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Kanalisation soll als Wärmekollektor nutzbar werden
Abwasser ist eine bislang wenig genutzte Wärmequelle. In der Kanalisation fließt kontinuierlich warmes Abwasser, das für die Wärmeversorgung urbaner Quartiere genutzt werden kann. Das Institute for Sustainable Energy Systems der THWS und die Stadtwerke Stuttgart untersuchen dieses Potenzial im Forschungsprojekt AQuA-Model.
Kanalnetz als Infrastruktur
Im Mittelpunkt steht die Frage, wie vorhandene Kanäle als Wärmekollektor eingesetzt werden können, ohne zusätzliche Eingriffe in den Untergrund vorzunehmen. Wärme aus Abwasser wird bereits in einigen Städten genutzt. Neu ist bei dem Projekt, dass das Abwasser unter die Erdreichtemperatur ausgekühlt werden soll.
Grenzen für die Kläranlage
Entscheidend ist, wie viel Wärme dem Abwasser entzogen werden kann, ohne die für den Betrieb der Kläranlage erforderliche Mindesttemperatur zu unterschreiten. Dafür entwickelt das Projekt ein physikalisches Modell, das die Wärmeübertragung zwischen Abwasser, Kanalbauwerk und umgebendem Erdreich beschreibt.
Digitaler Zwilling des Kanalnetzes
Für das Modell werden Geometrie- und Netzdaten aus Abwasserkatastern automatisiert eingelesen und mit hydraulischen sowie betrieblichen Randbedingungen ergänzt. Daraus entsteht ein digitaler Zwilling, mit dem sich die thermische Regeneration entlang des Kanalnetzes simulieren lässt.
Potenziale besser bewerten
Das Modell soll zeigen, welche Bereiche eines Kanalnetzes sich besonders für Abwasserwärmenutzung eignen. Dabei werden thermische Austauschprozesse mit dem Untergrund ebenso berücksichtigt wie der Zustrom weiterer Abwassermengen. So können Wärmepotenziale belastbarer bewertet werden.
Vom Modell zum Planungswerkzeug
Zur Validierung werden Messdaten aus einem realen Kanalnetz genutzt. Anschließend soll das Modell in ein Softwarewerkzeug mit GIS-Schnittstelle integriert werden. Kommunen und Netzbetreiber könnten damit geeignete Abschnitte frühzeitig identifizieren und in Wärmeplanungen einbeziehen.
Baustein für kommunale Wärmewende
AQuA-Model zeigt, wie bestehende Infrastruktur stärker für die Wärmewende genutzt werden kann. Für Kommunen und Wärmenetzbetreiber entsteht damit ein Ansatz, Abwasserwärme wirtschaftlicher zu erschließen und nachhaltige Quartiersversorgung besser planbar zu machen.
