.

Illustration und schematische Darstellung verdeutlichen das Energiegewinnungs- und Abwassernutzungskonzept.
© HAMBURG WASSER

Im Vergleich zum bestehenden Hamburger Abwassersystem hat der Transport des Abwassers im HWC-System durch den Einsatz der Vakuumtechnik einen höheren Strombedarf. Für die Abwasseraufbereitung ist er jedoch niedriger. Mit der Einsparung von Trinkwasser wird im HWC-System auch Strom gespart. In Summe produziert das HWC-System Strom, während bei der konventionellen Abwasserentsorgung in Hamburg Strom verbraucht wird.
© HAMBURG WASSER
2 / 3

Ganzheitliches Abwassernutzungskonzept

Die Jenfelder Au wird das größte Wohnquartier Europas sein, in dem aus dem lokalen Abwasser dezentral Wärme und Strom erzeugt werden. Möglich macht dies ein ganzheitliches System zur Abwasserentsorgung und Energieversorgung im urbanen Raum. Wichtigster Baustein ist die getrennte Erfassung, Sammlung und Behandlung verschiedener Abwässer, die sogenannte Teilstrombehandlung. Bei konventionellen Entwässerungssystemen fließen alle im Haushalt anfallenden Abwässer zusammen und werden aufwendig in einem entfernten Klärwerk behandelt. Im neuen Quartier werden die Abwasserteilströme „Schwarzwasser“ (aus den Toiletten, stark verschmutzt), „Grauwasser“ (aus Küche und Bad, gering verschmutzt) sowie das „Regenwasser“ (Niederschlagswasser, kaum verschmutzt) getrennt voneinander abgeleitet und lokal behandelt.

Um das energetische Potenzial des Schwarzwassers optimal zu nutzen, kommen flächendeckend Unterdrucktoiletten, auch Vakuumtoiletten genannt, zum Einsatz. Diese Keramik-Unterdrucktoiletten sind nicht mit denen in Flugzeug oder Bahn vergleichbar, sondern geräuschärmer im Betrieb. In Design und Gebrauch unterscheiden sie sich kaum von herkömmlichen Spültoiletten. Mit ihrem sehr geringen Spülwasserbedarf von 0,8 bis 1,2 Liter Wasser pro Spülvorgang sorgen sie für eine hohe Konzentration des Biomasse-Anteils im Schwarzwasser. Per Unterdruckleitung fließt dieses konzentrierte Schwarzwasser dem eigens dafür errichteten neuen Betriebshof von HAMBURG WASSER am Rand des Quartiers zu, wo es zusammen mit weiteren organischen Substraten abwassertechnisch anaerob behandelt wird – ebenso wie die Abluft, die aufgrund der Vakuumtechnik anfällt. Durch die Behandlung werden Geruchsstoffe entfernt, so dass eine Geruchsbelästigung im Wohngebiet ausgeschlossen ist. Als Ergebnis entsteht Biogas, das mit Mikrogasturbinen zu Strom und Wärme umgewandelt und den Haushalten der Jenfelder Au zur Verfügung gestellt wird. So können bis zu 40% des Wärme- und bis zu 50% des Strombedarfs klimaneutral lokal erzeugt werden. Der Restwärmebedarf wird in BHKWs vor Ort aus Bioerdgas erzeugt.

Den Wohnungsbauinvestoren und Einzelbauherren vorgegeben sind der Einbau von Unterdrucktoiletten sowie die Installation einer häuslichen Unterdruck-Entwässerungsleitung. Nur so ist gewährleistet, dass der energetische Nutzen des Konzepts voll ausgeschöpft werden kann. Wie in Hamburg üblich, endet die Zuständigkeit der Hauseigentümer an der Grundstücksgrenze. Dort werden die beiden Abwasserströme in die zwei separaten öffentlichen Sielnetze (Vorfluter) angeschlossen – das Schwarzwasser an das „Unterdrucksiel“ und das Grauwasser an das Grauwassersiel. Regenwasser fließt nicht mehr direkt ins Siel, sondern wird in den neu angelegten Kühnbachteich geleitet, zurückgehalten und gepuffert in den Vorfluter abgegeben. Im Teich kann das Regenwasser auch verdunsten und so das Mikroklima verbessern. Das technische Konzept wurde von HAMBURG WASSER unter dem Namen HAMBURG WATER Cycle® (HWC) entwickelt. Es kann zusätzlich durch die Nutzung von Erdwärme und Solarthermie unterstützt werden. Eingespeist und verteilt über ein Nahwärmenetz lässt sich somit eine CO2-neutrale Wärmeversorgung des gesamten Quartiers erreichen.

Bilanzieren und erproben

Die Umsetzung des Hamburg WATER Cycle wird aus dem EU LIFE+ Programm sowie aus Bundesmitteln durch das BMBF und das BMWi gefördert. Mit unterschiedlichen Schwerpunkten unterstützen sie Planung und Bau verschiedener innovativer Komponenten und die kontinuierliche Optimierung des zukünftigen Betriebs. Die Forschungsarbeiten des EnEff:Stadt-Projekts in der Jenfelder Au zielten auf die energetische Optimierung und ökonomische Bewertung des Quartierskonzepts ab. Dazu wurden verschiedene Varianten des Hamburg Water Cycle (HWC-System) – vom Haus über die Abwasserentsorgung bis hin zur Wärmeversorgung – für den Neubaubereich bilanziert. Es zeigte sich: Durch die Umsetzung des Konzepts wird Energie erzeugt und nicht mehr verbraucht, als bei der konventionellen Abwasserentsorgung.

Dies ist allerdings mit erhöhten Investitionskosten verbunden, vor allem wegen der doppelten Leitungsführung für Schwarzwasser und Grauwasser sowie der Notwendigkeit, dass für das Quartier ein eigener Betriebshof mit den Anlagen vor Ort gebaut wird. Nur so ist jedoch die Kreislaufschließung und die Wärmeproduktion und -nutzung vor Ort möglich. Der erste Spatenstich zum Sielbau erfolgte im Oktober 2013. Seitdem werden sämtliche Siele rund um den Kühnbachteich verlegt.

Projektinfo 09/2014:
2 / 3

Merkzettel

BINE-Abo

Publikation abonnieren

Adressen

Projektleitung
Hamburg Wasser

Service

BINE-Projektinfo 09/2014
(PDF, 4 Seiten, 0,8 MB)

Links

Hamburg Water Cycle
Projektwebsite von HAMBURG WASSER

HTC in Niedersachsen
Website zum Innovationsverbund Hydrothermale Carbonisierung Niedersachsen

KREIS (Versorgung durch Entsorgung)
Website des BMBF-Forschungsverbundprojekts

ENERGIEWENDEBAUEN
Projekte, Berichte, Nachrichten
und Analysen aus der Forschungsinitiative ENERGIEWENDEBAUEN

Infotipps

Technologiestandort wächst energieffizient
BINE-Projektinfo 14/2013

Auf dem Weg zum Niedrigenergie-Stadtquartier
BINE-Projektinfo 15/2012

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.