News: 17.01.2023

Enormes Potential: Kälte/Wärme aus Wasser!

Wir suchen alle nach nachhaltigen, klimaschonenden Energiequellen. Uns stehen Wasserkraft, Sonne, Wind und Holz zur Verfügung. Es existiert aber noch eine weitere Energieressource, die enormes noch ungenutztes Potential in sich trägt: Die Gewinnung von Wärme und Kälte aus dem Wasser.

Bis im Jahr 2050 soll in der Schweiz die Treibhausgasemission auf Netto-Null gesenkt werden. Dies bedeutet, dass nicht mehr Treibhausgase ausgelöst werden sollen, als natürliche und technische Speicher aufnehmen können. Auch die aktuelle Energiesituation verstärkt die Bemühungen, nachhaltige Energiequellen einzusetzen und sie optimal zu nutzen. Heute funktionieren die meisten Gebäude nach wie vor mit fossilen Energien, das heisst mittels Heizöls und Gas. Möchten Privatpersonen, Firmen und Gemeinden auf nachhaltige Energiequellen umsteigen, fällt die Wahl häufig auf Luft-Wärmepumpen und Holzheizungen für die Wärmeproduktion sowie Photovoltaik für die Stromproduktion.

Eine in der Schweiz existierende Energieressource wird noch nicht optimal genutzt: Das Wasser. Hierbei sind nicht Wasserkraftwerke gemeint, sondern das Wasser in Seen, grossen Flüssen, das Trinkwasser, Grundwasser und Abwasser. Aus diesen Wasser-Vorkommnisse können erneuerbare, regionale Wärme und Kälte geschöpft und effizient produziert werden. «Wasser ist durch seine physikalischen Eigenschaften als Energieträger gut geeignet. Es ist eine in der Schweiz noch nicht optimal genutzte Wärmequelle und sie birgt ein enormes, ungenutztes Potential», erklärt der Energiefachmann der Hunziker Betatech AG, Stefano Quarenghi. Er ist fasziniert von den regionalen Möglichkeiten, die häufig noch brach liegen. «Die Technik für das Nutzen der Wärme aus Wasser existiert.» Wasser aus Seen und Flüssen wird über Leitungen in eine Wärmezentrale transportiert. Dort wird die Wärme, die im Wasser enthalten ist, mittels Wärmetauscher und -pumpen entzogen und auf Gebrauchstemperatur für Raumwärme und Brauchwasser gehoben. Die Wärmekunden werden dann über ein Netz direkt versorgt. Für die Nutzenden ist die Umstellung von Einzelheizungen auf Fernwärme schnell und einfach möglich.

Mehr Wärme gespeichert als benötigt wird
Gemäss Abschätzungen des Wasserforschungsinstituts Eawag könnte zum Beispiel aus dem Bodensee so viel Wärme genutzt werden, dass sich damit theoretisch rund 10 Prozent des Wärmebedarfs aller privaten Haushalte in der Schweiz decken liesse. Die 30 grössten Seen speichern somit mehr Wärme als die Schweiz benötigt. Bereits existieren vereinzelt solche Wärmezentralen, wie zum Beispiel am Genfersee, Vierwaldstättersee, Zugersee und Zürichsee. «Natürlich, wie und wo die Wärme und Kälte aus Seen und Flüssen zu nutzen ist, muss wohl überlegt sein» betont Stefano Quarenghi. Die regionale Situation wird von Fachleuten jeweils genau untersucht. Studien werden erarbeitet und das Potential ermittelt. Dabei wird die Umwelt auch betrachtet und die gesetzlichen Grundlagen fliessen ein, wie zum Beispiel Gewässerschutzverordnungen, Fischerei-Gesetze, Flachmoorverordnung, Amphibienlaicht-Verordnung, usw. Wärme kann nebst Seen und grösseren Flüssen auch aus Grund- und Trinkwasser gewonnen werden. Stefano Quarenghi nennt dazu ein Beispiel aus Bellinzona. In der Tessiner Stadt wurde die Infrastruktur einer nicht mehr genutzten Quellfassung übernommen. Dies lohnte sich aus technischen und wirtschaftlichen Gründen. Eine Wärmezentrale wurde installiert und durch das bereits existierende Leitungssystem werden fünf nahegelegene öffentliche Gebäude mit insgesamt 1’650 MWh/Jahr beheizt.

Unausgeschöpftes Energiepotential
Die Energiegewinnung aus dem Abwasser, welches zu oder aus den Kläranlagen fliesst, ist in der Schweiz verschiedentlich bereits im Einsatz. Gemäss Infrawatt, Verein für die Energienutzung aus Abwasser, Abfall, Abwärme und Trinkwasser, steckt im Abwasser so viel Abwärme, dass man damit jedes sechste Gebäude in der Schweiz beheizen könnte. In der Schweiz existieren über 300 solcher Anlagen, die Abwärme aus dem Abwasser nutzen. Dazu gehört in Bälde auch die Gemeinde Wetzikon, wenn das Stimmvolk an der Urnenabstimmung im März dem Vorhaben zustimmt. «Die Gemeinde plant eine Anlage zur Nutzung von Wärme aus gereinigtem Abwasser», erwähnt der Energiefachmann. Der Ausbau des Fernwärmenetzes wird in drei Etappen bis hin zu einer Anschlussleistung von 3.7 MW konzipiert. «Ja, die Wärme und Kälte aus Wasser hat ein grosses noch nicht ausgeschöpftes Energiepotential», weiss Stefano Quarenghi aus Erfahrung. Für ihn ist aber klar, dass vor allem dank der Kombination aller in der Region liegenden Energiequellen eine gut funktionierende, nachhaltige Energieversorgung aufgebaut werden kann. «Dank optimaler Nutzung und Verknüpfung werden die Städte, Gemeinden und Regionen unabhängig und haben die Chance, die Netto-Null-Zielsetzung zu erreichen. Für das Einschlagen eines solchen Wegs, braucht es etwas Mut von den Entscheidungsträgern und von der Bevölkerung… aber es lohnt sich!»

Wiko Standorte
Funktionsweise Wärmepumpe
Das Herzstück für die Wärmegewinnung aus Wasser ist eine Wärmepumpe – siehe Darstellung. Dabei durchströmt die Wärmepumpe ein Gasgemisch, welches die Wärme aus dem Wasser mittels eines Wärmetauschers (1) entzieht. Danach wird mithilfe von Strom ein Verdichter (2) betrieben, um das Gasgemisch zu komprimieren. Die dabei entstehenden hohen Temperaturen werden als Heizwärme (3) in den Wärmeverbund (Fernwärme) abgegeben. Durch ein Drosselventil (4) nimmt das Gasgemisch den Ausgangszustand an, um anschliessend wieder Wärme aus dem Wasser entziehen zu können. (Quelle: HBT)


Gerne erzähle ich Ihnen mehr dazu ...

Stefano Quarenghi
Abteilungsleiter Energie & Tessin
Via del tiglio 2
6512 Bellinzona-Giubiasco