Warmes Abwasser kann städtische Wärmenetze versorgen. Doch dafür müssen Quelle und Abnehmer zusammenfinden. Hannover und ein älteres Konzept aus Altensteig zeigen, warum Leitungswege und Wärmebedarf ebenso wichtig sind wie die Kläranlage selbst.
Zur laut Betreiber bereits vorbereiteten Netzanbindung des Klärwerks Hannover-Herrenhausen gehört eine Leitung unter der Leine hindurch. Die Unterquerung ist damit ein Bestandteil eines Projekts, das auf den ersten Blick vor allem nach Wärmepumpentechnik aussieht. Gereinigtes Abwasser liefert die Wärme, eine Großwärmepumpe hebt ihre Temperatur an. Aber erst die Verbindung zum Netz macht sie für die angeschlossenen Gebäude nutzbar.
Darin steckt eine grundlegende Frage der Abwasserwärmenutzung: Wo finden sich genügend Abnehmer, die sich tatsächlich versorgen lassen? Eine große Kläranlage allein gibt darauf noch keine Antwort. Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall, kurz DWA, nennt kontinuierlichen Durchfluss und räumliche Nähe zu Wärmenutzern als wichtige Voraussetzungen. Zugleich beschreibt sie ein häufiges Hemmnis: In der Umgebung von Kläranlagen fehlen passende Abnehmer.
Für die Planung bedeutet das, von Anfang an beide Seiten zu betrachten. Wie viel Wärme steht zur Verfügung? Und wie viel davon brauchen die erreichbaren Gebäude im Laufe des Jahres? Erst wenn diese Fragen zusammen beantwortet werden, lässt sich beurteilen, welche Rolle das Klärwerk in der örtlichen Wärmeversorgung übernehmen kann.
Was eine Potenzialkarte zeigen kann
Eine 2023 veröffentlichte Untersuchung für Baden-Württemberg hat genau diesen Abgleich vorgenommen. Sie betrachtete die Wärme im gereinigten Ablauf von Kläranlagen und stellte ihr die räumlich verteilte Wärmenachfrage gegenüber. Als Grundlage dienten unter anderem Daten des DWA-Leistungsnachweises 2019, ein Wärmeatlas des ifeu und ergänzende lokale Erhebungen. Das Zieljahr der Modellbetrachtung war 2030. Die Ergebnisse beschreiben also ein historisch ermitteltes Potenzial, nicht die tatsächlich verfügbare Versorgung im Jahr 2026.
Ausgangspunkt waren 491 Kläranlagenstandorte der Größenklassen 3 bis 5. Nach den angesetzten Kriterien für Abwassermenge, Wärmeabnahme und Leitungsanbindung blieben 258 Standorte übrig. Das ist keine Liste sicher umsetzbarer Projekte. Es zeigt vielmehr, wie stark sich die Auswahl verändert, sobald neben der Quelle auch ihre mögliche Nutzung zählt. Ein großes Wärmeangebot hilft wenig, wenn die Nachfrage zu weit entfernt liegt oder sich nur aufwendig erschließen lässt.
Besonders aufschlussreich ist deshalb ein weiterer Befund: Ein Großteil der ermittelten Nachfragepotenziale lag zum damaligen Untersuchungsstand in Gebieten ohne bestehende Wärmenetzinfrastruktur. Dort wäre mit einer Anlage zur Wärmegewinnung noch wenig gewonnen gewesen. Zusätzlich hätte ein Verteilnetz entstehen müssen, und die vorgesehenen Abnehmer hätten sich für einen Anschluss entscheiden müssen. Der Wärmebedarf von Gebäuden auf einer Karte ist eine Planungsgrundlage, aber noch keine gesicherte Abnahme.
350 Meter zur Siedlung sind nicht das ganze Netz
Wie viel Infrastruktur zwischen Quelle und Nutzung liegen kann, macht das damalige Studienkonzept für Altensteig anschaulich. Für das geplante Wärmenetz setzte die Untersuchung eine Zuleitung von 350 Metern an. Das klingt nach einer überschaubaren Entfernung. Im Versorgungsgebiet kamen jedoch weitere 1.640 Meter Wärmeleitungen hinzu. Die Verbindung von der Kläranlage zum Gebiet war nur der erste Teil; anschließend musste die Wärme zu den vorgesehenen Abnehmern verteilt werden.
Für eine Kommune ist diese Unterscheidung entscheidend. Die Nähe eines Quartiers zur Kläranlage kann einen Standort interessant machen. Ob daraus ein tragfähiges Projekt wird, hängt jedoch von der tatsächlich möglichen Trasse und der Verteilung innerhalb des Quartiers ab. Leitungen müssen geplant und gebaut werden. Dabei zählt auch, wie viel Wärme die Gebäude entlang der erschlossenen Strecke abnehmen. Eine kurze Zuleitung kann diesen Aufwand erleichtern, ersetzt aber nicht die Planung des gesamten Netzes.
Altensteig zeigt zudem, warum eine ganzjährig verfügbare Quelle nicht automatisch einen ganzjährigen Wärmepumpenbetrieb nahelegt. Die im Konzept vorgesehene Wärmepumpe mit 300 Kilowatt Leistung sollte nur von September bis April arbeiten. Im Sommer sollte die Wärme aus dem mit Faulgas betriebenen Blockheizkraftwerk genügen. Die Wärmepumpe war somit als Ergänzung für jene Monate gedacht, in denen das Versorgungssystem zusätzliche Wärme brauchte. Diese Angaben stammen aus dem historischen Konzept; sie belegen nicht, dass das Netz heute so betrieben wird.
Hannovers vorbereitete Netzanbindung führt unter der Leine hindurch
In Hannover lässt sich der Weg zur nutzbaren Abwasserwärme an einem größeren Vorhaben verfolgen. Am Klärwerk Herrenhausen plant enercity eine Großwärmepumpe mit 30 Megawatt thermischer Leistung und rund 130 Gigawattstunden jährlicher Wärmeerzeugung. Das Unternehmen führt das Projekt weiterhin unter „Anlagen in Bau“. Nach dem am 8. September 2026 aktualisierten Magazinbeitrag ist die Fertigstellung für Ende 2026 vorgesehen, die Wärmelieferung ab 2027. Die genannten Werte sind Betreiberplanungen, noch keine gemessene Betriebsbilanz.
Die Einbindung in das bestehende System ist nach Angaben von enercity bereits vorbereitet; die Strom- und Fernwärmeanschlüsse wurden im Vorjahr hergestellt. Zu dieser Anbindung gehört eine Unterquerung der Leine im Spülbohrverfahren. Die Leitung schafft die notwendige Verbindung zwischen der Wärmegewinnung am Klärwerk und dem Fernwärmenetz. An diesem konkreten Hindernis wird deutlich, was eine Potenzialkarte nur begrenzt zeigen kann: Zwischen zwei geeigneten Standorten liegt ein realer Bauweg. Auch wenn Wärmequelle und Abnehmer grundsätzlich zueinander passen, ist dessen technische Erschließung eine Voraussetzung für die Nutzung.
Hannover kann dabei an eine vorhandene Fernwärmeversorgung anknüpfen. Das unterscheidet das Vorhaben von Standorten, an denen zunächst ein Verteilnetz aufgebaut und Abnehmer gewonnen werden müssen. Doch auch ein bestehendes Netz nimmt eine neue Wärmequelle nicht ohne Weiteres auf: Anbindung und Einspeisung sind eigene Projektaufgaben; die vorbereitete Anbindung in Hannover ist dabei von der noch geplanten Fertigstellung der Gesamtanlage und dem angekündigten Beginn der Wärmelieferung zu unterscheiden. Für Haushalte führt der Weg über Hausanschluss und Übergabestation weiter ins Gebäude. Wie diese Verbindung funktioniert und welche Vertragsfragen dazugehören, erläutert der Überblick zur Fernwärme in Städten.
Vom warmen Klarwasser zum heißen Fernwärmevorlauf
Die Leitung löst die räumliche Aufgabe. Für die passende Temperatur braucht es die Wärmepumpe. enercity nennt für das gereinigte Klarwasser in Hannover selbst im Winter etwa 12 bis 16 Grad Celsius. Für den Fernwärmevorlauf sind dagegen rund 95 Grad vorgesehen. Die Wärme des Klärwerksablaufs lässt sich deshalb nicht unmittelbar in dieses Netz einspeisen. Sie muss auf ein höheres, für die Versorgung nutzbares Temperaturniveau gebracht werden.
Das Prinzip dahinter: Ein Wärmetauscher überträgt Energie aus dem gereinigten Abwasser auf das Wärmepumpensystem. Im Wärmepumpenprozess nimmt ein Kältemittel Wärme auf. Ein elektrisch angetriebener Verdichter erhöht dessen Druck und Temperatur; anschließend wird Wärme an die Versorgung abgegeben. Das Fernwärmewasser bleibt dabei vom Abwasser getrennt. In die Gebäude gelangt also nicht das Wasser aus der Kläranlage, sondern dessen thermische Energie, ergänzt um die für den Prozess eingesetzte Energie.
Auch gereinigtes Abwasser stellt Anforderungen an den laufenden Betrieb. Die baden-württembergische Untersuchung weist darauf hin, dass selbst weitgehend geklärtes Wasser Biofilme verursachen kann. Die Reinigung der Wärmetauscher gehört deshalb zur technischen Planung. Entscheidend ist nicht allein, welche Wärmemenge sich rechnerisch entnehmen lässt, sondern auch, unter welchen Bedingungen die Anlage über längere Zeit zuverlässig arbeitet.
Quelle und Wärmebedarf müssen über das Jahr zusammenpassen
Der notwendige Temperatursprung hat Folgen für die Bewertung eines Projekts. Je größer der Abstand zwischen Quellentemperatur und benötigtem Heizvorlauf, desto aufwendiger wird der Wärmepumpenprozess. Eine ergiebige Abwasserquelle ersetzt den Strombedarf also nicht. Kosten und Klimabilanz hängen auch von der Effizienz und der Strombereitstellung ab. Für das Hannoveraner Vorhaben liegt in den verwendeten Quellen noch keine gemessene Jahresarbeitszahl vor, aus der sich die Effizienz über ein Betriebsjahr beurteilen ließe.
Ebenso wichtig ist die Auslastung: Wie viel Wärme wird im Winter gebraucht, welche Nachfrage bleibt im Sommer, und welche anderen Anlagen liefern dann bereits? Das Altensteig-Konzept beantwortete diese Frage mit einem saisonalen Wärmepumpenbetrieb. Die verfügbare Abwasserwärme wurde dort nicht isoliert betrachtet, sondern im Zusammenspiel mit der Wärme aus dem Faulgas-Blockheizkraftwerk. Wie Großwärmepumpen mit weiteren Erzeugern zusammenarbeiten, vertieft die Analyse zu Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen.
Kommunen müssen deshalb nicht nur eine Wärmequelle bewerten, sondern eine vollständige Versorgung planen: mit erreichbaren Abnehmern, baubaren Leitungswegen und einem Bedarf, der zur vorgesehenen Erzeugung passt. In Hannover gehört die Unterquerung der Leine zur laut Betreiber bereits vorbereiteten Netzanbindung. Anderswo steht zunächst der Aufbau eines Netzes an. Wie viel Abwasserwärme am Ende tatsächlich genutzt werden kann, entscheidet sich an diesen Verbindungen – räumlich, technisch und über das Jahr.
Quellen und weiterführende Informationen
- DWA: Abwasserwärmenutzung – Voraussetzungen und Hemmnisse der Erschließung.
- Potenzial der Abwasserwärmenutzung aus dem Auslauf von Kläranlagen – Lokalisierung von Standorten in Baden-Württemberg – Fachbeitrag 2023, historische Modellanalyse und Altensteig-Konzept.
- enercity: Großwärmepumpe ersetzt Kohle – Betreiberangaben zu Leistung, Temperaturen und Leine-Unterquerung.
- enercity: Großwärmepumpe am Klärwerk Herrenhausen – Projektseite und Baustatus.
- enercity: In Abwasser steckt viel Potenzial – aktualisiert am 8. September 2026, angekündigter Fertigstellungs- und Lieferzeitraum.
- Umweltbundesamt: Umgebungswärme und Wärmepumpen – Funktionsweise, Effizienz und Umweltbilanz.
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