Kategorie: Fernwärme

  • Wie aus Abwasser Wärme wird

    Wie aus Abwasser Wärme wird

    Im Eingangsbereich des ERZ Klärwerk Werdhölzli hängt eine Luftaufnahme der gesamten Anlage, darauf sind prominent die vier riesigen Klärbecken zu sehen. Auf diesem Stück Land direkt an der Limmat wird das Abwasser der ganzen Stadt gereinigt. In einem im Verhältnis kleineren Gebäude wird der dabei zurückbleibende Klärschlamm verbrannt, aber nicht nur der der Stadt, sondern auch der des ganzen Kantons. Angesichts der Massen an Wasser, die hier durchfliessen – jeden Tag sind es zwischen 150’000 und 500’000 Kubikmeter – wirkt die Anlage schon fast wieder dezent. Wenn die Stadtzürcher Stimmberechtigten am 10. Februar ja zum Objektkredit für einen Energieverbund Altstetten sagen, wird auf diesem Areal neu auch Fernwärme produziert. Wie und wo das genau geschehen wird, erklärt Projektleiter Pascal Leumann auf einem Rundgang.

    Selbst kaltes Wasser liefert Wärme

    Der Weg führt vorbei am Parkplatz der Schausteller und an Schrebergärten bis ans westlichste Ende des Werdhölzli Areals. Hier wurde vor kurzem eine neue Verfahrensstufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen in Betrieb genommen. Nachdem das Abwasser die ganze Kläranlage durchlaufen hat, werden in dieser Anlage in einem letzten Schritt beispielsweise Medikamentenrückstände entfernt, bevor das Wasser wieder in den Fluss gelangt. Gleich daneben hat das ewz das Abwärmenutzungsgebäude (AWN-Gebäude) in einer Vorinvestition erstellt. In der Halle hallt es wie in einem Wasserreservoir. «Selbst in der kältesten Jahreszeit beträgt die Temperatur des gereinigten Abwassers etwa zwölf Grad», sagt Leumann. «Im Wärmetauscher wird dem Wasser Energie in Form von Wärme entzogen, etwa zehn Grad Celcius. Ein Teil des gereinigten Abwassers wird vom Auslaufkanal zum AWN-Gebäude geleitet, dort wird dem gereinigten Abwasser über den Wärmetauscher Wärme entzogen und das gereinigte Abwasser wieder zurück in den Auslaufkanal des Klärwerks geleitet. Der Auslaufkanal wird dann in die Limmat geleitet. Die so gewonnene Energie gelangt nun über einen mit Wasser betriebenen Zwischenkreis, das sogenannte Anergieleitungsnetz, in die Energiezentrale, wo es mit einer Wärmepumpe auf 60 bis 70 Grad erhitzt wird. Dazu benötigt man Strom. Das Verhältnis von Strom zu gewonnener Energie liegt bei eins zu vier, das bedeutet, mit einem Teil Strom können vier Teile Nutzwärme produziert werden. In die Energiezentrale, die den Hönggerberg versorgen wird, wird ausserdem eine Leitung gelegt, die rund 70 Grad heisse Rest-Abwärme aus der Klärschlammverwertungsanlage sowie zusätzliche Abwärme mit rund 50 Grad aus der Abgaskondensation derselben Anlage zuführt.

    Die so produzierte Wärme wird über ein ebenfalls geschlossenes Fernwärmenetz zu den Kund*innen gebracht. Diese heizen ihre Gebäude damit oder füllen wahlweise auch ihren Heisswasservorrat. Das abgekühlte Wasser fliesst wieder zurück in die Energiezentrale, wo es erneut aufgewärmt wird, und so weiter. Parallel dazu wird ein Fernkältenetz im Dienstleistungsgebiet zwischen der Bahnlinie und der Autobahn ausgebaut. Kunden, die ihre Büros kühlen wollen, können die Klimakälte beim ewz bestellen.

    Von der Limmat hoch zum Rütihof

    Vom Klärwerk führen die Fernwärmeleitungen unter der Limmat hindurch bis zum Pflegezentrum Bombach. Die Pläne sind noch nicht definitiv, aber es kann gesagt werden, dass die Leitungen, wenn immer möglich, den Strassen entlang gelegt werden. So führen die stark isolierten Rohre der Hauptleitung auf dem provisorischen Plan die Frankentalstrasse hinauf, unter einem Feld hindurch, der Riedhofstrasse entlang und links über einen Feldweg zum Rütihof hinauf. «Die Bauarbeiten werden in enger Koordination mit dem Tiefbauamt der Stadt Zürich (TAZ) durchgeführt», sagt Marie Oswald, Pressesprecherin des ewz. «Ziel ist, den Leitungsbau mit anderen Bauplänen zu koordinieren, um das Baustellenaufkommen einzugrenzen». Das werde nicht in 100 Prozent der Fälle möglich sein, aber man versuche sich, so gut wie möglich abzustimmen. Diese Koordination könnte in Höngg vergleichsweise einfach ablaufen, wohingegen in Altstetten mit der sich im Bau befindenden Limmattalbahn und anderen gleichzeitig zu realisierenden Projekten einige Herausforderungen auf die Ämter zukommen dürften.

    Von den Hauptleitungen aus wird die Wärme in die Häuser verteilt. «Das Anschliessen der Häuser dauert voraussichtlich zwei bis drei Wochen», erklärt Leumann. Dies deshalb, weil einige aufwendige Arbeiten zu erledigen sind: Nach dem Ausheben des Grabens werden zwei Leitungen verlegt und verschweisst. Die Schweissnähte werden mit einer Muffe, einer Art Mantel, extra isoliert. In dieser befinden sich zwei Drähte, anhand derer man ein allfälliges Leck schnell lokalisieren kann. Dann wird ein Teil der Schweissnähte geröntgt und der gesamte Leitungsabschnitt mit Luft gefüllt, ähnlich wie bei einem Fahrradpneu, um zu sehen, ob irgendwo noch eine undichte Stelle ist. Erst dann wird der Graben wieder zugeschüttet. Über zwei Löcher in der Wand führen die Leitungen ins Haus, dort wird – immer noch durch das ewz – eine Wärmeübergabestation eingebaut. Es handelt sich um einen Wärmetauscher im Kleinformat. Dort wird das 70 Grad warme Wasser in das geschlossene Heizungssystem des Kunden angeliefert, das abgekühlte Wasser fliesst zurück.
    Und wer kommt überhaupt in den Genuss der ökologischen Wärme? «Der von uns festgelegte Perimeter wurde möglichst nah an die Quelle gelegt, um den Energieverlust zu minimieren», sagt Leumann, «ausserdem sind Einfamilienhaus-Quartiere wirtschaftlich schwierig zu erschliessen». Entsprechend führen die Leitungen durch dichter bebaute Quartiere mit Mehrfamilienhäusern und grösseren Gebäuden. 2017 hatte das ewz damit begonnen, Kunden im Gebiet Altstetten Nord und Höngg anzuschreiben und über die Wärmelieferung zu informieren. Unter dem Vorbehalt, dass die Abstimmung auch angenommen wird, wurden erste Verträge abgeschlossen. Bereits im Frühjahr 2018 hatten sich genug potenzielle Kund*innen gefunden, um einen kostendeckenden Betrieb auf 30 Jahre zu gewährleisten. Bis zum 1. Oktober 2020 soll die erste Etappe soweit beendet sein, dass die ersten Gebäude angeschlossen werden können. Im Herbst 2021 sollen die Arbeiten schliesslich abgeschlossen sein, der genaue Zeitpunkt hängt jedoch von der Koordination mit dem Tiefbauamt ab. Weitere lokale Leitungsbauten werden schliesslich nötig sein, um weitere Kunden anzuschliessen.
    75 Prozent CO2 neutrale Wärme soll der Energieverbund liefern können, die Spitzenlasten sollen mit fossilen Energieträgern abgedeckt werden. Wäre auch eine Abdeckung der Spitzenlast der Fernwärmeversorgung ohne fossile Energieträger, wie es ein Postulat im April 2018 forderte, denkbar? «Um 100 Prozent erneuerbar zu sein, könnte man theoretisch in diesem Fall nur das gereinigte Abwasser, Holzschnitzel oder Biogas nutzen», meint Leumann, «wirtschaftlich wäre es allerdings nicht und wir müssten auch für die Endkundinnen und -kunden einen viel höheren Preis für die Wärmelieferung verlangen».

    Wieso ewz und nicht ERZ?

    ERZ, ewz, Energieverbund, Wärme Zürich: Wieso hat eigentlich das ewz den Lead für das Projekt, und nicht Entsorgung und Recycling Zürich (ERZ), der das Klärwerk angehört und die bereits Fernwärme anbietet? «ERZ bietet über ihre Firma ‹Wärme Zürich› zwar bereits Fernwärme an, diese bezieht sie aber aus der überschüssigen Abwärme der Kehrichtverbrennungsanlagen Hagenholz und Josefstrasse und verteilt sie direkt über ihr Hochdrucknetz», erklärt Pascal Leumann. «Der Unterschied ist, dass der Energieverbund Altstetten auf der Nutzung von gereinigtem Abwasser gründet und mit Wärmepumpen arbeitet. Das ist schlicht nicht das Kerngebiet des ERZ, wohingegen das ewz in diesem Bereich auf rund 20 Jahre Erfahrung zurückgreifen kann». Unter anderem betreibt das ewz seit zehn Jahren den Energieverbund Schlieren. Da die Fernwärme-Anlagen aber auf dem Areal des Klärwerks stehen und auch von vorhandenen Produkten wie Abwärme aus der Klärschlammverwertungsanlage profitieren werden, ist eine enge Zusammenarbeit zwischen allen Stellen unabdingbar. Inwiefern die Stadt die verschiedenen Anbieter der Übersicht halber einmal unter ein gemeinsames Dach nimmt, ist Bestandteil der politischen Diskussion. Der Stadtrat berät zurzeit darüber, wie eine Dachstrategie aus Eigentümersicht zur Organisation der städtischen Energieversorger aussehen könnte.

  • Fernwärme in greifbarer Nähe

    Fernwärme in greifbarer Nähe

    2008 haben die Zürcher Stimmberechtigten der Verankerung der Nachhaltigkeit und der 2000-Watt-Gesellschaft mit 76,4 Prozent zugestimmt. Damit beauftragten sie die Stadt, sich insbesondere für die Reduktion des CO2-Ausstosses und die Förderung der Energieeffizienz und erneuerbarer Energiequellen einzusetzen. Der geplante «Energieverbund Altstetten», welcher Altstetten und Teile von Höngg umfasst, soll dazu beitragen, diese Ziele zu erreichen. Heute werden die beiden Quartiere weitgehend über das Gasnetz mit Wärme versorgt. Dieses soll mittel- bis langfristig durch Fernwärme ersetzt werden, welche aus dem gereinigten Abwasser des Klärwerks Werdhölzli gespiesen wird. Zusätzlich verbrennt ERZ im Werdhölzli den gesamten Klärschlamm aus Stadt und Kanton Zürich. Ein Teil der Abwärme kann vom Energieverbund als zusätzliche Energiequelle genutzt werden. Zurzeit werden erst rund 15 Prozent des Energiepotenzials des Klärwerks genutzt, die 70 angeschlossenen Liegenschaften sparen im Jahr 3,4 Millionen Liter Heizöl, was einer CO2-Reduktion von 8310 Tonnen entspricht. Angestrebt wird eine Fernwärmeerschliessung von 30’000 Haushalten und eine damit einhergehende CO2-Verminderung von 30’000 Tonnen.

    2016 bewilligte die Stadt einen Objektkredit in der Höhe von 1,96 Millionen, um im Zuge eines Ausbaus im Klärwerk Werdhölzli die Infrastruktur für einen Energieverbund bereitzustellen. Ausserdem erstellte das ewz ein Gebäude zur Verwertung von Abwärme, um die «Synergien mit dem Erweiterungsbau der ERZ zu nutzen», wie es in der Abstimmungszeitung heisst.
    Wird die Vorlage vom Stimmvolk angenommen, baut das ewz in einer ersten Etappe in Höngg und in Altstetten Nord, nördlich der Bahnlinie, einen Wärme- und Kälteverbund. Dafür konnten bereits genügend Eigentümer*innen von Gebäuden für einen Anschluss gewonnen werden, wie die Stadt bekannt gibt. Somit sei ein kostendeckender Betrieb gewährleistet. Die ersten Liegenschaften sollen ab 2020 über den Energieverbund mit Fernwärme versorgt werden. Der Kälteverbund wird in dieser Etappe nur in Altstetten Nord zwischen Autobahn und Bahngleisen gebaut. Auch die neue Eishockey- und Sportarena soll vom Energieverbund Altstetten versorgt werden.

    Verdichtung des Fernwärmenetzes und Ausbau der Anergieleitung*

    In einer zweiten Etappe wird das Netz entsprechend der Nachfrage verdichtet. Der Anschluss ist freiwillig, die Preise sollen für das ganze Verbandsgebiet einheitlich gestaltet werden. In der dritten Etappe wird schliesslich die Anergieleitung vom Werdhölzli zum bestehenden ewz-Energieverbund Flurstrasse verlängert. Dies als Voraussetzung für künftige Etappen, in denen die Gebiete Altstetten-Mitte und -Süd erschlossen werden sollen. Diese sind von dieser Abstimmung nicht betroffen und werden separat durch die zuständigen städtischen Stellen bewilligt. Dies sind: das ewz, ERZ, das Tiefbauamt und die Energie 360° AG. Letztere versorgt heute einen Grossteil der Liegenschaften in Altstetten und Höngg über das Gasnetz mit Wärme, will sich aber zurückziehen, sobald die Versorgung über Fernwärme gewährleistet ist. Die Gasversorgung soll jedoch noch mindestens 15 Jahre sichergestellt sein.

    Gemeinderat hat Vorlage klar angenommen

    Am 14. November 2018 hat der Gemeinderat der Vorlage mit 101 zu 14 Stimmen zugestimmt. Einzig die SVP lehnt den Kredit «Energieverbund Altstetten» gänzlich ab. Sie fände die Nutzung von Abwasser zur Gewinnung von Heizwärme zwar grundsätzlich sinnvoll, sieht darin aber ein Hochrisikogeschäft. Sie bezweifelt, dass sich genügend interessierte Haushalte im Gebiet finden lassen, da Heizöl und Gas noch immer günstiger seien. Solche Risiken sollte ihrer Meinung nach nicht der Steuerzahler tragen, sondern eine private Betreibergesellschaft. Die Gründung einer Aktiengesellschaft als gemeinsames Unternehmen des ewz und der Energie 360° AG hatte der Gemeinderat in einer früheren Abstimmung jedoch abgelehnt. Während die übrigen Parteien das Projekt als Teil der Umsetzung der Energieplanung der Stadt Zürich anerkennen und auch die Nutzung von bereits vorhandenen und aktuell brachliegenden Energiequellen befürworten, schliessen auch sie, je nach politischer Färbung, potentielle Schwierigkeiten nicht aus. So sieht die FDP das mögliche Risiko, dass bei schlechter Kundenakquisition keine Amortisation der Kosten gelingt. Weiter kommen die generellen Risiken beim Bau von Grossprojekten hinzu, wie beispielsweise unvorhergesehene Probleme, welche zu zusätzlichen Kosten führen. Ausserdem müssten bei einer Ablehnung der Vorlage bereits getätigte Vorinvestitionen abgeschrieben werden. Die FDP stellt sich gegen einen Anschlusszwang und eine ökonomisch nicht sinnvolle Abdeckung der Spitzenlasten (rund 25 Prozent der Gesamtenergie) durch CO2-neutrale Quellen (Maximalforderungen). Beides ist jedoch gemäss Abstimmungsvorlage auch nicht vorgesehen. Für die Grünen ist offen, ob der «Energieverbund Altstetten und Höngg-West» in Zukunft nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten betrieben werden kann, da zurzeit unklar ist, wie sich die ganze Energiepreis-Thematik weiterentwickelt und welche Grundlagen zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit beigezogen werden. Die Kosten von 130 Millionen werden von glp kritisch betrachtet. Das Verhältnis zwischen ewz und Energie 360° sei ausserdem weiterhin unklar, auch wenn die Koordination in diesem Projekt gewährleistet ist. Ausserdem könnten die mit dem Projekt verbundenen Bauarbeiten für die Anwohner zumindest zwischenzeitlich zu Unannehmlichkeiten führen. Auf Anfrage äusserte sich der Hauseigentümer Verband Zürich (HEV) grundsätzlich positiv gegenüber dem Projekt, weil eine bereits vorhandene Energie genutzt und das Heizen mit Öl oder Gas reduziert, wenn nicht sogar ersetzt werden könne. Wichtig seien dem HEV, dass kein Bezugszwang entstehe und über einen Ersatz von Gas durch Fernwärme rechtzeitig und umfassend informiert werde. Schliesslich sollen sich die Kosten für die Fernwärme im Rahmen der anderen Energieträger bewegen und allfällige Verluste nicht an den Steuerzahler übertragen werden.

    *Anergie
    Exergie bezeichnet den Anteil der Energie eines Systems, welcher Arbeit leisten kann. Anergie ist nun der Gegenbegriff hierzu – also Energie, die keine Arbeit leisten kann. (…) Wenn Wärme beispielsweise in Form heissen Wassers in einer Fernwärmeleitung geliefert wird, dann kann diese Energielieferung gedanklich in Exergie und Anergie aufgeteilt werden. Der Exergieanteil ist die Menge elektrischer Energie, die man theoretisch mit einer perfekten Wärmekraftmaschine gewinnen könnte – wobei als zweites Temperaturniveau zum Beispiel die Temperatur der Aussenluft verwendet wird. Die Menge von Anergie wäre dann die gesamte gelieferte Energiemenge abzüglich der Menge von Exergie.
    Quelle: https://www.energie-lexikon.info

     

    Mehr zum Thema in der Ausgabe vom 24. Januar. Unter anderem besucht der «Höngger» die Kläranlage Werhölzli.