WQ.Hessen - Wärmebereitstellung durch Flüsse, Kläranlagen sowie Abfall und Reststoffe in Hessen

Kurzbeschreibung

Damit die Dekarbonisierung des Wärmesektors gelingen kann ist es notwendig, auch bisher weitgehend ungenutzte Wärmequellen in Betracht zu ziehen. Daher wurden im Rahmen des Projekts WQ.Hessen von einem interdisziplinären Team aus mehreren Fachgebieten der Uni Kassel die Potentiale für die Wärmebereitstellung in hessischen Kommunen durch Fließgewässer, Kläranlagen, biogene Reststoffe und Abwärme aus der thermischen Abfallbehandlung genauer untersucht.

Dabei wurde die zeitliche und räumliche Verfügbarkeit der Potentiale berücksichtigt. Die betrachteten Wärmequellen können, je nach Temperaturniveau, direkt oder nach dem Einsatz von Großwärmepumpen für die Versorgung von Wärmenetzen eingesetzt werden. Durch den Abgleich mit dem Bedarf in Gebieten mit Wärmenetzeignung wurde für alle hessischen Kommunen evaluiert, welcher Anteil des theoretischen Potentials realistisch eingesetzt werden kann. 

Die Untersuchungen zeigen, dass Wärmepumpen an Kläranlagen und Fließgewässern in vielen hessischen Kommunen einen relevanten Beitrag zur Deckung des Wärmebedarfs in wärmenetzgeeigneten Gebieten leisten können. Die Wärmebereitstellung durch derartige Großwärmepumpen könnte je nach Größe der Netzgebiete 11 % bis 27 % des im Wärmeatlas Hessen erfassten Wärmebedarfs decken. Die Verfügbarkeit der Wärmeentzugspotenziale ist lokal jedoch sehr unterschiedlich. Während drei Viertel der Kommunen über eine Kläranlage verfügen, an deren Standort eine Wärmepumpe installiert werden könnte, weisen nur ein Drittel der Kommunen einen geeigneten Fließgewässerabschnitt auf. Außerdem können bei Fließgewässern im Winter Betriebseinschränkungen durch die Unterschreitung von Temperaturgrenzwerten auftreten.

 

Durch eine separate Sammlung und Aufbereitung von biogenen Reststoffen aus dem kommunalen Bereich in Hessen (Laub, Siebüberlauf, holziges und halmgutartiges Straßenbegleitgrün, holziger Bioabfall) könnten potenziell ca. 530 GWh Wärme jährlich erschlossen werden. Die Wärmebereitstellung aus diesen Reststoffen ist jedoch mit Unsicherheiten hinsichtlich verfügbarer Mengen und Herausforderungen in Bezug auf den technischen und wirtschaftlichen Einsatz verbunden.

Die thermische Abfallbehandlung leistet derzeit in einigen hessischen Städten einen signifikanten Beitrag zur Wärmeversorgung in Fernwärmenetzen. In den bestehenden Abfallbehandlungsanlagen lassen sich weitere Wärmebereitstellungspotenziale erschließen, indem die Wärme- bzw. Stromerzeugung optimiert, die Rauchgaswärme genutzt oder der Turbinenabdampf eingesetzt wird. Die Implementierung dieser Verfahren erfordert jedoch erhebliche Investitionen in zusätzliche Anlagentechnik, was Herausforderungen in Technik und Wirtschaftlichkeit darstellt.

Die Ergebnisse der Potenzialstudie werden den hessischen Kommunen als Unterstützung für die Umsetzung der Kommunalen Wärmeplanung im Rahmen des Wärmeatlas Hessen (www.waermeatlas-hessen.de) zur Verfügung gestellt.

 

 

Laufzeit:

08/2024 bis 07/2025

Förderung:

LEA LandesEnergieAgentur Hessen GmbH

Projektleitung: 
apl. Prof. Dr. Ulrike Jordan (Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik) 

Beteiligte Fachgebiete der Universität Kassel

  • Solar- und Anlagentechnik
  • Siedlungswasserwirtschaft
  • Ressourcenmanagement und Abfalltechnik
  • Wasserbau und Wasserwirtschaft