Technologie.Transfer.Anwendung.

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1 Technologie.Transfer.Anwendung. Der Kanal als Wärmenetz Abwasser als Wärmequelle Neue Wege in der Wärmegewinnung 10. November 2010, Ludwigsburg Steinbeis-Beratungszentrum Innovation & Energie Hohnerareal Bau V Hohnerstraße 4/ Trossingen 2007 Steinbeis Partner für Innovation

2 Agenda Kurzvorstellung des Instituts Forschungsprojekt Der Kanal als Wärmenetz Idee Forschungsschwerpunkte Stand der Dinge Referent: Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Christian Klaiber Leiter Steinbeis Beratungszentrum Innovation & Energie Hohnerareal Bau V Hohnerstraße 4/1 christian.klaiber@stw.de Trossingen Internet: Steinbeis Partner für Innovation 2

3 Steinbeis-Verbund Leistungsbereiche Beratung Forschung und Entwicklung Analysen und Expertisen Aus- und Weiterbildung Kompetenzen in allen Technologie- und Managementbereichen Transfernetz Steinbeis-Unternehmen und Tochterunternehmen sowie Kooperations- und Projektpartner weltweit Kunden Über pro Jahr; Unternehmen, Organisationen aller Branchen und Größen, Einzelpersonen Mitarbeiter Rund 800 Professoren Angestellte und freie Mitarbeiter Ferdinand von Steinbeis ( ) Haus der Wirtschaft in Stuttgart Sitz der Zentrale Steinbeis-Stiftung und Steinbeis-Verbund Hohnerareal BauV in Trossingen Sitz des Steinbeis-Beratungszentrums Innovation und Energie 2007 Steinbeis Partner für Innovation

4 Steinbeis Organisation & Struktur Kuratorium/Kuratoriumsausschuss Steinbeis-Stiftung (StW) Vorstand Steinbeis GmbH & Co. KG für Technologietransfer (StC) Geschäftsführung Steinbeis-Unternehmen (SU) Steinbeis- Transferzentren (STZ) Steinbeis- Forschungs- und Entwicklungszentren (SFZ) Steinbeis-Beratungs- Zentren (SBZ) Steinbeis-Transfer- Institute (STI) der Steinbeis- Hochschule Berlin - SHB Steinbeis- Beteiligungen (SBT) 496 STZ 42 SFZ 58 SBZ 102 STI 46 SBT [Stand ] Weitere den Transfer unterstützende zentrale Instrumente: Steinbeis-Immobilien (SMI) Steinbeis-Edition (STE) Ferdinand-Steinbeis-Institut (FSTI) 2007 Steinbeis Partner für Innovation 4

5 Energie aus Abwasser Beratung, Studien und Analysen Studien Konzepte Beratung Projektmanagement Projektbeispiele Projektbegleitung für kommunale Anlagen zur Abwasserwärmenutzung Informationsveranstaltungen / Praxisworkshop zur Abwasserwärmenutzung Forschungsprojekt zur Nutzung industrieller Abwärmepotenziale durch Nutzung der Kanalinfrastruktur als Wärmenetz 2007 Steinbeis Partner für Innovation 5

6 Beratung, Studien und Analysen Studien / Analysen Konzepte Beratung Projektmanagement Projektbeispiele Gründung der Initiative Zukunftsmobilität ZUMO Zukunftsmobilität in der Ferienregion Schwarzwald Gewinnerprojekt im Ideenwettbewerb zum Automobilsommer 2011, Tourismus Marketing GmbH Baden-Württemberg Modellprojekt Zukunftsweisende Bedienung des Mobilitätsbedarfs in einer Kurstadt 2007 Steinbeis Partner für Innovation 6

7 Abwasser als Wärmequelle Anlagenstandorte in Deutschland (Auswahl) 1. Bretten Versorgung kommunaler Gebäude und Wohnhäuser 2. Kornwestheim Babcock Areal 3. Rauenberg Kinderhort 4. Stuttgart - Bad Cannstatt Terrot Areal 5. Stuttgart - Ministeriumsneubau 6. Singen - Bürogebäude 7. Tübingen - Aischbachschule 8. Waiblingen (Kläranlage) 9. verschiedene Anlagen in konkreter Planung / Entscheidung 10. Berlin - Sporthalle 11. Berlin - Bundesministerium für Umweltschutz, Naturschutz und Reaktorsicherheit 12. Bochum - Schwimmbad 13. Drensteinfurt 14. Hamburg 15. Ludwigshafen 16. Leverkusen 17. München 18. Pinneberg 19. Reichelsheim 20. Schkeuditz 21. Speyer 2007 Steinbeis Partner für Innovation 7

8 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Gundgedanke Nutzung der bekannten und inzwischen im Markt eingeführten Technik zur Verwertung von bislang ungenutzten energetischen Potenzialen. Ansatzpunkt: Verwertung von Abwärme aus Industrieanlagen, gegebenenfalls auch aus Kraftwerken 2007 Steinbeis Partner für Innovation 8

9 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Idee und Umsetzung im Forschungsprojekt 1. Ausgangsüberlegung - Abwärme die heute in Kühlanlagen vernichtet wird kann über Wärmetauscher in die Kanalisation eingeleitet und durch das Abwasser transportiert werden. (es erfolgt kein zusätzlicher Wassereintrag in den Kanal!) - Die Wärme wird stromab über einen weiteren Wärmetauscher aus dem Kanal entnommen und zur Gebäudeheizung eingesetzt. 2. Zur Ermittlung der Randbedingungen und der Umsetzbakeit in konkreten Projekten wird ein Forschungsprojekt initiiert. 3. Das Steinbeis-Beratungszentrum Innovation & Energie sucht geeignete Städte, die an diesem Forschungsprojekt als Pilotstädte mitwirken. Da das Gesamtsystem innerhalb der Stadt betrachtet werden soll ist keine Vorauswahl möglicher Wärmeeinleiter und Abnehmer erforderlich Steinbeis Partner für Innovation 9

10 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Die Idee 2007 Steinbeis Partner für Innovation 10

11 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Konzeptioneller Ansatz 1. Die Nutzung der im Abwasser gebundenen thermischen Energie ist heute Stand der Technik und wirtschaftlich tragfähig. (Siedlungswasserwirtschaft; standardisierte Kanalwärmetauschersysteme werden zunehmend in Verbindung mit Wärmepumpen zur Heizung und Kühlung von Gebäuden eingesetzt). 2. Erste Studien belegen, dass große (industrielle) Abwärmepotenziale, weiterhin verpuffen bzw. in die Umwelt abgegeben werden. (vor allem wegen der räumlichen Divergenz zwischen Entstehung und potenzieller Nutzung; verlässliche Daten zum verfügbaren Energiepotenzial in Deutschland liegen noch nicht vor). 3. Durch die Nutzung der verfügbaren Systemtechnik in Verbindung mit der bestehenden Kanalinfrastruktur kann ein erheblicher Teil dieses Energiepotenzials verwertet werden. (Nutzung des Abwassernetzes zum Wärmetransport durch den Einsatz von Kanalwärmetauschern). 4. So konzipierte kommunale / regionale Energiekonzepte sind ein wesentlicher Beitrag zur Lösung der Umwelt- und CO 2 -Problematik bei gleichzeitig gegebener Wirtschaftlichkeit Steinbeis Partner für Innovation 11

12 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Vorteile Reduzierung des CO2 Ausstoßes Nutzung von (bereits bezahlter) Restwärme zur (Wohn-) Gebäudeheizung Geringere Kosten in der Industrie Höhere Unabhängigkeit von Energieimporten Geringere Einleittemperaturen in Vorfluter und Luft Verbesserung der Auslastung der Kraftwerke Modernisierung der Heizsysteme, durch Umstellung auf Wärmepumpen Reduzierung der Stromkosten an der Wärmepumpe durch Erhöhung der Vorlauftemperatur Innovationspotenzial - Weiterentwicklung von Wärmepumpentechnik Erhöhung der Wertschöpfung im Lande 2007 Steinbeis Partner für Innovation 16

13 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Ansatzpunkte - Gesamtsystem 2007 Steinbeis Partner für Innovation 17

14 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Forschungsschwerpunkte Energetisches Potenzial für die Beheizung von Gebäuden durch industrielle Rückkühlung unter Einbeziehung des Abwasserkanals als Wärmenetz Einleitung der Wärme aus dem Kraftwerk / Industrieanlage in den Kanal durch den Einsatz von Kanalwärmetauschern Geruchsentwicklung und Schwefelwasserstoffkorrosion Verteilung der Wärme Kanalnetzbewirtschaftung Wärmeverlust beim Transport im Abwasserkanal Auswirkung der Temperaturerhöhung auf der Kläranlage Energetische Berechnung der Netze 2007 Steinbeis Partner für Innovation 18

15 Der Abwasserkanal als Wärmenetz Status Realisierung von Pilotprojekten erste Potenzialuntersuchung in Arbeit (Bretten) Konkrete Gespräche mit mehreren Großstädten (Schwerpunkt Baden-Württemberg, Gespräche aber auch in Deutschland insgesamt) =>mit Unterstützung des Landesumweltministeriums Absicherung des Konzeptes / Ermittlung der Randbedingungen durch eine wissenschaftlich fundierte Begleitstudie in Zusammenarbeit mit der Energieforschung im BMWI 2007 Steinbeis Partner für Innovation 19

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Steinbeis-Beratungszentrum Innovation & Energie Leiter: Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Christian Klaiber Hohnerareal Bau V Hohnerstraße 4/1, D Trossingen Telefon +49 (0) / Telefax +49 (0) / christian.klaiber@stw.de Internet: Steinbeis Partner für Innovation 20