Abwasserwärmenutzung Potenziale und Wege zur Umsetzung

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Abwasserwärmenutzung Potenziale und Wege zur Umsetzung"

Ute Linden
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Abwasserwärmenutzung Potenziale und Wege zur Umsetzung Dipl. Ing. Michael Becker Dipl. Geogr. Adrian Treis Dr. Ing. Frank Peper Dipl. Ing. Jochen Raube

2 Gliederung Hintergrund und Motivation Umsetzungsvoraussetzungen Potenzialanalyse Machbarkeitsuntersuchungen Umsetzung Zusammenfassung

3 Hintergrund und Motivation

5 Räumliche Lage des Emschergebietes

6 Einzugsgebiet der Emscher

7 Umbau des Emschersystems gestörte Vorflut um 1900

8 Umbau des Emschersystems Die Emscher heute

9 Umbau des Emschersystems umgestaltetes Gewässer

10 Der Umbau des Emschersystems - günstige Voraussetzungen Neubau von 400 km Kanalabschnitten im urbanen Umfeld (DN 1200 mm 4000 mm) Berücksichtigung in der Planungsphase Kostenersparnis gg. Einbau im laufenden Betrieb Emschergenossenschaft sieht sich dem nachhaltigen Handeln verpflichtet Emschergenossenschaft ist Kanal- und Kläranlagenbetreiberin

11 Abwasser ist eine einheimische, sichere, langfristige und regenerative Energiequelle -> Rohöl der Großstadt Komponenten bestehen aus bewährter Technik: für Wärmeübertrager und Wärmepumpen liegen langjährige Betriebserfahrungen vor.

12 Abwasser weist eine mittlere Temperatur von 15 C auf und verfügt über ein hohes Wärmepotenzial Tagesniederschlagshöhe (Gelsenkirchen-Altstadt) Lufttemperatur Tages-Mittel (Bochum-DMT) Abwassertemperatur Tages-Mittel (Mst01) Temperatur in C Niederschlag in mm Tage 0

13 Wirtschaftlichkeit von Anlagen durch Energiepreissteigerungen deutlich gestiegen 180 [in ] % % + 60 % Jan 00 Jan 01 Jan 02 Jan 03 Jan 04 Jan 05 Jan 06 Jan 07 Jan 08 Jan 09 Verbraucherpreisindex Erdgas Verbraucherpreisindex leichtes Heizöl Verbraucherpreisindex Strom

14 Umsetzungsvoraussetzungen

15 Technische Anforderungen Misch- und Schmutzwasserkanalisation > DN 800 mm Mittlerer Trockenwetterabfluss > 15 l/s Keine hydraulische Beeinträchtigung des Kanalnetzes Abwassertemperatur im KA-Zulauf > 10 C Räumliche Nähe der Verbraucher zum Kanal

16 Technische Anforderungen Heizzentralen mit minimalem Wärmebedarf > 150 kw, besser 300 kw Niedertemperaturheizungssysteme Wärmepumpenleistung > 100 kw Förderung gem. EEWärmeG möglich Im Vergleich: Wärmeertrag aus 1 m Wärmetauscher rd W/m gegenüber 50 W/m einer Erdsondenanlage

17 Wärmetauschersysteme Rohabwasser

18 Potenzialanalyse

19 Potenzialanalyse Theoretisches Abwasserwärmepotenzial Ungeeignete kanalseitige Voraussetzungen Vermarktung nicht möglich Wärme-Gewinnungspotenzial Vermarktungspotenzial sonstige Restriktionen Realisierungspotenzial Deutschland: realisierbares Potenzial etwa 5% des Gebäudebestands

20 Potenzialanalyse im Emschergebiet

21 Potenzielle Standorte im Emschergebiet Karte dient als Grundlage für Gespräche mit Abnehmern aber

22 Potenzialkarte Karten liefern keine Informationen über Verbraucherseite weitere wichtige Informationen fehlen: z.b. Fernwärmenetze Externe Interessenten kennen AWN häufig gar nicht Erstellung einer Energiekarte als Planungsgrundlage für das Emschergebiet Förderung durch MKUNLV NRW

23 Machbarkeitsanalysen

24 Wirtschaftlichkeit Betriebsweise der Wärmepumpe -> Anlagendimensionierung: Monovalent, bivalent, multivalent

25 Energiekostensteigerung Beispiel Schulhaus NRW Jahr 2003 Jahr 2005 Kosten [tsd /a] Erdgas Abwasser -WP Kosten [tsd /a] Erdgas Abwasser- WP Kapitalkosten 9,4 28,1 Kapitalkosten 9,4 28,1 Unterhalt/Wartung 3,0 4,8 Unterhalt/Wartung 3,0 4,8 Brennstoffkosten 36,4 10,5 Brennstoffkosten 67,6 19,5 Stromkosten 20,6 Stromkosten 24,7 Gesamtkosten 48,8 64,0 Gesamtkosten 80,0 77,1 Nicht wirtschaftlich Wirtschaftlichkeit erreicht

26 Machbarkeitsanalyse - Nordwestbad Bochum 73 % des Gesamtwärmebedarfes kann durch AWN gedeckt werden Kanaldurchmesser DN 3000 mm; Q min = 80 l/s Kopplung WT mit BHKW Länge des Wärmetauschers: 46 m Entzugsleistung: 150 kw Leistung der Wärmepumpe + BHKW: 400 kw Entfernung Heizzentrale: 200 m

27 Nordwestbad Bochum CO 2 - Einsparung Emission Brennstoff Emission Strom Gesamtemission [t CO 2 /a] [t CO 2 /a] [t CO 2 /a] [%] Erdgaskessel (Referenz) Abwasserwärmenutzung + BHKW Reduktion

28 Umsetzung

29 Nordwestbad Bochum Umsetzung gemeinsames Projekt mit der Stadtwerke Bochum GmbH Einbau Wärmetauscherelemente im Juli 2009 Inbetriebnahme im September 2010 BMU Förderung (30% Invest)

30 Nordwestbad Bochum - Wärmetauschereinbau

31 Nordwestbad Bochum - Wärmetauschereinbau

32 Nordwestbad Bochum Zuleitung und Schwimmbadtechnik

33 Zusammenfassung

ca. 100 Anlagen in einer Größenordnung von 500 KW Weitere Verbreitung der Technologie durch Information

34 Abwasserwärmenutzung ist kein potenzieller Ersatz, sondern eine im Einzelfall sinnvolle Ergänzung der bisher genutzten Energieträger Der Emscherumbau birgt ein hohes Potenzial zur Abwasserwärmenutzung -> ca. 100 Anlagen in einer Größenordnung von 500 KW Weitere Verbreitung der Technologie durch Information von Bauherren / Betreibern -> Energiekarte Wandlung Kostenfaktor Abwasser in Wertschöpfungsfaktor Energie

Ähnliche Dokumente

Heizen und Kühlen mit Abwasser Erfahrung, Technik und Wirtschaftlichkeit aus über 45 Projekten

Heizen und Kühlen mit Abwasser Erfahrung, Technik und Wirtschaftlichkeit aus über 45 Projekten 1 Ihr Ansprechpartner in Österreich in Kooperation mit der Firma Uhrig Bmst. Ing. Stephan Taubinger, MBA MPA