Heizen und Kühlen mit Abwasser Erfahrung, Technik und Wirtschaftlichkeit aus über 50 Projekten

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Kasimir Winter
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1 Heizen und Kühlen mit Abwasser Erfahrung, Technik und Wirtschaftlichkeit aus über 50 Projekten 1

2 Raumwärme- und Warmwasserbedarf Deutschland 888 TWh Stromerzeugung Deutschland 614 TWh 2

3 Abwasserwärmenutzung Stand der Technik 15% 100% Theoretisches Potenzial Abwasser ohne zusätzliche Abwärme 79 TWh oder 8,9 % des Energiebedarfs für Raumheizung und Warmwasser Quelle: Studie IER Universität Stuttgart

4 Lösungen Rückgewinnung inhouse rund 270 Anlagen für Brauchwassererwärmung Leistung bis 100 kw Gewinnung aus Rohabwasser rund 150 Anlagen kontinuierliches Angebot Leistung bis 1000 kw Aus gereinigtem Abwasser rund 100 Anlagen grosses Potenzial Leistung bis 10 MW 4

5 Heizsysteme Monovalent Bivalent Multivalent 5

6 Arten der Wärmeverteilung kalte Nahwärme warme Nahwärme 6

7 Kanalwärmetauschersysteme Externe Systeme Bildquelle: Huber SE Integrierte Systeme Modulare Systeme Sonderformen Bildquelle: Rabtherm Bildquelle: Uhrig Bildquelle: Uhrig 7

8 Lösungen für fast jede Abwasser- und Kanalsituation Form A Trockenwettergerinne System Uhrig Große überströmte Fläche Geringe Abwassermengen, ab 10 l/s Trockenwetter 8

9 Form B Halbschale System Uhrig Individuelle Anpassungsform an den Kanal Hohe Abwassermengen Geringe Querschnittsreduzierung 9

nutzbar als Wärmetauscheroberfläche Druckrohr oder

10 Form C geschlossener Wärmetauscher System Uhrig Kanalquerschnitte < DN 800 möglich Kompletter Umfang nutzbar als Wärmetauscheroberfläche Druckrohr oder Freispiegel Kanalsanierung und Energieentnahme mit einem System 10

11 Zielgruppen Voraussetzungen Siedlungen mit zentraler Wärmeversorgung Mehrfamilienhäuser Kommunale Gebäude Verwaltungsgebäude Industrie Sportanlagen Kläranlagen Heizleistung ab 50 KW Temperaturniveau Heizsystem Kanal ab DN 400 Trockenwetterabfluss ab 10 l/s Abwassertemperatur ab 8 C 11

Entzugsleistung Kanal 32 KW Brennstoffsubstitution 75 % Länge

12 Erste Pilotanlage Berlin 2006 Kanal Eiprofil 1600 / 1067 Abwassermenge 40 l/s Wärmebedarf Heizzentrale 130 KW Entzugsleistung Kanal 32 KW Brennstoffsubstitution 75 % Länge Wärmetauscher 23 m Entfernung Kanal-WP 160 m Kundenfeedback Vattenfall hohe Leistungsreserve 12

13 10 umgesetzte Projekte AWN in Baden-Württemberg Bretten Tübingen Stuttgart-Bad Cannstatt Rauenberg Kornwestheim Mannheim (2) Konstanz Horb Kirchheim-Teck 13

14 Über 50 Projekte im In- und Ausland etwa 100 in der Vorbereitung / Planung. 14

TERROT-AREAL Stuttgart-Bad Cannstatt 2010 215 Einheiten - 2000 m² - Kindertagesstätte, Seniorenheim, Pflegeplätze,

Entzugsleistung Kanal: 120 kw CO² - Reduzierung gesamt: > 54 % Spezifische Kosten: 9,30 /m 2 und Jahr (im ETW-Bereich

15 TERROT-AREAL Stuttgart-Bad Cannstatt Einheiten m² - Kindertagesstätte, Seniorenheim, Pflegeplätze, Gewerbeflächen, Eigentums- und Mietwohnungen Wärmepumpe und BHKW 45% des Gesamtwärmebedarfs aus dem Abwasser Entzugsleistung Kanal: 120 kw CO² - Reduzierung gesamt: > 54 % Spezifische Kosten: 9,30 /m 2 und Jahr (im ETW-Bereich -53 Objekte) > Im Vergleich zum Heizspiegel 2014 niedrig! (gleiches Ergebnis auch im Vorjahr) Quelle: Siedlungswerk / Immotherm 15

16 Anlage Konstanz 2012 Entzugsleistung Kanal: 240kW th. Wärmepumpen: 300 kw th. / 75kW el. BHKW: 50kW el. / 100kW th. Gasspitzenkessel: 900 kw Geschossfläche: m² 16

17 Energiekonzept Konstanz Quelle: STW Konstanz 17

Wirtschaftlichkeit am Beispiel Europaviertel Frankfurt Hochhaus 32.

18 Wirtschaftlichkeit am Beispiel Europaviertel Frankfurt Hochhaus m² Wohn- und Gewerbefläche Länge Abwasser-Wärmetauscher 171 m² Fläche Abwasser-Wärmetauscher 115 m² Abwasser WT - Entzugsleistungen Spezifisch Gesamt Heizfall 2,5 kw/m² 409,0 kw Kühlfall 2,7 kw/m² 442,0 kw Dimensionierung d. Wärmepumpe COP Leistung Heizfall ca. 4,5 ca. 527 kw Kühlfall ca. 5,5 ca. 372 kw 18

19 Wirtschaftlichkeit am Beispiel Europaviertel Frankfurt Jahreskostenvergleich nach VDI 2067 Blatt 1 Konventionelle s System Geothermisches System Luft-Wasser Wärmepumpe Abwasser Wärmepumpe Gesamtkosten in 20 Jahren , , , ,96 Investitionskosten Amortisationszeitraum bei linearer Abschreibung Kapitalgebundene Kosten Bedarfs/- Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten - 9,03 Jahre 3,56 Jahre 3,91 Jahre Sonstige Kosten Einzahlungen Gesamtkosten pro Jahr

20 Zukunft - Der Abwasserkanal als Wärmenetz Industrie leitet Abwärme in das Abwassernetz ein 20

21 Theoretisches Potenzial für die Nutzung von Abwasserwärme in Deutschland Abwasserwärme * Quelle: Studie IER Universität Stuttgart

22 Bewertung des Potenzials für Deutschland Ohne zusätzliche Einspeisung von Abwärme können 8,9 % des deutschen Energiebedarfs für Raumwärme und Warmwasser durch Abwasserwärme gedeckt werden. CO 2 -Einsparungen: 6,1 % der Emissionen privater Haushalte Durch die Einspeisung von Abwärme ließe sich das Potenzial für die Wärmeversorgung aus Abwasser etwa um den Faktor 3 auf 28,0 % steigern. CO 2 -Einsparungen: 19,5 % der Emissionen privater Haushalte Es ist genügend Abwärme aus Kraftwerken und Industrieprozessen vorhanden, um das Potenzial zu decken. Quelle: Studie IER Universität Stuttgart

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