Aus der Unterwelt

Die Energiegewinnung aus Abwässern sollte als Beitrag zur Energiewende stark an Bedeutung gewinnen. Bei der neuen Zentrale von Wien Kanal werden derzeit Wärmetauscher im Kanal eingebaut.

Die bei einem Webinar der AEE Intec von Rainer Wiedemann eingangs gestellte Frage „Warum Energie aus Abwasser?“ war rein rhetorischer Natur. Der Techniker ist schließlich in der oberösterreichischen Rabmer-Gruppe für „Energie aus Abwasser“ verantwortlich. Warum also? Wegen des hohen Bedarfs an erneuerbarer Energie im Wohnsektor, auf den laut OECD allein 52 Prozent des Energieverbrauchs für die Heizung entfallen. Und, weil Abwasser rund um die Uhr verfügbar sei und weil die Ausgangstemperaturen ideal für die wirtschaftliche Nutzung seien, nämlich 12 bis 20 Grad im Kanal und 30 Grad und mehr in der Industrie.

Dazu kämen die hohen Nutzungspotenziale, führte Wiedemann weiter aus, denn allein zehn bis 14 Prozent des Wärmebedarfs im Gebäudesektor seien aus dem Netz vor der Kläranlage abdeckbar, weiters auf der Kläranlage und schließlich gebe es ein Ablauf-Potenzial von 3.144 GWh pro Jahr nach der Klärung. Insgesamt ergebe die Nutzung der Abwasser-Wärme eine Senkung der CO2-Emissionen und amortisiere sich realistischerweise in weniger als zehn Jahren.

Preis für Klärschlamm-Behandlung

Übrigens: Für das Projekt „E_OS (Energie-Optimierung Schlammbehandlung) wurde die ebswien kläranlage & tierservice gmbh soeben mit dem Nachhaltigkeitspreis der Stadt Wien ausgezeichnet. „Mit E_OS haben wir die Kläranlage von einem großen Energieverbraucher in ein echtes Öko-Kraftwerk verwandelt. Die ebswien sorgt für sauberes Abwasser und sauberen Strom. Das ist gut für die Umwelt und gut für das Klima“, sagte Christian Gantner, der Generaldirektor der ebswien.

Grundsätzlich gebe es drei Anwendungsbereiche für die Abwasser-Wärme: Inhouse – Kommunal, Krankenhäuser, Hotels, etc. sowie in der Industrie – als Kanal-Abwärme zur Heizung und Kühlung von Gebäuden und Quartieren mittels Wärmetauschern im Kanal, mit externen Bypass-Lösungen oder eben vor und nach der Kläranlage, und schließlich Fernwärmesysteme und Kalte Netze, zählt Rainer Wiedemann auf.

Zur Nutzung der Kanal-Abwärme müssten jedoch einige Voraussetzungen erfüllt sein: Der Kanal müsse ausreichend groß sein, DN 400 oder größer, die Abwassermenge müsse mindestens 10 Liter pro Sekunde betragen, die Temperatur müsse acht Grad oder höher sein, Verbraucher müssten in der Nähe liegen, der Bedarf an Heizlast/Kühllast müsse mehr als 50 kW betragen. Und zu guter Letzt muss auch der Kanalbetreiber zustimmen. Insgesamt aber hat die Abwasser-Wärmerückgewinnung in Österreich extrem positive Rahmenbedingungen, weil sie ins Klimaschutzprogramm der Regierung aufgenommen worden sei, von der EU als Erneuerbare Energie eingestuft sei und weil es zahlreiche Förderungen gebe.

76 Meter Wärmetauscher im Kanal

Wie das in der Praxis funktioniert, demonstriert der Rabmer-Experte an der neuen Zentrale von Wien Kanal in Inzersdorf-Blumental, wo das System gerade in Betrieb geht: „76 m Wärmetauscher Therm-Liner in 1.500 x 2.000 mm-Kanal, 215 kW Heizung, maximal 450 kW, an Wärmepumpe, Kühlung 400 kW, maximal 500 kW, an Wärmepumpe, sowie Installation eines innovativen Monitorings zur Unterstützung des Betriebs der Heiz- und Kühlzentrale sowie Messung des Einflusses auf den Kanalbetrieb, also Temperatur, Füllstand, etc.“.

Die zwei Wasser-Wasser-Wärmepumpen haben jeweils 215 kW Wärmeleistung bei einem COP von 3,6 bis 4,0 und 400 kW Kühlleistung mit EER 4,1 und verwenden das Kältemittel R410A. Die Wärmetauscher selbst sind aus Edelstahl und haben eine strukturierte Oberfläche, um die Bildung des Biofilms zu minimieren, beeinträchtigen den Kanalbetrieb nicht, werden nach Maß gefertigt und sollen eine Nutzungsdauer von rund 50 Jahren haben.

Die neue Zentrale von Wien Kanal

Das neue Bürogebäude von Wien Kanal in Wien-Inzersdorf ist ein liegendes X und wurde von den Wiener Architekten Pichler & Traupmann geplant, die einen EU-weiten einstufigen Realisierungswettbewerb gewonnen hatten. 4.894 m² Bruttogeschoßfläche wurden hier gebaut, mit einer Nutzfläche von 3.169 m². „Von einer zentralen Mitte aus wird das gesamte Objekt im Inneren über nur einen Kern erschlossen. Die Länge der Trakte wurde derart ausgelegt, dass sich die Fluchtwegelängen für nur ein Stiegenhaus ausgehen. Das Stiegenhaus ist damit auch so positioniert, dass die kürzesten Wege zu den einzelnen Einheiten möglich sind“, heißt es in der Baubeschreibung.

Mit der Lage des Kerns und den hier zusammenlaufenden Trakten sei beste Orientierung gewährleistet. Ein wesentlicher Faktor dieses Baukörperzuschnitts sei die hohe Flexibilität: Durch die Geometrie seien verschiedene Kombinationen, Zuordnungen und Verschiebungen möglich. Das durchgängige Achssystem ermögliche eine hohe Reversibilität und damit die Anpassung an geänderte Erfordernisse. „Gesamt gesehen lässt sich das X im Park somit als qualitätsvolles Arbeitsumfeld im wahrsten Sinn des Wortes verstehen“, erwarten die Architekten.

Für Statik und Bauphysik ist die Wiener RWT Plus ZT GmbH verantwortlich, die Elektroplanung stammt von der Kubik Project GesmbH in Gießhübl, die Haustechnik von Woschitz Engineering, der Brandschutz vom Grazer Norbert Rabl und die Landschaftsplanung von Lindle+Bukor – atelier für landschaft, Wien.

Der Neubau ist nach Architekten-Angaben „praktisch fertig“, die Übersiedelung soll laut Wien Kanal im ersten Quartal 2022 stattfinden, eine Eröffnungs-Feier sei derzeit nicht geplant.

Die Nutzung der Kanalwärme ist übrigens auch für das Vio Plaza geplant, einen vielfach funktionalen Komplex von Delta Podsedensek Architekten, ein Projekt bei der U4-Station, das schon seit 2003 läuft und ursprünglich nur ein Einkaufszentrum hätte werden sollen. Hier sollen ab 2022/23 zwei Wasser-Wasser-Wärmepumpen für Niedertemperatur und Kühlung sowie zwei Hochtemperatur-Anlagen für die richtige Raumtemperatur sorgen.

Ressourcen-Drehscheiben

„Energie- und Ressourcen-Drehscheiben“ nennt Wolfgang Gruber-Glatzl von der AEE Intec „kommunale und industrielle Abwasser-Reinigungsanlagen“ und zählt Wärmepumpen für internen und externen Wärmebedarf auf. Dazu kommt Biogas als zusätzliche Option sowie die Klärschlammtrocknung als zunehmend wichtiger Wärmeverbraucher.

Als konkretes Beispiel nennt er die „Wärmedrehscheibe ARA Kapfenberg“ mit einer Wärmepumpe, 200 kWth, für die Faultürme, wodurch die BHKW-Wärme „freigespielt“ wurde für den Wohnkomplex Riverside, wobei die Wärmepumpe und das BHKW die ARA und das Riverside im Winter zur Hälfte versorgten.

Als weiteres Herzeige-Projekt nennt er die „Wärmedrehscheibe ARA Gleisdorf“, bei der derzeit eine Testanlage für die Membran-Filtration laufe. Das Projekt insgesamt umfasse Biogas und Wasserstoff, nämlich die Biogasaufbereitung zu Biomethan und dessen Einspeisung, die Umwandlung von Strom in Wasserstoff mit einem Elektrolyseur, sowie die Methanisierung, also die Umwandlung von Wasserstoff in Methan.

Warum gerade Wasserstoff auf einer Abwasser-Reinigungsanlage? Vier Gründe gibt der Experte zur Antwort: Die Nutzungsmöglichkeit des Nebenprodukts O2 für die Belüftung, die Nutzungsmöglichkeit für das Nebenprodukt Wärme, wie bereits erläutert, das Vorhandensein der notwendigen CO2-Quellen, nämlich Biogas, und schließlich die Nutzbarkeit der vorhandenen Infrastruktur. „Bisher lag der Fokus auf Energieautarkie und Eigenversorgungsgraden, jetzt hat die ARA das Potenzial zur Energie- und Ressourcen-Drehscheibe“, erklärt Wolfgang Gruber-Glatzl, Leiter des Bereichs „Industrielle Systeme“ bei der AEE Intec.

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