8 2 · 2016 TR ANSFORMING CITIES PRAXIS + PROJEKTE Ressourcen · Infrastruktur · Energie Das erste Gebäude mit 52 Wohneinheiten ging im September 2015 an das Versorgungsnetz der zentralen Wärmequelle aus dem Abwasserkanal. Eine Wärmepumpe erzeugt die erforderliche Heiztemperatur aus der kontinuierlich gelieferten Wärme des Kanals. Insofern gibt es Ähnlichkeit mit der Nutzung von Erdwärme, allerdings ist die Abwasserwärmenutzung etwa 25 % effektiver durch eine höhere durchschnittliche Jahrestemperatur und die längere Verfügbarkeit. Drei weitere Gebäude folgten in der Zeit von Dezember 2015 bis Januar 2016. Nach Abschluss der gesamten Baumaßnahme, voraussichtlich Ende 2018, werden ungefähr 20 000 m² Wohnfläche auf diese Umwelt schonende Art mit Wärme versorgt - durch Recycling einer bereits vorhandenen Energie. Sie fließt Tag und Nacht am Standort der neuen Siedlung vorbei. Oldenburgs durchflussstärkster Mischwasserkanal mit 1,5 m Durchmesser ist die Voraussetzung dafür. Alter Stadthafen Oldenburg Wärmerückgewinnung aus dem Abwasserkanal Abwasser, Wärmerückgewinnung, Heizung, Warmwasserbereitung Barbara Rockstroh Die Abwärme aus der Kanalisation kann mit Wärmeübertragern und Wärmepumpen ohne weiteres für die Versorgung der Heizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden nutzbar gemacht werden. Wie immer wächst die Wirtschaftlichkeit mit der Anlagendimension. Deshalb schaut die Branche derzeit auf das bundesweit größte Projekt dieser Art, das neue Wohnviertel am Alten Stadthafen in Oldenburg. Er bietet ganzjährig im Mittel 12 °C Abwassertemperatur. Der Trockenwetterabfluss liegt bei 300-400 l/ s. Bei Regenereignissen können auch bis 1400 l/ s fließen. Abschnittsweise Im ersten Bauabschnitt wurden 86 m Wärmeübertrager auf die Kanalsohle montiert. Damit lassen sich 100 Wohneinheiten bzw. 7500 m² Wohnfläche versorgen. Die Wärme aus dem Abwasserkanal wird über ein Rohrnetz unter den Straßen an zwölf Wär- Bild 1: Bebauung Alter Stadthafen Oldenburg, Realisierung 2015 - 2018. Bis zu 20 000 m² Wohnfläche werden mit Abwasserwärme beheizt. © Kubus Immobilien 9 2 · 2016 TR ANSFORMING CITIES PRAXIS + PROJEKTE Ressourcen · Infrastruktur · Energie mepumpen in den acht angeschlossenen Gebäuden verteilt. Ihnen stehen 293 kW Eingangswärme zur Verfügung. Bei angenommenen 2000 Betriebsstunden im Jahr werden dem Kanal so 586 MWh entzogen. Die Investitionskosten zum Gewinnen und Verteilen der Wärme im ersten Bauabschnitt betragen rund 275 000 Euro. Die Fertigstellung ist für Ende 2017 geplant. Jedes Gebäude hat seine eigene Heizzentrale mit einer Wärmepumpe. Bei den größeren Einheiten werden zwei Wärmepumpen gekoppelt mit einem BHKW. Das BHKW übernimmt dabei die Warmwasser-Bereitung, der höheren Temperatur wegen. Die Wärmepumpen sorgen für die Raumwärme der Flächenheizungen. Bei Wartungsarbeiten springt eine Gastherme ein und hält die Grundversorgung aufrecht. Die Jahresarbeitszahlen ( JAZ) sind bei diesen Systemen unterschiedlich. Wärmepumpen, die nur für die Raumwärme genutzt werden, sollen eine JAZ von 5,0 oder mehr erreichen können. Das würde bedeuten, dass sie mit einem Teil elektrischer Energie mindestens fünf Teile thermische Energie erzeugen. Die Größe des zweiten Bauabschnittes kann sich noch ändern, da die Planungen und Verhandlungen für die Gebäude nicht abgeschlossen sind. Hier ist eine weitere Wärmeübertrager-Strecke im nächsten Kanalabschnitt vorgesehen, ausreichend für zusätzliche 350 - 400 Wohneinheiten bzw. maximal 19 000 m² Wohnfläche. Doch damit nicht genug. Oldenburg plant bereits das nächste Bauvorhaben, das „Wechloyer Tor“ mit 100 Wohneinheiten an der Ammerländer Heerstraße. Laut Fachdienst Umweltmanagement der Stadt Oldenburg werden Messungen im Kanalnetz durchgeführt, um weitere Objekte entwickeln zu können. Nach Aussage der Stadtbaurätin Gabriele Nießen sind Vorzeigeprojekte dieser Art wichtig, damit die Energiewende in Oldenburg weiter an Fahrt gewinnt. Gemeinsam Im Jahr 2010 begann die Zusammenarbeit des Fachdienstes Umweltmanagement der Stadt Oldenburg mit dem Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverband (OOWV) und dem Institut für Rohrleitungsbau (iro) der Jadehochschule als strategische Partnerschaft, initiiert durch die Stadtverwaltung. Abwasserpotentiale in der Stadt zu eruieren und Projekte konkret umzusetzen sind die Ziele. Beim Wohnquartier Alter Stadthafen ist der Auftraggeber für die Abwasserwärmenutzung die Projektentwicklungsgesellschaft Kubus Immobilien GmbH. Sowohl deren Geschäftsführer Dirk Onnen als auch Gerd Dinklage, Geschäftsführer der HLS-Planungsgesellschaft Energie-Haus-Halt mbH, sind sehr zufrieden mit der Allianz der Beteiligten. „Für ein Pilotprojekt dieser Art ist die konstruktive Zusammenarbeit unabdingbar. Wir freuen uns, dass unsere Projektpartner von der Stadt Oldenburg, vom OOWV als Kanalnetzbe- Alter Stadthafen Kanal-Wärme-Nutzung 1 + 2. BA Wärmetauscher 1. BA (A-B) Hauptverteiler Verteilltg. DN 125 Verteilltg. DN 100. A B C Verteilltg. DN 80. Verteilltg. DN 65. Kontrollschacht Verteilltg. DN 140 Wärmetauscher 2. BA (B-C) Stand: 26.05.2015 treiber und vom wissenschaftlichen Institut iro die technischen Möglichkeiten und Erfordernisse geklärt und unterstützt haben“, meint Dinklage und fügt hinzu: „Neben der Wirtschaftlichkeit ist uns der sinnvolle Beitrag zur Energiewende ein besonderes Anliegen.“ Betreiber des Wärmeübertragers im Kanal sowie der „Verteilleitungen“ in öffentlichen und privaten Grundstücken ist die SAT-ON GmbH. Betriebswirtschaftlich Es ist kein Geheimnis, dass die hier notwendigen Wärmepumpen auch elektrischen Strom benötigen und die Wirtschaftlichkeit vom Verhältnis dieser investierten elektrischen Energie zur gewonnenen thermischen Energie abhängt. „Um ein ökonomisch und ökologisch gutes Konzept Bild 3: Der Alte Stadthafen in Oldenburg, ein neues Siedlungsprojekt mit ca. 20 000 m² Wohnfläche nach Abschluss voraussichtlich Ende 2018. Die Wärmeversorgung kommt aus dem Abwasserkanal. © Uhrig Kanaltechnik Bild 2: Wohnquartier Alter Stadthafen Oldenburg, Lageplan 1. und 2. Bauabschnitt mit dem System zum Gewinnen und Verteilen der Abwasserwärme. © Energie-Haus- Halt 10 2 · 2016 TR ANSFORMING CITIES PRAXIS + PROJEKTE Ressourcen · Infrastruktur · Energie mit relativ wenig Strombedarf zu realisieren, müssen mehrere Parameter stimmen“, erläutert der HLS-Fachingenieur und Energieberater Volker Schwarting. „Je höher die Wärmemenge aus dem Kanal, je niedriger die Energieverluste auf dem Weg zur Wärmepumpe und je effektiver die Betriebsweise der Heizzentrale, desto preiswerter und umweltschonender ist diese Technik.“ In der derzeitigen Heizperiode wird im Interesse des Bauherrn festgestellt, ob die errechneten Jahresarbeitszahlen in der Realität erreicht werden können. Volkswirtschaftlich Nicht vergessen werden soll der Beitrag der Abwärmenutzung zum Klimaschutz. Abwasser ist eine ganzjährig zuverlässige, lokal vorhandene Energiequelle mit einem konstanten Temperaturniveau. Abwasserkanäle, als emissionsarme Energiequellen bislang weitgehend ungenutzt, bergen ein ständig an zahlreichen Standorten verfügbares Potential. Entsprechende Rahmenbedingungen vorausgesetzt, sind Anlagen zur Abwasserwärmenutzung im Vergleich zu fossilen Heizanlagen schon heute betriebswirtschaftlich wettbewerbsfähig. Bei richtiger Planung und Ausführung entstehen weder für das Entwässerungssystem noch für die Abwasserreinigung Nachteile. Politiker des Bundes und der Länder betonen den volkswirtschaftlichen Vorteil der regenerativen Energie. Für die Wärme aus Abwasser gilt sinngemäß dasselbe: Weniger Kapital für Energieimporte fließt aus der Region ab, sichere neue Arbeitsplätze entstehen, zusätzliche Steuereinnahmen stärken die Kommunen. Bild 4: Abwärme aus Abwasser wird hier durch Wärmeübertrager auf der Kanalsohle gewonnen. Elemente von 1 m Länge werden zu einem System verbunden. Entzugsleistung 2,03 kW/ m² am unteren Auslegungspunkt. © Uhrig Kanaltechnik Bild 5 bis 7: Nachträglicher Einbau des Wärmeübertragersystems, Fabrikat Therm-Liner Bauform B. Elemente von 1 m Länge werden durch die Firma Werner Vollert im Kanal zu einem System verbunden. © Stadt Oldenburg 11 2 · 2016 TR ANSFORMING CITIES PRAXIS + PROJEKTE Ressourcen · Infrastruktur · Energie Abwasserwärmenutzung Vorhaben zum Merkblatt DWA-M 114 Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) wird das Merkblatt DWA-M 114 „Wärme- und Lageenergie aus Abwasser“ bis Mitte 2016 überarbeiten und in „Abwasserwärmenutzung“ umbenennen. Das Merkblatt, das sich mit Planung, Bau und Unterhalt von Anlagen zur Abwasserwärmenutzung befasst, wird in folgenden Punkten ergänzt bzw. aktualisiert:  Aufnahme neuer Grundlagen zur Berechnung der freien Wärmekapazitäten von Kläranlagen in Form eines Kontingentes, welches auf der Basis der Ammoniumelimination als temperaturabhängiger Reinigungswert errechnet wird. Bagatellgrenzen für die Entnahme von Wärme aus Abwasser werden präzisiert.  Aufnahme der neuesten Entwicklungen bei Wärmetauschern.  Integration neuer Forschungsergebnisse und aktueller Studien zur Abwasserwärmenutzung.  Darlegen der rechtlichen Schnittstellen im Bereich der Liegenschaftsentwässerung bzw. zwischen der Grundstückentwässerung und der öffentlichen Kanalisation.  Integration des Themas Leistungsmessung und Garantieüberwachung.  Streichen des Abschnitts „Lageenergie“ (Stromgewinnung durch Abwasserturbinierung), da diese Technik in Deutschland bisher kaum angewendet wird. Quelle: DWA Pressemitteilung 25/ 2014 Projektdaten  Adresse: Alter Stadthafen, Oldenburg  Auftraggeber: Kubus Projektentwicklungsgesellschaft, Oldenburg  Kanalnetzbetreiber: Oldenburgisch-Ostfriesischer Wasserverband (OOWV), Oldenburg  HLS-Planer: Energie-Haus-Halt GmbH, Volker Schwarting, Oldenburg  Wissenschaftliche Begleitung: Institut für Rohrleitungsbau (iro), Oldenburg Wärmeübertrager im Kanal  Betreiber: SAT-ON GmbH, Oldenburg  Ausführung: Werner Vollert, Büdelsdorf  Fabrikat: Therm-Liner Bauform B  Hersteller: Uhrig Kanaltechnik, Geisingen  Leistung: 2,03 kW/ m² am unteren Auslegungspunkt 1. Bauabschnitt  Installierte Heizleistung: 293 kW  Mögliche Kühlleistung: 124 kW  Länge / Fläche Wärmeübertragerstrecke: 86 m / 144 m²  Inbetriebnahme 1. Gebäude: September 2015  Nutzer: 8 Gebäude mit 12 Wärmepumpen  Wohneinheiten / Wohnfläche: 100 / 7500 m² Bild 8: Die 86 m lange Wärmeübertragerstrecke im Mischwasserkanal mit 1,5 m Durchmesser liefert die Wärme für den 1. Bauabschnitt des neuen Wohnquartiers Alter Stadthafen. © Uhrig Kanaltechnik Bild 10: Revisionsschacht mit Vor- und Rücklauf des Wärmeübertrager- Systems zwischen Kanal und Wärmepumpen. © Dommel Barbara Rockstroh Sachverständigen- und Fachpressebüro König Kontakt: mail@klauswkoenig.com AUTORIN Bild 9: Wird im Sommer Kühlleistung benötigt, dann wird aus der Wärmepumpe eine Kältemaschine und aus dem Abwasser eine „Kältequelle“. © Uhrig Kanaltechnik