Der Bau einer innovativen Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (iKWK) an der Kläranlage der Wirtschaftsbetriebe Duisburg in Huckingen markiert einen bedeutenden Schritt für die nachhaltige Wärmeversorgung Duisburgs. Neben konventionellen Blockheizkraftwerken setzen die Stadtwerke Duisburg auch auf Großwärmepumpen, um die Restwärme im bereits geklärten Abwasser für das Fernwärmenetz nutzbar zu machen. Dieser innovative Ansatz zur Nutzung regenerativer Wärme aus dem Abwasser trägt nicht nur zur Dekarbonisierung der Wärmenetze bei, sondern leistet auch einen wertvollen Beitrag zum lokalen Umweltschutz.
Das Projekt der Stadtwerke Duisburg veranschaulicht exemplarisch die Potenziale der Abwasserwärmenutzung, die bisher in Deutschland noch nicht großflächig genutzt wird. Dabei stecken im Abwasser große Wärmemengen. Mit gut 50 % Warmwassernutzung von Haushalten ist Abwasser selbst an kalten Wintertagen meist über 10 Grad Celsius warm. Die Abwasserwärme gelangt nach Abschluss der Klärung bislang häufig ungenutzt in den Wasserkreislauf.
Das Bauprojekt umfasst die Speicherung von Abwasser am Ausgang der Kläranlage, um auch bei schwankenden Wassermengen genügend Wasser für die Abwärmegewinnung vorzuhalten. Zusätzlich wird ein Pumpenhaus entstehen, das zwei Wärmepumpen mit einer Gesamtleistung von 3,8 MW beherbergt. Ebenfalls sollen im Heizwerk Mitte der Stadtwerke Duisburg zwei Blockheizkraftwerke mit einer elektrischen Leistung von je 4,5 MW, die gleichzeitig 4,7 MW thermische Leistung erbringen können, installiert werden.
Die Stadtwerke investieren insgesamt 27 Millionen Euro in das Projekt. Eine iKWK-Ausschreibung bei der Bundesnetzagentur im Juli 2021 sicherte dem Projekt eine Förderung über 45.000 Betriebsstunden zu. So entsteht laut Betreiber die größte iKWK-Anlage an einer Kläranlage Deutschlands.
Die Anlage wird voraussichtlich im Frühjahr 2025 in Betrieb genommen. Das zu nutzende Abwasser hat je nach Jahreszeit eine Temperatur zwischen 8 und 25 Grad Celsius. Sobald es wärmer als 10 Grad ist, kann es effizient für den Betrieb der geplanten Wärmepumpen genutzt werden. Durch das Entziehen von Wärme aus dem Wasser und die Aufbereitung versorgt die Anlage das Fernwärmenetz so mit einer thermischen Leistung von rund 4 MW bei einer Vorlauftemperatur von etwa 75 Grad Celsius. Auch trägt die leichte Abkühlung des gereinigten Wassers der Kläranlage dazu bei, den Rhein zu stabilisieren und vor zusätzlicher Erwärmung zu schützen.
Mit der Leistung der Anlage können die Stadtwerke den jährlichen Stromverbrauch von 10.000 Haushalten regenerativ decken und bis zu 4.000 an das Fernwärmenetz angeschlossene Haushalte nachhaltig mit Wärme versorgen. Ein elektrischer Wärmeerzeuger mit einer Leistung von 30 MW komplettiert die Anlage. Dieser soll insbesondere eingesetzt werden, wenn überschüssige elektrische Energie im Netz vorhanden ist oder regenerative Erzeugungsanlagen bei Überschüssen im Stromnetz andernfalls abgeschaltet würden. So wird grünes Energiepotenzial effektiv und netzdienlich ausgeschöpft, um Wärme zu erzeugen und bei Bedarf im Wärmespeicher der Stadtwerke Duisburg vorzuhalten.
Durch die effiziente Nutzung der Restwärme aus dem Abwasser ermöglicht das Projekt nicht nur eine nachhaltige Energieversorgung, sondern mindert auch die Erwärmung und Trockenheit des Rheins im Sommer im Zuge des Klimawandels. Die Anlage der Stadtwerke Duisburg veranschaulicht vorbildlich, wie Energieversorger durch innovative Technologien und nachhaltige Ansätze einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende und zum Umweltschutz leisten können.