Thermische Energie aus Abwasser. Enorme Potentiale schlummern im Untergrund

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1 Thermische Energie aus Abwasser Enorme Potentiale schlummern im Untergrund Informationsveranstaltung, in Graz DI (FH) Daniel Schinnerl, Grazer Energieagentur, Tel. +43 (0)316/ ,

2 Wasserverbrauch Haushalte Household water consumption in a European comparison Data in m³ per country and day Belgium Denmark England Finland Austria Luxenbourg Italy Norway

3 Energie aus Abwasser - Potentiale im Untergrund >110 Mill. Liter pro Stunde Abwasser-Abfluss in Ö durchschnittlich Wärmepotential aus Abwasser: Heizung: bis zu 3,4 Mio m² Bürofläche Kühlung: bis zu 11,7 Mio m² Bürofläche

4 Thermische Energie aus Abwasser Marktpotential in Österreich (1) 407 Kläranlagen haben Kapazität von mehr als 5000 Einwohnerwerte (EW = 150 bis 200 l/tag) Gesamt 17,4 Mill. EW an kommunales Abwasser aus Haushalten und Betrieben in Österreich nutzbar Bundesland Anzahl der ARA >4.999EW Summe EW der ARA >4.999EW Bgld Ktn NÖ OÖ Sbg Stmk Tirol Vbg Wien Summe Quelle: Diplomarbeit von Hrn. Gernot Glasner

5 Thermische Energie aus Abwasser Marktpotentiale in Österreich (2) Minimaler Abwasserabfluss in der Nacht: m³/h (45% vom Durchschnittlichen) Energiepotential mit Wärmepumpen: Heizung: bis zu 450 GWh/a aus dem Kanal (2 C) 3,4 Mio m² Bürofläche Kühlung: bis zu 360 GWh/a in den Kanal (4 C) 11,7 Mio m² Bürofläche CO2: zwischen und t Einsparung möglich Investitionspotential: Investment zw. 600 und Mill. ( /kw) Wärme/Kälteenergielieferung zw. 29 und 51 Mill. (0,63 /kwh)

6 Möglichkeiten der Energierückgewinnung aus Abwasser Warmes Abwasser aus Betrieben und Haushalten im Kanalnetz ( 8 bis 22 C) Mit Wärmetauscher im Kanal, im Pumpenschacht oder nach Kläranlage wird Energie entzogen Quelle: Institut Energie in Infrastrukturanlagen, Schweiz Nutzung mit Wärmepumpe zur Gebäudeheizung und -kühlung

7 Komponenten (1): Wärmetauscher Wärmetauscher als zentrales Element Überblick Rinnenwärmetauscher in Kanälen Wärmetauscher in Pumpenoder Sammelschächten Quelle: Uhrig Kanaltechnik, DE Quelle: FEKA Energiesysteme, CH Externe Wärmetauscher für gesiebtes Rohabwasser gereinigtes Abwasser nach Kläranlagen

8 Komponenten (2): Wärmepumpe Prinzip einer Kompressionswärmepumpe Gebäude Abwasser Wärmetauscher

9 Komponenten (3): Wärmepumpe Wärmepumpe und Einsatz WP zur Heizung und Kühlung wirtschaftlicher Einsatz nur in Niedertemperatursystemen (VL 45 ) zb Fußbodenheizung, Lüftungen, Gebläsekonvektoren T-Erhöhung um ca C, T-Reduktion um ca C WP meist mehrstufig ausgeführt zum variablen Einsatz Einsatz der Wärme oder Kälte in: Bürogebäuden und Mehrfamilienhäuser Neubau und Altbau Quelle: MA 30 Wien Kanal, AUT

10 Energie aus Abwasser Anforderungen an Standorte (1) Kanäle, Pumpwerke oder Kläranlagen mit ausreichend Platzangebot: Kanalquerschnitt DN 800 mm Pumpwerke mit ausreichenden Platzverhältnissen gereinigtes Abwasser aus dem Kläranlagenabfluss Abwassertemperatur ganzjährig > 10 C Ausreichende Abwassermenge (abhängig von Wärmeleistung): Einzugsgebiet Abwassersammlung > 5000 EW mittlerer Abwasservolumenstrom > 54 m³/h Stetiger Abwasserstrom kein stark schwankender Abfluss keine Abhängigkeit von einzelnen Einleitern

11 Energie aus Abwasser Anforderungen an Standorte (2) Geringer Abstand zwischen Wärmeangebot und Gebäude in bebauten Gebieten bis 100 m in unbebauten Gebieten bis 500 m gereinigtes Abwasser bis 1000 m Wärmeleistung einer Anlage > 100 kw Abnehmer für die Wärme und Kälte mit Niedertemperatursystem (max. 45 C Vorlauftemp.) für günstige Leistungszahl der Wärmepumpe Günstige Jahresnutzung durch Heizung + Kühlung Alt- oder Neubau von Büro- oder Wohngebäuden im Altbau meist Gebäudesanierung notwendig

12 Uster, Wohnanlage in der Schweiz Standort: Mehrfamilienwohnanlage und wird betrieben von den E-Werken Zürich Teil eines lokalen Wärmenetzes und versorgt Quelle: Elektrizitätswerke Kanton Zürich 52 Wohneinheiten in 3 Gebäuden mit Raumwärme und Warmwasser In Betrieb seit Dezember 2000 Gereinigtes Abwasser der Kläranlage wird verwendet gereinigtes Abwasser wird durch eine 1000 m lange Leitung gepumpt und danach direkt in den Vorfluter geleitet

13 Uster, Wohnanlage in der Schweiz Technische Daten: 2 elektrisch betriebenen Wärmepumpen und zusätzlichen Ölkessel für Spitzenlast Heizleistung: 880 kw Wärmeenergie: MWh/a Leistungszahl WP: 3,7 Vermeidung von 157 t Öl und Nm³ Gas Ökonomische Daten: Umgesetz mit einem Contracting-Modell; EKZ ist verantwortlich für Errichtung, Finanzierung, Betrieb und Wartung der Anlage für min. 15 Jahre Quelle: Elektrizitätswerke Kanton Zürich

14 Skøyen, FW für Stadtteil von Oslo Standort: direkt an Hauptabwasserleitung (VEAS-Tunnel) Teil eines Fernwärmenetzes (60/90 C, 550 m³/h) Abwasser: 15/10 C, 2400 m³/h Heizleistung: kw 2 Stufen Turbokompressor, COP: 2,85, R134a Energie: 90 GWh/a Technologie: Rohabwasser wird entnommen, vorgereinigt und wieder zurückgegeben

15 Motivation für Umsetzung Rückgewinnung von Wärmeenergie aus dem Abwasser Innovative Technologie Umweltschonend durch Reduktion von Treibhausgasen Neues Betätigungsfeld für Energiedienstleister Kühlaggregate auf Dächern oder Hausmauern können vermindert werden Wärmequelle Abwasser als Alternative zu Tiefenbohrungen, Flächenkollektoren oder Grundwasser Hemmnisse und Barrieren sind auch vorhanden, diese sind aber überwindbar wir zeigen Ihnen wie!

16 EU-Projekt WasteWaterHeat Projekt zur Initiierung, Umsetzung und Verbreitung der Abwasserwärmenutzung WWH von EU gefördertes Projekt (Intelligent Energy Europe) 4 internationale Partner: Deutschland (Koordination Berliner Energieagentur), Norwegen, Schweden und Österreich Laufzeit: Jan 06 bis Dez 07 (24 Monate) Ergebnisse (Downloads unter Marktuntersuchung: Marktpotenziale, Technische Systeme, Beispiele 4 Vor-Untersuchungen zur Machbarkeit, 2 Machbarkeitsstudien Projektentwicklungshandbuch Markteinführungsstrategie für Abwasser-Wärmenutzung Öffentlichkeitsarbeit

17 Unsere Leistungen für Projekte zur Abwasserwärmenutzung Informationen Voruntersuchungen Detaillierte Machbarkeitsstudien Umsetzungsbegleitung Contracting Kontakt: Gerhard Bucar, Daniel Schinnerl, Rudolf Großauer 0316/ ,