Wärme aus Abwasser Projekte und Regelwerk Der DWA
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- Anneliese Franke
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1 Wärme aus Abwasser Projekte und Regelwerk Der DWA Markus Schröder, Aachen
2 Energiebereitstellung aus Abwasseranlagen Brennstoffzelle Elektrolyse Gebäude Kanäle Kläranlage Wasserstoff Vertikalwindräder Photovoltaik Wasserkraft Klägas, Klärschlammverbrennung Windkraft Photovoltaik Wasserkraft Reinsauerstoff Abwasserwärme Geothermie Solarthermie Abwasserwärme Geothermie Abwasserwärme Geothermie Solarthermie Kälte aus Abwasser und Wärme
3 DWA-Fachgremien Hauptausschuss Kreislaufwirtschaft, Energie und Klärschlamm (HA KEK) Fachausschuss Energie in der Wasser- und Abfallwirtschaft (FA KEK 10) Arbeitsgruppe Abwasserwärmenutzung (AG KEK 10.2) Arbeitsgruppe Wärme- und Kältekonzepte auf Kläranlagen (AG KEK 10.4)
4 DWA-Papiere
5 Energiepotenziale der Deutschen WW - Das Projekt Herausforderung: Wasserwirtschaft muss aktiven Beitrag zu Klima - und Ressourcenschutz leisten durch Energieeinsparung Ziel: Steigerung der Energieeffizienz Erschließung (neuer) regenerativer Energiequellen Ist-Zustand und Potenziale aufzeigen Adressaten: DWA-Mitglieder, Öffentlichkeit, Politik und Betreiber
6 Energiepotenziale der Deutschen WW - Das Projekt Umsetzung: Dreistufige Vorgehensweise Stufe 1: Ermittlung von Status Quo und möglicher Potenziale (Literaturstudie) Stufe 2: Verifizierung der Literaturdaten (z.b. Umfrage bei Betreibern bzw. Ergänzung bestehender Umfragen Stufe 3: Entwicklung konkreter Ansätze zum Ressourcen schonenden und nachhaltigen Umgang mit Energie
7 Kanalisation Wärmerückgewinnung in Kanälen Ist-Stand weniger als 10 Projekte in Deutschland Potenzial theoretisches Potenzial ca. 10 TWh/a, aber ca. 2,5 TWh/a Stromverbrauch bei Einsatz elektrischer Wärmepumpen Wasserkraft in Kanälen Ist-Stand Abwasserwärme vernachlässigbar, 1 Projekt bekannt Potenzial + 0,4 TWh/a
8 Potenzialabschätzung Abwasserwärmepotenzial in NRW * Abwasserwärmepotenzial in D ** Potenzial theoretisch in 20 Jahren erschlossen * Datenherkunft: Piller, Sabine: Markt- und Potentialanalyse, Wärmerückgewinnung aus Abwasser in Deutschland, Hrsg.: Berliner Energieagentur GmbH, 2006 ** Datenherkunft: Hochrechung aus NRW-Zahlen
9 Potenzialabschätzung Theoretisches Erzeugungspotenzial: 10 TWh/Jahr Zum Vergleich: Wärme aus Geothermie 2011: 6,3 TWh/Jahr Quelle: Bundesverband Geothermie Potenzial für Wärme aus Geothermie in Deutschland: 200TWh/Jahr Quelle: Fachhochschule Lippe und Höxter2007 bzw. BMWi 2006
10 Potenzialschöpfung im Einzelfall Bildquelle:
11 Einige Realisierungshemmnisse für Abwasserwärmegewinnung aus Kanälen Potenzial bisher im wesentlichen in Kanälen > DN 800 Behinderter Wärmeübergang durch Silhaut geringere Effizienz evtl. verkürzter Lebenszyklus des Kanals Materialintensive Anlagen Geringe Kostensenkung durch Massenproduktion zu erwarten Nähe von (Groß)verbrauchern zur Wärmequelle nötig (< 200 m) Hoher Stromverbrauch für Wärmepumpen Behandlungsprozess auf der Kläranlage wird gestört (Auskühlung)? Optimierungspotenzial
12 Realisierungshemmnis Auskühlung DWA-M 114 Insgesamt erfolgt im Kanal somit eine Angleichung der Abwassertemperatur (und Lufttemperatur) an die umgebende Bodentemperatur. Wird das Abwasser durch einen Wärmetauscher sehr stark bzw. unter die Bodentemperatur abgekühlt, so findet auf der folgenden Fließstrecke eine Wiedererwärmung statt. Bild 22 zeigt die typische Variation der Bodentemperatur in Abhängigkeit der Tiefe über ein Jahr.
13 Realisierungshemmnis Zuständigkeiten Bildquelle:
14 Wärmeversorgung eines öffentlichen Gebäudes aus einen Schmutzwassersammler Alternativen Geothermie und Thermosolar wirtschaftlicher Wärmesenke: 2,27 Mio. kwh/a Gebäude Wärmedargebot EZ = E SW-Kanal DN 1400 Q d = m³/d Q t = 160 l/s Q n = 53 l/s
15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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