Wie kann eine Kommune Abwasserwärme nutzen?
Eine Kommune kann Abwasserwärme an drei Stellen nutzen: im Gebäude, im öffentlichen Kanal über Wärmetauscher und am Ablauf der Kläranlage. Eine Wärmepumpe hebt die Temperatur des Abwassers auf Heizniveau. Voraussetzung sind genug Abwasser bei Trockenwetter, ein geeigneter Kanal und Wärmeabnehmer in der Nähe, etwa Schulen, Verwaltungsgebäude oder ein Wärmenetz.
Wer Abwasserwärme nutzen will, findet sie direkt vor der Tür: Unter jeder Stadt fließt ganzjährig warmes Wasser. Nach VKU und DWA hat Abwasser im Winter meist 10 bis 15 °C, mehr als Außenluft oder oberflächennahes Erdreich. Das macht es zu einer effizienten Wärmequelle für Wärmepumpen. Das Potenzial schätzen die Verbände auf 5 bis 10 % des Wärmebedarfs von Gebäuden in Deutschland.
Für Kommunen ist das Thema doppelt relevant. Sie sind meist selbst Träger der Abwasserbeseitigung und damit Herr über Kanal und Kläranlage. Und sie müssen in der Wärmeplanung die Abwasserwärme als Potenzial untersuchen. Diese Seite erklärt Technik, Voraussetzungen und Betreibermodelle. Energie auf der Kläranlage selbst (Klärgas, Belüftung) behandelt unsere Seite Contracting für Kläranlagen.
- 5–10 %des Wärmebedarfs von Gebäuden in Deutschland könnte Abwasser deckenQuelle: VKU/DWA, 08/2024
- 0,5 Kmaximale Abkühlung im Zulauf der Kläranlage ohne EinzelfallprüfungQuelle: VKU/DWA, 08/2024
- ≈ 20 %Anteil der Kläranlagen am Stromverbrauch aller kommunalen EinrichtungenQuelle: Umweltbundesamt
Abwasserwärmenutzung: drei Orte, ein Prinzip
Das Prinzip ist immer gleich: Ein Wärmetauscher entzieht dem Abwasser Wärme, eine Wärmepumpe hebt sie auf die Temperatur, die Heizung oder Wärmenetz brauchen. Im Sommer kann die Anlage umgekehrt auch kühlen. Unterschiede gibt es beim Ort der Entnahme.
| Ort | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Im Gebäude (z. B. Bad, Klinik) | Hohe Temperatur, sehr kurzer Weg, unabhängig vom öffentlichen Netz | Geringe Menge, starke Schwankungen über den Tag |
| Im öffentlichen Kanal | Größere Mengen, kurze bis mittlere Wege zu Abnehmern | Abstimmung mit dem Kanalnetzbetreiber, Wartung der Einbauten, Einfluss auf die Kläranlage prüfen |
| Am Ablauf der Kläranlage | Größtes Wärmeangebot, gereinigtes Wasser, kein Einfluss auf die Reinigung | Oft keine Abnehmer in der Nähe, lange Transportleitung |
Nach VKU/DWA-Information „Abwasserwärme effizient nutzen“, 08/2024.
Abwasserwärmetauscher im Kanal: Voraussetzungen
Wärmetauscher lassen sich nachträglich auf der Kanalsohle einbauen, werkseitig in neue Kanalrohre integrieren, außen im Erdreich anordnen oder im Bypass betreiben. Am günstigsten ist der Einbau, wenn der Kanal ohnehin erneuert wird. VKU und DWA empfehlen, bei jeder Kanalsanierung zu prüfen, ob Wärmeabnehmer in der Nähe liegen.
Die technischen Regeln stehen im Merkblatt DWA-M 114 „Abwasserwärmenutzung“. Die wichtigsten Prüfpunkte fasst die VKU/DWA-Information zusammen.
- Ausreichende Abwassermenge bei Trockenwetter, damit die gewünschte Wärme entzogen werden kann
- Kanalquerschnitt, Schacht und Gefälle müssen den Einbau zulassen, ohne den Abfluss bei Starkregen zu gefährden
- Hydraulischer Nachweis und Anzeige bei der Aufsichtsbehörde beim nachträglichen Einbau
- Abkühlung im Zulauf der Kläranlage höchstens 0,5 K, sonst Einzelfallprüfung der Reinigungsleistung
- Wärmeabnehmer in der Nähe, mit möglichst ganzjährigem Bedarf
Kläranlage und Wärmepumpe: das größte Potenzial
Am Ablauf der Kläranlage fließt das Abwasser des gesamten Einzugsgebiets, gereinigt und mit geringeren Temperaturschwankungen als im Kanal. Nach VKU/DWA lassen sich dort 5 bis 7 K entziehen, ohne die Reinigung zu beeinträchtigen. Grenzen setzt höchstens der Gewässerschutz, wenn der Ablauf einen großen Teil des Gewässers ausmacht.
Der Engpass ist fast immer der Abnehmer. Kläranlagen liegen meist am Ortsrand. Wirtschaftlich wird es mit großen Abnehmern oder einem Anschluss an ein Wärmenetz. Als Faustformel nennt die VKU/DWA-Information bei gut zugänglichem Gelände 1 km Leitung je 1 MW Wärmeabnahme. Eine Wärmepumpe, die auf etwa 35 % der Heizleistung ausgelegt ist, deckt danach in der Regel rund 70 % des Jahreswärmebedarfs.
Abwasserwärme-Potenzial im kommunalen Wärmeplan
Das Wärmeplanungsgesetz zählt Abwasserwärme zu den erneuerbaren Energien. Abwassernetz- und Kläranlagenbetreiber müssen der planenden Stelle auf Verlangen Daten liefern: zu Kläranlagen mindestens die Kapazität in Einwohnergleichwerten, zu Kanälen ab einer Nennweite von DN 800 Lage, Nennweite, Baujahr und Trockenwetterabfluss.
Eine Pflicht, Abwasserwärme tatsächlich zu nutzen, folgt aus der Wärmeplanung nicht. Einen Anspruch Dritter auf Nutzung der Kanäle gibt es derzeit ebenfalls nicht. Die Entscheidung liegt bei der Kommune. Viele Netzbetreiber stellen einen Abwasserwärmeatlas bereit, der die Entzugsleistung je Kanalabschnitt zeigt. Mehr zum Planungsablauf unter Wärmeplanung für kleine Kommunen.
Betreibermodelle: Wer baut und betreibt die Anlage?
VKU und DWA unterscheiden drei Wege. Erstens die Gestattung: Der Abwasserbetrieb stellt seine Infrastruktur zur Verfügung, ein Dritter baut und betreibt die Wärmeanlage. Zweitens die Wärmeabgabe: Der Abwasserbetrieb erzeugt selbst Wärme und gibt sie an einen Netzbetreiber ab. Drittens die direkte Objektversorgung, bei der er Gebäude unmittelbar beliefert.
Für viele Kommunen ist die Gestattung der einfachste Weg. Sie gilt nach VKU/DWA in der Regel noch als Nebentätigkeit der Abwasserbeseitigung. Wärmeabgabe und Objektversorgung sind eigenständige wirtschaftliche Tätigkeiten und müssen sich am Gemeindewirtschaftsrecht messen lassen. Auch steuerliche Fragen sollten früh mit dem Finanzamt geklärt werden. Diese Hinweise ersetzen keine rechtliche Prüfung.
Im Contracting übernimmt ein Contractor auf Grundlage eines Gestattungsvertrags Planung, Bau und Betrieb von Wärmetauscher, Wärmepumpe und Leitung. Er liefert die Wärme an Schulen, Verwaltung oder ein Quartier. Die Kommune investiert nicht aus dem Haushalt, der Abwasserbetrieb bleibt für Kanal und Reinigung zuständig. Die Förderung kann der Contractor selbst beantragen, für Netze etwa über die BEW-Förderung.
Häufige Fragen
Wie warm ist Abwasser?
Im Winter meist 10 bis 15 °C, also wärmer als Außenluft oder oberflächennahes Erdreich in dieser Zeit. Das macht Wärmepumpen mit Abwasser als Quelle effizient. Im Gebäude selbst ist das Abwasser oft noch wärmer.
Ab welcher Kanalgröße lohnt sich Abwasserwärme?
Eine feste Grenze gibt es nicht. Die Wärmeplanung erfasst Kanäle ab DN 800, weil dort oft genug Abwasser fließt. Entscheidend sind der Trockenwetterabfluss, die Einbaumöglichkeit und Abnehmer in der Nähe. Details regelt das Merkblatt DWA-M 114.
Schadet der Wärmeentzug der Kläranlage?
Nicht, solange die Abkühlung im Zulauf gering bleibt. Nach VKU/DWA gilt 0,5 K als Bagatellgrenze für alle Entnahmen im Einzugsgebiet zusammen. Am Ablauf der Kläranlage ist das Wasser bereits gereinigt, dort beeinflusst der Entzug die Reinigung nicht.
Muss der Abwasserbetrieb zustimmen?
Ja. Der Einbau in den Kanal verändert den Fließquerschnitt und ist nur in Absprache mit Netz- und Kläranlagenbetreiber und nach Anzeige bei der Aufsichtsbehörde zulässig. Einen Rechtsanspruch Dritter auf Nutzung gibt es nicht.
Wie viel Wärme kann Abwasser liefern?
Bundesweit schätzen VKU und DWA das Potenzial auf 5 bis 10 % des Wärmebedarfs von Gebäuden. Vor Ort hängt es von Abwassermenge und zulässiger Abkühlung ab. Ein Abwasserwärmeatlas oder eine Standortprüfung des Abwasserbetriebs gibt Auskunft.
Kann Abwasserwärme auch kühlen?
Ja, die Wärmepumpe kann im Sommer umgekehrt arbeiten. Dabei wird das Abwasser erwärmt. Der Kanalnetzbetreiber muss dem zustimmen, weil wärmeres Abwasser Geruch und Korrosion begünstigen kann.
