurden die Vollkosten errechnet und angenommen, dass die maximalen Wärmegestehungskosten 0,12 Euro/kWh nicht überschreiten dürfen. Die daraus resultierenden Abstände erlauben es die verfügbaren maximalen Wärmetauscher-Leistungen räumlich in geclusterter Form darzustellen.
Der Layer „Spezifische Potenziale der Gebäude“ zeigt, zu welchem Anteil ein Gebäude durch die Nutzung von Abwasserwärme beheizt werden könnte. Der versorgbare Anteil ergibt sich aus der spezifische Leistung Wärmetauscher [kW] dividiert durch die Leistung Gebäude [kW]. Es wird dadurch eine grobe Einschätzung gegeben, ob für das entsprechende Gebäude eine Abwasserwärmenutzung sinnvoll wäre. Die der Berechnung zu Grunde liegende Heizlast der Gebäude wird mittels eines vereinfachten Ansatz über die Gebäudefläche (Heizlast = 0,15 kW/(m²⋅a) ⋅ Gebäudefläche ⋅ 2 Geschosse) abgeschätzt.
Liegt der Wert unter 1, reicht die ermittelte spezifische verfügbare Wärmetauscher-Leistung nicht aus, um das Gebäude vollständig zu beheizen und eine Wärmeversorgung aus Abwasser wird als grundsätzlich nicht sinnvoll eingeschätzt und deswegen nicht weiter berücksichtigt. Bei Werten über 1 ist die spezifische verfügbare Wärmetauscher-Leistung ausreichend, um die Heizlast komplett zu decken.
Einordnung der Ergebnisse
Bei der Darstellung muss beachtet werden, dass nicht alle Gebäude, für welche ein Verhältnis über 1 errechnet wird, die Abwasserwärme gleichzeitig nutzen könnten. Die errechneten spezifischen verfügbaren Wärmetauscher-Leistungen werden auf alle Wärmesenken (Gebäude) innerhalb des wirtschaftlich tolerablen Abstandes gleichermaßen bezogen. Wird eine Abwasserwärmenutzungsanlage errichtet, steht die hierbei genutzte Wärmeleistung für andere Gebäude nicht mehr zur Verfügung. Die Abwasseratlanten stellen somit dar, in welchen Gebieten prinzipiell Potenzial zur Nutzung von Energie aus Abwasser vorhanden wäre. Eine detaillierte Planung der zu erschließenden Gebäude wäre in einem nachfolgenden Schritt zu analysieren.
