Wärmenutzung aus Abwasser

Thomas Müller, Siedlungsentwässerung Bauing. FH/STV Seit 1. August 2006 Wohnort: Pfyn Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Aktualität: Wärmenutzung aus Abwasser Gesteigerte Nachfrage nach alternativen Energien CO2 – Abgabe ab 2008 (Heizöl 3 Rp./Liter, Erdgas 2 Rp./Liter) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Potenzial von Abwasserwärmenutzungen Aus einem Kubikmeter Abwasser kann durch Abkühlung um 1ºC pro Stunde 1,16 kW Wärme gewonnen werden Mit einer Wärmepumpe kann daraus eine Leistung von 1,55 kW erzeugt werden (Fremdenergie ca. 25%) über 5% unseres Heizbedarfs könnte aus Abwasser gewonnen werden, ca. 400‘000 Wohnungen 1°C Wärmentnahme der Stadt Zürich ergäbe eine Leistung von 10 MW, genügt für ca. 1‘000 EFH (EAWAG) In der Schweiz laufen ca. 40 Anlagen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Standorte der Wärmeentnahmen Variante Fredi Lier, zur Erwärmung im BB Im Bereich privater Kanalisationen In öffentlichen Kanälen, Gemeinde oder AV, (Begrenzung infolge Reinigungsleistung ARA) Im Ablauf der ARA (Einleitbedingungen Gewässer) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Funktionsweise Wärmenutzung im ARA-Zulauf Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Thomas Müller, Siedlungsentwässerung Wärmetauscher Einbau mit Kanalerstellung Einbau in best. Anlagen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Auswirkungen auf die ARA (Wärmenutzung im Zulauf) Einfluss der Abwassertemperatur: Von der Vielzahl der Prozesse in der ARA am stärksten temperaturabhängig ist die Nitrifikation: Umwandlung von Ammonium in Nitrat je tiefer Temp., desto tiefer die Wachstumsrate der Nitrifikanten Einleitbedingung für Ammonium in den Vorfluter: Konzentration im Ablauf < 2 mg/L Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Thomas Müller, Siedlungsentwässerung Auswirkungen auf die ARA Summenhäufigkeit von Ammonium im Ablauf (Quelle EAWAG): Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Erfahrung Wärmeentnahme im Zulauf der ARA Die Wärmeentnahme ist unproblematisch, solange • die Zulauftemperatur in den Wintermonaten ≥ 10 ºC • die Abkühlung im Zulauf < 0,5 ºC Können diese Bedingungen nicht eingehalten werden, ist eine detaillierte Untersuchung des Einflusses der Wärmeentnahme auf den Kläranlagenbetrieb erforderlich. Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Wärmeentnahme im ARA - Ablauf grosse und ‚konstante‘ Wassermenge grosse nutzbare Temperaturdifferenz Anlage weniger anfällig auf Verschmutzung 3°C Minimale Einleit- Temperatur 3°C Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Thomas Müller, Siedlungsentwässerung Standpunkt AfU Nutzung aus dem ARA – Ablauf ist sinnvoll Eher zurückhaltend bei Nutzung im ARA – Zulauf, Ausserbetriebnahme bei Temperaturen < 10°C Projekte müssen die Auswirkungen auf die Abwassertemp. aufzeigen Auf die Hydraulik resp. den Unterhalt dürfen die Wärmetauscher keine nachteiligen Auswirkungen haben Auch für die Wärmeentnahme besteht eine gewässerschutzrechtliche Bewilligungspflicht (Amt für Umwelt) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Temperaturen im ARA – Zulauf (Thurgauer ARA) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Überlegung zur Rentabilität Bei Anlagen ab 5‘000 EW prüfenswert Abfluss -Tagesmittel bei Trockenwetter ≥ 15 l/s = 55 m3/h Kanalisationsrohr – Durchmesser ≥ 800 mm CO2 Abgabe ab 2008 (Heizöl 3 Rp./Liter, Erdgas 2 Rp.Liter) Kosten aus der Praxis für eine 45 KW monovalente Anlage (Mehrpreis für Wärmetauscher zu normalen Rohr): ca. Fr. 4‘500 / KW ca. Fr. 4‘500 / m Monovalente Anlage muss auf eine sehr tiefe Abwassertemp. ausgelegt werden, da keine Spitzenabdeckung vorhanden (bivalent) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Monovalent – Bivalente Anlagen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Thomas Müller, Siedlungsentwässerung Ausblick Längerfristig werden vermehrt Anfragen erfolgen Einfaches Energiekonzept ‚Wärmenutzung aus Abwasser‘: Mögliche Kanäle bestimmen, welche genug Wasser führen Bestimmung der maximal nutzbaren Energie im Zulauf, damit die Reinigungsleistung der ARA die Anforderungen erfüllt (individuell) Maximal nutzbare Energie im ARA - Ablauf in Berücksichtigung der Nutzung im Zulauf und der Einleitbedingungen Bei konkreten Projekten: ausarbeiten von Verträgen, Musterverträge bestehen bereits Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Verteilnetz ab Wärmetauscher Wassertemp. bis ca. 17°C Dezentrale WP Flexible Temp. Kleine Wärme-verluste Einfache Erweiterung Günstige Leitungen Wassertemp. 65 - 85°C Zentrale WP Spezifischen Kosten kleiner günstigere Wartung Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

Vertriebsmöglichkeiten Private, Betrieb einer eigenen Anlage auf Privatareal Gemeinden / Abwasserverbände Eigenbedarf (Heizung öff. Gebäude, Schlammtrocknung ARA) Versorgung von Dritten Contracting Erstellung, Betrieb, Unterhalt und Vertrieb durch ein spezialisiertes Unternehmen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung