Klimaneutral heizen: In Abwasser steckt viel Potenzial
Abwasser als Wärmequelle: Eine unterschätzte Ressource
In Deutschland verbraucht eine Person durchschnittlich rund 122 Liter Trinkwasser am Tag, schätzt der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft. Wir nutzen es für die Wäsche, für die Körperpflege oder zum Zubereiten von Mahlzeiten. Der größte Teil des Wassers gelangt in die Kanalisation und von dort ins Klärwerk – es wird zu Abwasser. Im Klärwerk wird das Abwasser aufwändig aufbereitet und als sauberes, sogenanntes Klarwasser in Flüsse geleitet und dem natürlichen Wasserkreislauf zurückgeführt. Das Spannende: Im Klarwasser befindet sich in diesem Moment noch eine Menge Energie in Form von Wärme. Diese Wärme können sich Energieversorger mithilfe von Abwasser-Wärmepumpen zunutze machen.
Wie funktioniert Heizen mit Abwasser?
Abwasser-Wärmepumpen funktionieren nach demselben Prinzip wie Wärmepumpen in Wohngebäuden – allerdings in deutlich größerem Maßstab. Sie speisen Wärme direkt in Nah- oder Fernwärmenetze ein. Die Anlagen nehmen die im Abwasser vorhandene Wärme über einen Wärmetauscher auf und übertragen sie auf ein Kältemittel, das im Anschluss verdichtet wird, also auf ein höheres Druckniveau komprimiert wird. Dadurch steigt die Temperatur des Kältemittels so weit an, dass es zum Heizen genutzt werden kann. Im Anschluss gibt das Kältemittel die Wärme ab – an einen Wärmespeicher, ein Heizungssystem oder an ein Fernwärmenetz. Eine Großwärmepumpe arbeitet dabei sehr effizient: Aus einer Kilowattstunde Strom, die sie für die Verdichtung des Kältemittels einsetzt, produziert sie rund drei Kilowattstunden Wärme.
Mehr zur Funktionsweise von Wärmepumpen erfahren Sie in unserem Artikel „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“.
Warum Abwasser-Wärmepumpen so effizient sind
Der Standort am Klärwerk bietet ideale Voraussetzungen für den Einsatz der Großwärmepumpe. Denn selbst im Winter liegt die Temperatur des gereinigten Klarwassers stabil bei etwa zwölf bis 15 Grad Celsius. Dadurch kann die Anlage planbar und konstant eingesetzt werden, was sie als sogenannter Mittellast-Erzeuger besonders wertvoll macht - sie springt immer dann ein, wenn in den heizintensiven Wintermonaten die Nachfrage nach Fernwärme besonders hoch ist. Übrigens: Das Abwasser selbst kühlt sich durch den Entzug der Wärme ab und erreicht etwa die Temperatur, die es vor der Erwärmung in Haushalt oder Betrieb innehatte. Deshalb kann es problemlos in einen Fluss wie die Leine geleitet werden.
Im Vergleich zu Flüssen oder Seen – auch hier werden Wärmepumpen eingesetzt - bleibt die Temperatur des Klarwassers auch in den kalten Monaten weitgehend konstant. Das macht Abwasser-Wärmepumpen besonders effizient. Sinkt die Temperatur im Flusswasser zu stark ab, kann eine zusätzliche Reserveanlage nötig sein, um die Wärmeproduktion zu jeder Zeit sicherzustellen. Abwasser-Wärmepumpen sind in der Regel nicht auf zusätzliche Reserveanlagen angewiesen.
Wann Abwasser als Wärmequelle genutzt werden kann
Um Wärme aus Abwasser zu gewinnen, muss eine der folgenden drei Voraussetzungen gegeben sein:
- Zugang zur Kanalisation: In diesem Fall wird der Wärmetauscher im Abwasserkanal installiert. Die Wärmegewinnung über die Kanalisation spielt vor allem im urbanen Raum ihre Vorteile aus: Nicht nur kann sie unterirdisch erfolgen, sodass sie das Stadtbild kaum beeinträchtigt, sondern der Weg der erzeugten Wärme bis zu den Abnehmer:innen ist hier besonders kurz, sodass die Wärmeverluste gering bleiben.
- Zugang zu einer Kläranlage: In der Regel wird die Wärme in diesem Fall am Abfluss der Kläranlage aus dem gereinigten Abwasser entnommen. Auch nach der Reinigung ist das Temperaturniveau des Wassers dafür noch hoch genug. Der Einsatz einer Abwasser-Wärmepumpe in einem Klärwerk ist allerdings nur dann sinnvoll, wenn es in Siedlungsnähe oder in der Nähe von gewerblichen oder industriellen Betrieben gelegen ist, sich also genügend Abnehmer:innen für die erzeugte Wärme in der näheren Umgebung befinden.
- Gebäude mit hohem eigenem Abwasseranfall: In Gebäuden wie Krankenhäusern, Schwimmbädern oder bestimmten Industriebetrieben, die über eine zentrale Abwasserabgabe verfügen, kann die Wärme direkt im Gebäude zurückgewonnen werden, bevor das Abwasser an die Kanalisation abgegeben wird. Die Temperatur des Abwassers ist hier zumeist noch höher als die Durchschnittstemperatur in der Kanalisation, sodass die Abwasser-Wärmepumpe besonders effizient betrieben werden kann.
Bedeutung für die Energiewende
Lange Zeit kamen Abwasser-Wärmepumpen in Deutschland kaum zum Einsatz. Das ändert sich zunehmend: Die Energiewende hat nicht nur die Technologie der Wärmepumpe an sich, sondern auch die Nutzung von Abwärme in den Fokus gerückt. Außerdem wächst der Anteil an erneuerbaren Energien im Strommix immer weiter – zuletzt auf knapp 62 Prozent. Dadurch werden Wärmepumpen selbst zunehmend klimaneutral betrieben. So hilft die Wärmegewinnung aus Abwasser, neben der Verwendung industrieller Abwärme oder der Wärme aus Müllverbrennungsanlagen dabei, die städtische Nah- und Fernwärmenutzung klimaneutral zu gestalten.
Hannover als Vorreiter: Großwärmepumpe am Klärwerk in Herrenhausen
Wie Abwasser-Wärmepumpen in einer Großstadt eingesetzt werden können, zeigt sich am Beispiel einer neuen Anlage in Hannover-Herrenhausen. Auf dem Gelände des dortigen Klärwerks errichtet das Energieunternehmen enercity eine Großwärmepumpe, die die im Klarwasser gespeicherte Energie für die Fernwärme nutzbar macht.
- Wärmequelle: gereinigtes Klarwasser
- Quellentemperatur: ca. 12–16 °C (winterstabil)
- Thermische Leistung: 30 Megawatt
- Jahreswärmeerzeugung: ca. 130 Gigawattstunden
- Fernwärme-Vorlauftemperatur: ca. 95 °C
- Versorgungspotenzial: rechnerisch rund 13.000 Haushalte
- Anteil am Fernwärmebedarf Hannover: ca. 7–8 %
Begonnen hat der Bau mit dem Spatenstich im September 2025 und er ist bereits weit fortgeschritten. Zuletzt wurde die Halle fertiggestellt, die einmal die Großwärmepumpe beheimaten wird. Derzeit montieren enercity und der Projektpartner Friotherm die bis zu 50 Tonnen schweren Einzelkomponenten – darunter Motoren, Kompressoren, Rohrleitungen und die Wärmetauscher - in millimetergenauer Feinarbeit.
Die neue Großwärmepumpe ist ein zentraler Baustein im Anlagenportfolio, mit dem enercity das Steinkohlekraftwerk in Hannover‑Stöcken ersetzen will. Die Fertigstellung der Anlage ist für Ende 2026 geplant, ab 2027 soll sie klimafreundliche Fernwärme für rund 13.000 Haushalte liefern.
Weiterer Meilenstein auf dem Weg zum frühzeitigen Kohleausstieg
Mit kommunaler Wärmeplanung, dem Ausbau des Fernwärmenetzes und einem breiten Technologiemix treibt enercity die Wärmewende in Hannover voran. Ein zentraler Schritt ist der Ausstieg aus der Kohleverstromung am Standort Stöcken: Spätestens zum Ende des Winters 2027/28 soll das Steinkohlekraftwerk in die Reserve gehen.
Dafür baut enercity rund ein Dutzend neue Anlagen zur erneuerbaren Wärmeerzeugung. Dazu zählen neben Großwärmepumpen, die Umweltwärme nutzbar machen auch Power-to-Heat-Anlagen zur Umwandlung von Strom in Wärme sowie ein Biomasse-Heizkraftwerk. Hinzu kommt die Nutzung von Abwärme aus der Müllverbrennungsanlage und aus der Klärschlammverwertung.
Mehr dazu, wie enercity das Kohlekraftwerk in Stöcken ersetzen will, lesen Sie im Artikel „Diese Anlagen lösen Hannovers Kohlekraftwerk ab“.
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