Bei nahezu allen technischen Prozessen, auch beim Betrieb unterschiedlicher Heizungsanlagen, entsteht Abwärme. Diese geht meist ungenutzt verloren, wodurch die Effizienz sinkt, da ein wesentlicher Teil der Wärmeenergie nicht verwertet wird. Wer die Abwärme jedoch nutzt, kann die Effizienz steigern und Energiekosten senken. Für die Abwärmenutzung gibt es je nach Heizungsart und Anwendung verschiedene Möglichkeiten. Wir erklären Definition, Verfahren und Einsatzbereiche.

Generelle Überlegungen zur Nutzung von Abwärme

Auch wenn viele Anlagen große Mengen Abwärme erzeugen, lässt sich diese nicht immer direkt weiternutzen, weil das Temperaturgefälle zu niedrig ist. In solchen Fällen kann die Abwärme nur über Umwege verwertet werden. Eine Möglichkeit ist die Stromerzeugung über spezielle Kreisprozesse wie den Organic Rankine Cycle, der auch bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen funktioniert. Entscheidend ist stets, ob sich der Aufwand für die Nutzung im Verhältnis zum gewonnenen Nutzen lohnt.

Stromproduktion aus Abwärme

Da Abwärme oft nicht heiß genug ist, um wie in einer klassischen Wasserdampfturbine Strom zu erzeugen, kommt ein anderes Wärmeträgermedium zum Einsatz. Beim Organic Rankine Cycle werden Stoffe mit besonders niedrigem Siedepunkt genutzt, die durch die Abwärme verdampfen und eine Turbine antreiben. Eine weitere Möglichkeit sind thermoelektrische Generatoren, die den Temperaturunterschied zweier Körper direkt in Strom umwandeln. Diese Verfahren spielen vor allem im industriellen Umfeld eine Rolle, weniger im privaten Haushalt.

Abwärmenutzung durch Wärmerückgewinnung

Eine gängige Methode ist die Wärmerückgewinnung. Bei Lüftungs- und Klimaanlagen entzieht ein Wärmeübertrager der Abluft die Wärme und überträgt sie auf die frische Zuluft. So lassen sich 80 bis 90 Prozent der sonst auftretenden Wärmeverluste vermeiden. Diese Technik kommt vor allem in Passiv- und Niedrigenergiehäusern zum Einsatz und trägt zu einem sehr niedrigen Primärenergieverbrauch bei. Eine Abluftwärmepumpe entzieht der warmen Raumluft zusätzlich Wärme und nutzt sie zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung.

Weitere Einsatzbereiche

In einer Biogasanlage entsteht bei der Verbrennung der Gase neben Strom auch Wärme, die häufig parallel zur Beheizung von Gewächshäusern, Werkhallen oder nahe gelegenen Wohnräumen genutzt wird. Auch in jedem Blockheizkraftwerk wird die neben dem Strom erzeugte Wärme über die Kraft-Wärme-Kopplung zur Deckung des eigenen Heizwärmebedarfs genutzt. Diese gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme senkt den Brennstoffeinsatz je erzeugter Kilowattstunde.

Abwärme im Gebäude nutzen

Auch im Wohngebäude fällt Abwärme an, etwa von Kühlgeräten, der Warmwasserzirkulation oder dem Abwasser. Ein Duschwasser-Wärmetauscher entzieht dem warmen Abwasser der Dusche einen Teil der Wärme und überträgt sie auf das kalte Zulaufwasser, wodurch der Warmwasserbedarf sinkt. Solche Systeme sind vergleichsweise einfach nachzurüsten und senken die Energiekosten spürbar. Zusammen mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung lässt sich so ein erheblicher Teil der sonst verlorenen Wärme im Haus halten. Die Nutzung von Abwärme ist damit ein wichtiger Baustein, um Gebäude energieeffizient zu betreiben.

Wirtschaftlichkeit der Abwärmenutzung

Ob sich die Nutzung von Abwärme lohnt, hängt vom Temperaturniveau, der verfügbaren Menge und dem Aufwand für die Rückgewinnung ab. Je höher die Temperatur der Abwärme und je konstanter sie anfällt, desto einfacher und wirtschaftlicher lässt sie sich nutzen. Im privaten Bereich sind vor allem die Wärmerückgewinnung aus der Abluft und die Nutzung der Abwärme aus dem Abwasser interessant, da sie mit überschaubarem Aufwand spürbare Einsparungen bringen. In Gewerbe und Industrie können darüber hinaus große Mengen an Prozessabwärme genutzt werden, etwa für die Beheizung benachbarter Gebäude oder die Einspeisung in ein Wärmenetz. Eine Energieberatung hilft, die vorhandenen Abwärmequellen zu erfassen und die wirtschaftlich sinnvollen Maßnahmen zu identifizieren.

Abwärme und Förderung

Maßnahmen zur Abwärmenutzung und Wärmerückgewinnung können über die Bundesförderung für effiziente Gebäude gefördert werden, etwa eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung als Einzelmaßnahme. Auch im Rahmen einer umfassenden Sanierung lassen sich solche Maßnahmen bezuschussen. Da die genauen Konditionen und Voraussetzungen von der Art der Maßnahme abhängen und sich ändern können, sollten Sie die aktuellen Förderbedingungen vor der Umsetzung prüfen und den Antrag vor der Auftragsvergabe stellen.

Fazit

Abwärmenutzung ist ein wirkungsvoller Hebel, um Energie einzusparen und die Effizienz von Anlagen und Gebäuden zu erhöhen. Ob über die Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen, eine Abluftwärmepumpe, einen Duschwasser-Wärmetauscher oder die Kraft-Wärme-Kopplung im Blockheizkraftwerk: In vielen Bereichen lässt sich sonst verlorene Wärme sinnvoll verwerten. Gerade in gut gedämmten Gebäuden trägt die konsequente Nutzung der Abwärme dazu bei, den Energieverbrauch und damit die Kosten und Emissionen deutlich zu senken.

Zusammengefasst ist die Abwärmenutzung ein oft unterschätzter Hebel, um vorhandene Energie besser auszunutzen. Wer bei Neubau oder Sanierung eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung einplant und geeignete Abwärmequellen im Haus nutzt, senkt den Energiebedarf spürbar und macht sich unabhängiger von steigenden Energiepreisen.

Gerade im Zusammenspiel mit einer Wärmepumpe oder einem Blockheizkraftwerk entfaltet die konsequente Nutzung der Abwärme ihr volles Potenzial und trägt so zu einer effizienten Wärmeversorgung des Gebäudes bei.