Wenn der Abfluss die Wohnung heizt

11. Januar 2024

Ob beim Recycling von Aluminiumabfällen, in Rechenzentren oder bei der Erhitzung von Milch in der Molkerei: Überall entsteht Wärme, die bislang zumeist ungenutzt verloren geht. Dabei ließen sich laut Berechnungen des Fraunhofer-Instituts allein mit der Abwärme energieintensiver Industrien in Deutschland zwischen einer halben und zwei Millionen Haushalte heizen. Wir stellen fünf interessante Ansätze für die Abwärmenutzung vor.

Energie aus dem Abwasserkanal

Nichts macht frischer als der morgendliche Sprung unter die Dusche, nichts entspannter, als am Abend in die Badewanne abzutauchen. Doch nachdem das warme Wasser über oder um unsere Körper geschwappt ist, wird es einfach durch den Abfluss in den Kanal gespült. Dabei steckt im Abwasser viel Energie: Im Winter kommt es im Schnitt auf zwölf bis 15 Grad Celsius, im Sommer sind es 17 bis 20 Grad. Eine regenerative Wärmequelle, die sich ganzjährig nutzen ließe, um Gebäude in der kalten Jahreszeit zu heizen und sie in der heißen zu kühlen. Wie das gehen kann, demonstriert eine Wohnanlage in Bamberg. Die neuen Wohnungen, die auf dem Gelände einer ehemaligen Kaserne entstehen, beziehen ihre Heizenergie auch aus dem eigenen Abwasser. Dazu wurden im Abwasserkanal sogenannte Wärmetauschmatten verlegt. In den Edelstahlmatten zirkuliert ein Sole-Wasser-Gemisch, das die Wärme des Abwassers aufnehmen kann. Diese Wärme wird dann an die Wärmepumpen der Wohnungen geleitet, wo sie überwiegend mit Solarstrom vom Dach auf eine höhere Temperatur gehoben wird: 60 Grad heißes Wasser für Dusche, Badewanne und Küche und 30 Grad heißes Wasser für die Fußbodenheizung. Die Stadtwerke Bamberg produzieren so nach eigenen Angaben jährlich rund 2.300 Megawattstunden Wärme und sparen damit umgerechnet 230.000 Liter Heizöl ein. Das ist mehr als genug, um ein durchschnittliches Einfamilienhaus in Deutschland über 100 Jahre mit Wärme und Warmwasser zu versorgen.

In Berlin werden bereits Schulen, Bürogebäude, ein Schwimmbad, ein Baumarkt und ein schwedisches Möbelhaus anteilig mit Abwärme aus dem Kanal beheizt. Nun kommt auch das Haus der Statistik am Alexanderplatz hinzu. Hier soll die Energie aus dem Dusch- und Spülwasser mithilfe von Großwärmepumpen ein etwa 110.000 Quadratmeter großes Areal versorgen. Der Strom dazu kommt wie in Bamberg auch aus Solaranlagen auf dem Dach. Auf diese Weise sollen sich im Vergleich zur Erdgasbeheizung rund 720 Tonnen CO₂ pro Jahr einsparen lassen. Nach Berechnungen der Berliner Wasserbetriebe könnte die Energie aus dem Kanal bis zu fünf Prozent des Wärmebedarfs der Hauptstadt decken. Das klingt vielleicht erst einmal übersichtlich, entspricht aber über 99.000 Haushalten – würde also genügen, um fast alle Menschen in Mainz mit Wärmeenergie zu versorgen.

Abwärme aus Grubenwasser

Der Steinkohlebergbau ist in Deutschland seit Dezember 2018 Geschichte. Das Regenwasser, das in die aufgegebenen Schächte läuft, muss aber nach wie vor abgepumpt werden. Bislang wurde das Grubenwasser der Zeche Camphausen im saarländischen Quierschied einfach in einen nahe gelegenen Fluss gepumpt. Künftig soll es die Stadt Sulzbach mit klimafreundlicher Wärme aus der Grube versorgen. Dazu wird das 36 Grad warme Grubenwasser mit einer Großwärmepumpe auf 90 Grad Betriebstemperatur gebracht und ins Fernwärmenetz eingespeist. Ab 2025 soll es so 750 Haushalte mit Wärme und Warmwasser versorgen und Jahr für Jahr rund 6.300 Tonnen CO₂-Emissionen einsparen. Das entspricht laut dem Energieunternehmen Steag der Menge, die ein Mittelklassewagen auf 44,5 Millionen Kilometern ausstoßen würde.

Wärmequelle Tiefgarage

(Ab-)Wärme aus dem Untergrund wartet aber noch an ungewöhnlicherer Stelle: Forschende der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben herausgefunden, dass Tiefgaragen in Städten durch die Abwärme der abgestellten Autos das Grundwasser erhitzen. Das Problem dabei: Durch die erhöhten Temperaturen könnte sich die Artzusammensetzung der Mikroorganismen verändern – also die Qualität des Grundwassers sinken, aus dem wir das Gros unseres Trinkwassers zapfen. Doch die Forschenden haben gleich auch eine mögliche Lösung parat: Das warm gewordene Grundwasser ließe sich demnach als geothermische Wärmequelle nach oben pumpen und in Kombination mit Wärmepumpen zum Heizen nutzen. Abgekühlt ginge es dann wieder zurück in den Untergrund. Eine Win-win-Situation für Wasserqualität und klimafreundliche Wärmeversorgung. In Berlin geben die Tiefgaragen den Berechnungen der Forschenden zufolge so viel Energie ins Grundwasser ab, dass sich damit 14.500 Haushalte beheizen ließen.

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Die in Tiefgaragen abgestellten Autos erzeugen Abwärme, die das Grundwasser erhitzt. Mit dieser Energie könnten in Berlin 14.500 Haushalte beheizt werden.

Milch macht die Wohnung mollig

Eine Milliarde Kilogramm Rohmilch verarbeitet die DMK Group jährlich in ihrer Molkerei im niedersächsischen Edewecht zu Käse, Butter und Molkepulver. Eine energieintensive Angelegenheit. Die Milch wird dabei erhitzt und sofort wieder heruntergekühlt. Als Wärmequelle nutzte die Molkerei Heißdampf aus einem eigenen Kraftwerk. Mittlerweile hat die größte Molkereigenossenschaft Deutschlands von Dampf auf Warmwasser umgestellt. In Kombination mit einer intelligenten Abwärmenutzung spart DMK nach eigenen Angaben pro Jahr 24 Gigawattstunden Erdgas und 6.000 Tonnen CO₂ ein. Auch das Unternehmen Schwarzwaldmilch will die Abwärme seiner Molkerei in Freiburg künftig nicht länger ungenutzt lassen. Nach Fertigstellung einer neuen Heizzentrale wird die Abwärme aus der Produktion die Stadtteile Haslach und Vauban mit klimafreundlicher Wärme versorgen und dadurch jährlich 5.000 Tonnen CO₂ vermeiden.

Wärme auf Rädern

Abwärmenutzung via Fernwärmeleitung lohnt sich vor allem in dicht besiedelten Gebieten und wenn die Abwärmequelle nicht allzu weit von den Abnehmenden entfernt ist. In ländlichen Regionen ist eine solche Konstellation die Seltenheit. Das bayrische Unternehmen Swilar Eetec bringt die Abwärme von Biogasanlagen oder Müllverbrennungsanlagen daher über die Straße zu den Abnehmerinnen und Abnehmern: Am Lechtalbad im oberbayrischen Kaufering fährt die Wärme für den Schwimmbadbetrieb bereits seit 2019 im Lkw vor. Sie steckt in einem sieben Meter langen Container, der mit einer speziellen Salzlösung gefüllt ist. Diese Lösung wird zuvor mit der Abwärme einer Biogasanlage im zehn Kilometer entfernten Weil aufgeladen. Wie bei einem Taschenhandwärmer im XXXL-Format geht die Salzlösung am Einsatzort in einen Feststoff über und gibt die Wärme langsam frei, die dann über einen Wärmetauscher das Schwimmbad beheizt. So wird die vormalige Gasheizung größtenteils ersetzt, was 300 Tonnen CO₂ pro Jahr einsparen soll.

Für ein Einfamilienhaus ist das System nicht ausgelegt, sondern eher für Gebäude und Quartiere mit großem Energiebedarf. Entsprechend werden über die Wärmecontainer bereits ein weiteres Schwimmbad, ein Seniorenheim und ein Wohngebiet mit Abwärme aus Biogasanlagen versorgt. Ein Schulkomplex bei Hannover und ein Schwimmbad in der Schweiz beziehen ihre Containerwärme aus der Abwärme von Müllverbrennungsanlagen. Besonders wirtschaftlich sei die mobile Abwärme in einem Entfernungsbereich von zwei bis 15 Kilometern zur Wärmequelle, so Swilar Eetech. Also überall dort, wo ein Nahwärmenetz nicht mehr effizient und der Transport via Lkw noch nicht zu kostspielig ist.