Abwasserwärme: Heizen mit Nudelwasser?
Für eine gelingende Wärmewende braucht es alle zur Verfügung stehenden Erneuerbaren Energien. Welche Chancen hierfür Abwasser bietet – und wo seine Grenzen liegen – zeigt ein Projekt in Köln.
01.12.2025 – Energiequellen anzapfen, die sauber und reichlich vorhanden sind – das Fundament der Energiewende. Bei Wind- und Solarenergie gelingt das Deutschland schon gut. Doch es gibt ein Energiereservoir, das bislang weitgehend ungenutzt bleibt: Abwasser. Gerade für das Sorgenkind der klimafreundlichen Transformation – den Gebäudesektor – eine gute Nachricht, bieten sich doch große Chancen, besonders im urbanen Raum. Fünf bis zehn Prozent des gesamtdeutschen Wärmebedarfs könnte die kaum genutzte Technologie decken.
Das Potenzial unter der Straße
Dass Energie nie verloren geht, mag aus dem Physikunterricht noch bekannt sein. Das heißt aber nicht, dass sie nicht auch einfach ungenutzt vergeudet werden kann. Das ist besonders ärgerlich, wenn diese Energie vorher extra aufgewandt wurde – etwa, um aus Strom Wärme zu erzeugen. Ein Beispiel: Nudelwasser. Für zwei bis zwölf Minuten erhitzt – je nach Sorte, um dann im Abfluss zu verschwinden. Meist war es das dann: Das erhitzte Wasser vermischt sich mit sonstigem sogenannten Grauwasser und fließt durch die Kanalisation zur nächsten Kläranlage – ohne dass die enthaltene Wärmeenergie genutzt würde. Dabei hat Abwasser selbst im Winter noch vergleichsweise hohe Temperaturen und enthält entsprechend viel Energie.
Bewährte Technik
„Bei dieser Restenergie handelt es sich um einen regelrechten Schatz“, erklärt Stephan von Bothmer, Geschäftsführer von UHRIG Energie. Das baden-württembergische Unternehmen ist seit 2007 in diesem speziellen Bereich der Wärmerückgewinnung aktiv und hat europaweit schon über 130 Abwasserwärme-Projekte umgesetzt. „Mit der richtigen Technik kann man diesen Energieschatz heben. Hierfür bringen wir Wärmetauscher in die Kanäle ein, die dem vorbeirauschenden Abwasser einen Teil seiner Wärmeenergie entziehen.“
Das funktioniert so: Das Abwasser mit durchschnittlich 14 bis 17 Grad fließt über die eingebrachten Wärmetauscher. In diesen wiederum fließt etwa fünf Grad kaltes Wasser, das sich durch das fließende Abwasser passiv auf etwa zwölf Grad erwärmt. Rohrleitungen transportieren das erwärmte Wasser anschließend zu einer angeschlossenen Wärmepumpe. Diese hebt die Temperatur dann auf das erforderliche Niveau.
UHRIG-Funktionsprinzip Energiegewinnung aus Abwasser, schematische Darstellung. Grafik: © Uhrig
Wärmepumpen: Eckpfeiler der Wärmewende
Um zu veranschaulichen, warum gerade Abwasser eine so attraktive Wärmequelle ist, an dieser Stelle ein kurzer Exkurs zur Wärmepumpe. Denn die Heiztechnik ist vielfältiger als es medial zuweilen erscheint. Allen Varianten zunächst gemein ist jedoch, dass sie eine Umweltwärmequelle benötigen. Diese stellt die Ausgangslage für die Wärmebereitstellung dar. Am bekanntesten und – gerade im Ein- und Zweifamilienhaus-Segment – verbreitetsten ist zweifellos die Luft-Wärmepumpe. In ihrem Fall wird die Umgebungsluft als Energiequelle genutzt und ihr entsprechend Wärme entzogen. Da die Umluft in aller Regel leicht zugänglich ist, ist diese Wärmepumpen-Variante oft am günstigsten.
Sie hat jedoch einen Nachteil in Sachen Effizienz: Je kälter die eingezogene Luft, desto mehr Strom muss anschließend aufgewandt werden, um die gleiche Heizlast zu decken. Dennoch erreichen auch diese Geräte in der Regel problemlos eine Jahresarbeitszahl von drei oder mehr. Das heißt: Aufs Jahr gerechnet werden mit Hilfe einer Kilowattstunde Strom mehr als drei Kilowattstunden Wärme gewonnen.
Andere Umweltquellen bieten im Vergleich zur Außenluft den Vorteil, dass sie auch im Winter höhere Mindesttemperaturen haben. So gibt es mit Erd-Wärmepumpen auch die Möglichkeit, dem Erdreich in Tiefen bis zu 100 Metern Wärmeenergie zu entziehen – und zwar auf einem deutlich höheren und stabileren Niveau. Deshalb brillieren sie oft mit hohen Jahresarbeitszahlen von vier – nicht selten auch mehr. Im Gegenzug sind die Bodenarbeiten und Bohrungen für Alternativen wie etwa Grundwasser-Wärmepumpen oft ungleich teurer als eine „klassische“ Luft-Wärmepumpe. In den meisten Ein- und Zweifamilienhäusern sind sie daher selten das Mittel der Wahl und finden vor allem im Mehrparteien-Segment Verwendung.
Günstig trifft effizient: Abwasser-Wärmepumpen
Eine Wärmepumpe, die Abwasser als Quelle nutzt, vereint die Vorteile der verbreiteteren Varianten: Durch die hohen Temperaturen im Kanal, die selbst im Winter nicht unter zehn Grad sinken, ist die Wärmegewinnung besonders effizient. Denn mit jedem Grad mehr sinkt der Stromverbrauch um drei Prozent. Gleichzeitig lässt sich das Potenzial bei Abwasserwärme deutlich leichter heben als etwa bei aufwändigen Tiefbauarbeiten im Zuge einer Geothermie-Erschließung. Denn die Kanäle bestehen bereits und sind sogar leicht zugänglich.
Angesichts der rund 600.000 Kilometer Kanalinfrastruktur in Deutschland zeigt sich bereits, welche Möglichkeiten sich bieten. Auch wenn nur ein Bruchteil der Kanäle die Voraussetzungen zur Abwasserwärmegewinnung erfüllt – wie etwa eine Mindestbreite von 80 Zentimetern und ein Abfluss von zehn Litern die Sekunde – bleiben Zehntausende Kilometer übrig. Warum ist die Technik also noch nicht in der Breite angekommen?
Starke lokale Partner unverzichtbar
„Eine der größten Herausforderungen der Abwasserwärme ist, dass kaum jemand von ihrem Potenzial weiß“, erläutert Stephan von Bothmer. „Wir merken das bei vielen unserer Projekte: Abwasser wird häufig in der Kommune vor Ort noch gar nicht als lokale Quelle für die Wärmeversorgung von Gebäuden und Quartieren erkannt. Dabei sitzen die Kommunen mit den eigenen Wasserbetrieben häufig direkt selbst auf der Quelle.“
Neben diesem begrenzten Wissen um die technischen Möglichkeiten ist der Zugang zu relevanten Informationen für die interessierten Energieversorger und Immobilienunternehmen ein zentrales Hindernis, wie auch das Umweltbundesamt mitteilt. Von Bothmer kann das aus der Praxis bestätigen: „In vielen Fällen gibt es keine öffentlichen Potenzialkarten zur Abwasserwärme, anhand derer die Gegebenheiten in einem potenziellen Projektgebiet geprüft werden können. Eine enge und offene Zusammenarbeit mit den kommunalen Wasserbetrieben ist daher unerlässlich. Die Unterschiede, inwieweit das Thema bekannt ist, sind regional jedoch sehr unterschiedlich.“
Kölner Wasserbetriebe gehen voran
Ein Vorreiter sind die Stadtentwässerungsbetriebe (StEB) Köln. Wo andernorts die Nutzung von Abwasserwärme kategorisch versagt wird – oft mit einem Verweis darauf, dass es höchstens im Ablauf der Kläranlage lohnen würde –, gehen die StEB Köln differenzierter an die Sache heran: Mittels einer umfassenden Analyse ihres Kanalsystems konnten sie geeignete Kanalabschnitte im Stadtgebiet identifizieren und für interessierte Unternehmen transparent machen. Ihr Ergebnis? Rund sieben Prozent ihres Kanalnetzes könnten vollumfänglich zur Abwasserwärmenutzung erschlossen werden. Die entwickelte Potenzialkarte gibt den handelnden Unternehmen klare Orientierung für kommende Projekte.
Best Practice in der Domstadt
Ein Projekt in Köln-Ehrenfeld zeigt anschaulich, wie Abwasserwärme in der Praxis aussehen kann: Im Wohnquartier LÜCK versorgt eine Abwasser-Wärmepumpe 216 Haushalte mit klimaschonender Wärme. Die Energiequelle verläuft hier nur 50 Meter außerhalb des ehemaligen Fabrikgeländes – treffenderweise unter der Äußeren Kanalstraße. Auf einer Länge von 120 Metern sind Wärmetauscher von UHRIG Energie in den bereits vorhandenen Kanal eingebaut worden. Die gewonnene Wärme wird über eine Rohrverbindung in die Energiezentrale des Quartiers geleitet. Eine Großwärmepumpe hebt die Temperatur dann auf 40 Grad, was dank des modernen Dämmstandards bereits zum Heizen ausreicht.
Das Energiekonzept von LÜCK ist ganzheitlich aufgebaut und verknüpft die Sektoren Wärme, Strom und Mobilität. © naturstrom AG
Anbindung an Kanal als Herausforderung
Neben dem Potenzial zeigt LÜCK auch eine weitere Hürde der Abwasserwärmegewinnung auf: die städtische Topgrafie. Denn die direkte Verbindung zwischen Kanal und Quartier schneidet zwei Nachbargrundstücke. „Wir wussten, wenn auch nur für eines der beiden keine Einigung zustande kommt, müssen wir eine neue Energiequelle für LÜCK finden“, erinnert sich Sarah Debor, Geschäftsfeldleiterin für urbane Wohnprojekte bei der naturstrom AG, die das Energiekonzept des Wohnprojekts geplant und realisiert hat. „Mittlerweile loten wir bei fast allen unseren Wärmeprojekten aus, ob sich Abwasser als Energiequelle anbietet. Überkomplexe Besitzverhältnisse oder zu lange Zugangswege zum betreffenden Kanal machen eine Umsetzung unserer Erfahrung nach oft zunichte.“ In Ehrenfeld gelang es schließlich, dass Projektentwickler wvm und die Grundstückseigentümer sich bezüglich einer Dienstbarkeits-Vereinbarung und Last-Inkaufnahme einig wurden.
Großwärmepumpen setzen oft auf Abwasser
Projekte wie in Köln-Ehrenfeld veranschaulichen, was mit Wärmepumpen möglich ist – die richtigen Rahmenbedingungen vorausgesetzt. Gerade für große Mehrparteienhäuser, Quartiere oder andere Wärmenetzlösungen bietet sich Abwasserwärme an. Auch deshalb ist Abwasser eine der am weitesten verbreiteten Wärmequellen für Großwärmepumpen – zusammen mit Flusswärme und Wärme aus Kläranlagen.
Chance in Sanierungen
Eine Möglichkeit, das Abwasserwärme-Potenzial zu heben, liegt im teils stattlichen Alter des deutschen Kanalsystems: Fast ein Fünftel der bestehenden Kanäle ist bereits heute sanierungsbedürftig. Herausforderung für kommunale Betriebe und Kassen, aber auch eine Chance, mit geringem Mehraufwand jedes Jahr tausende Kilometer für die Energiegewinnung nutzbar zu machen. Indem man beim Bau neuer oder bei der Sanierung bestehender Kanäle Wärmetauscher einbringt, wird die Wärmeenergie für die nächsten Jahrzehnte erschlossen.
Gerade unter den Straßen größerer Städte schlummert das Potenzial für die Wärmewende. Während Geothermie wegen der urbanen Topografie oft schwerer umzusetzen ist, führen die Abwasserkanäle hier besonders viel Energie. „Damit wir mit Abwasserwärme weiter durchstarten können, brauchen wir klare und einheitliche Regeln auf Landes- und kommunaler Ebene“, erklärt von Bothmer. „Zum Glück haben manche Regierungen das Thema mittlerweile auf dem Zettel und selbst im schwarz-roten Koalitionsvertrag hat es seinen Platz gefunden. Das stimmt uns optimistisch, dass Abwasserwärme zukünftig viel häufiger als Energiequelle berücksichtig werden wird.“ Finn Rohrbeck
Diesen Beitrag finden Sie auch in der Print-Ausgabe der energiezukunft.
