Aquathermie

Aquathermie ist die nachhaltige Beheizung und Kühlung von Gebäuden mit der Wärme und Kälte von Wasser. Untersuchungen haben ergeben, dass mit Aquathermie die Hälfte des Wärmebedarfs der gebauten Umwelt gedeckt werden kann. Die Aquathermie ist eine der Alternativen für nachhaltige Gebäudebeheizung aus dem niederländischen Klimapakt.

 

Aquathermietechniken TEO, TEA und TET

Aquathermie bedeutet: thermische Energie aus Wasser. Es gibt drei Aquathermietechniken, die jeweils von einer anderen Art von Wasser Gebrauch machen:

  • Thermische Energie aus Oberflächengewässern (TEO), also etwa aus Flüssen, Kanälen oder Seen. Im Winter beträgt die Wassertemperatur in Gräben und Kanälen etwa 7 Grad; im Sommer erwärmt sich das Wasser durch Sonneneinstrahlung auf rund 25 Grad. Mit dieser Wassertemperatur können Gebäude beheizt und gekühlt werden.
  • Thermische Energie aus Abwasser (TEA). Die Wärme aus dem Abwasser (Kanalisationswasser) wird zur Beheizung von Gebäuden verwendet.
  • Thermische Energie aus Trinkwasser (TET). Mit der Wärme, die bei der Trinkwasseraufbereitung entsteht, können Gebäude beheizt werden.
     

Funktion der Aquathermie

Die thermische Energie des Wassers kann mit oder ohne Wärmespeicher genutzt werden.

  • Aquathermie mit Wärmespeicher
    In den Sommermonaten wird dem Oberflächenwasser über einen Wärmetauscher Wärme entzogen. Diese Wärme wird im Boden in einem Wärme-Kälte-Speicher gespeichert. In der kälteren Jahreszeit wird das warme Wasser aus dem Boden hochgepumpt. Ein Wärmetauscher entzieht dem Wasser die Wärme und gibt sie an eine Wärmepumpe ab. Die zentrale Wärmepumpe heizt das Wasser im Wärmenetz bis auf die gewünschte Temperatur für die Gebäudeheizung und Warmwasserentnahme auf. An das Wärmenetz sind mehrere Wohnungen angeschlossen.
    - Anstelle einer zentralen Wärmepumpe kann auch eine Wärmepumpe je Gebäude eingesetzt werden.
    - Wenn nur ein Gebäude beheizt werden soll, wird kein Wärmenetz benötigt.
    - Im Sommer können die Gebäude mit der im Winter gespeicherten Kälte gekühlt werden. Die Kälte aus dem Wasser wird im Winter im Boden gespeichert und steht dann im Sommer für die Gebäudekühlung zur Verfügung. 
  • Aquathermie ohne Wärmespeicherung
    Die Wärme aus dem Wasser wird über einen Wärmetauscher direkt zur Nutzung in der Wohnung zur Verfügung gestellt, eventuell über ein Wärmenetz. Eine Wärmepumpe bringt das Wasser dann auf die gewünschte Temperatur.

Die Verfahren TEA und TET funktionieren analog zum TEO-Verfahren, nur dass die Wärme dem Abwasser beziehungsweise dem Trinkwasser entzogen wird statt dem Oberflächenwasser.
 

Maßarbeit

Aquathermieprojekte sind immer Maßarbeit. Die finanzielle und technische Durchführbarkeit hängt von der Isolierung der Gebäude, dem Wärme- und Kältebedarf, der Nähe zu Wasserquellen und den Möglichkeiten für die Wärmespeicherung ab.
Bei jedem Projekt sind viele verschiedene Akteure involviert, darunter der Bewirtschafter der Wasserquelle (Wasserverbände, die Straßen- und Wasserbaubehörde Rijkswaterstaat, Trinkwasserversorger), der Netzwerkverwalter, das Wärmeversorgungsunternehmen, der Geldgeber, die Wohnungsbaugenossenschaft, das Bauunternehmen, die Gemeinde und die Provinz. Große Projekte zur Beheizung mit Aquathermie lassen sich nur auf der Grundlage einer öffentlich-privaten Zusammenarbeit realisieren.
 

Nachhaltige Wärmequelle

Die für die Aquathermie genutzten Wasserquellen werden direkt oder indirekt durch Sonneneinstrahlung oder die Umgebung erwärmt. Wenn ab 2030 gemäß den Vereinbarungen im Klimapakt 80 Prozent des für den Betrieb der Wärmepumpen benötigten Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen, geht die Aquathermie nur noch mit sehr begrenzten CO2-Emissionen einher.
 

Folgen der Abkühlung des Oberflächenwassers

Die Kühlung des Oberflächenwassers im Sommer kann sich positiv auf die Wasserqualität auswirken, da die Gefahr mikrobiologischer Verunreinigungen, etwa durch Blaualgen, sinkt. Auch die von der Aquathermie verursachte Wasserströmung wirkt sich positiv auf die Wasserqualität aus.
Derzeit laufen Untersuchungen nach den weiteren ökologischen Folgen. Es wird jedoch erwartet, dass sich in den meisten Fällen keine ökologischen Folgen für die Wassersysteme ergeben werden. Nur örtlich, wo das eingeleitete Wasser kälter ist als das Einleitungsgewässer, können ökologische Auswirkungen verursacht werden. Dies wird in den Genehmigungsanforderungen berücksichtigt.
 

Green Deal Aquathermie

Im Mai 2019 wurde der Green Deal Aquathermie (in Holländisch) geschlossen. Darin haben die beteiligten Akteure Vereinbarungen über die Nutzung der Aquathermie in der gebauten Umwelt getroffen. Auf diese Weise will man sich einen guten Überblick über den Nutzen und die Anwendbarkeit der Aquathermie verschaffen, um so die Energiewende auf dem Gebiet der Wärmeversorgung zu beschleunigen. Das Netzwerk Aquathermie wird durch Wissensentwicklung und Wissensvermittlung für die Umsetzung des Green Deals Aquathermie sorgen.

Wissen und Praxis

Damit die Aquathermie in großem Maßstab zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden eingesetzt werden kann, muss noch mehr Wissen gesammelt werden, etwa auf dem Gebiet der Governance und der Folgen für die Gewässerökologie. Hierzu hat das Netzwerk Aquathermie (NAT) eine Forschungsagenda, entwickelt, aus der das Wärmekollektiv WarmingUp viele Fragen aufgegriffen hat. Das NAT erfasst und veröffentlicht darüber hinaus Daten, unter anderem über den aktuellen Stand der Aquathermieprojekte (TEO, TEA und TET), in einer digitalen Karte.
 

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