Zukunftsinvestition Energieeffizienz - Initiative CO2

© Rolf Krekeler/PIXELIO 

© Krümel/PIXELIO 

Zukunftsinvestition 

Energieeffizienz 

Ein Ratgeber für Industrie und Kommunen 

Zweite, stark 

erweiterte Ausgabe

Wir zeigen Ihnen, wie Sie Energiekosten 

sparen und den CO 2 -Ausstoß senken können 

Bereits heute gibt es zahlreiche Maß- 

nahmen, mit deren Hilfe Industrie und 

Kommunen die Energieeffizienz ihrer 

Gebäude und Anlagen deutlich steigern 

und damit die Kostenbelastung und den 

schadhaften CO 2 -Ausstoß nachhaltig 

senken können. In dieser Broschüre fin- 

den Sie eine aus unserer Sicht praxiser- 

probte Auswahl. 

Energieeffizienz – 

ein zentrales Zukunftsthema 

Industrieanlagen und öffentliche Gebäude wie 

Schulen, Kindergärten oder Sporteinrichtungen 

benötigen für den sicheren Betrieb Strom, 

Wärme und Kälte. Die Kosten dafür können in 

Zukunft durch Ressourcenknappheit und Preis- 

steigerungen bei fossilen Energieträgern weiter 

wachsen und schnell zur finanziellen Belastung 

werden. 

Doch es muss nicht so kommen. In den letz- 

ten Jahren wurden zahlreiche neue Verfahren 

erdacht, entwickelt und bereits erfolgreich in 

der Praxis getestet. Diese ermöglichen es Bau- 

herren und Betreibern, regenerative Energie- 

quellen zur Strom-, Wärme und Kälteerzeu- 

gung zu nutzen, die Energieeffizienz von Anlagen nachhaltig zu steigern 

oder den Energieverbrauch dauerhaft zu reduzieren. 

Initiative CO 2 – wir zeigen Ihnen 

den Weg zu einem geringeren Energieverbrauch 

Nach unserer Erfahrung ist es für die Verantwortlichen in Industrie und 

Kommunen nicht so einfach, die sich stellenden Fragen umfassend zu 

beantworten: Welche Energieeffizienz-Maßnahmen gibt es und welche 

sind im individuellen Fall die geeignetsten? Zudem ist es oftmals schwie- 

rig, in diesem komplexen Themenfeld kompetente Ansprechpartner zu 

finden. Aus diesem Grund haben sich 2007 auf Initiative der HTI Wilhelm 

Gienger KG namhafte Planer und Ingenieurbüros aus allen relevanten 

Themenfeldern, zahlreiche Hersteller, erfahrene Baufirmen und Dienst- 

leister sowie Vertreter aus Forschung und Lehre, aus den Kommunen, 

der Industrie und Verbänden zur „Initiative CO 2 “ zusammengeschlossen. 

Ihr Ziel ist es, Bauherren, Instandhalter und Betreiber über relevante Lö- 

sungen und Energietechniken aufzuklären und gemeinsam mit ihnen und 

den zuverlässigen Partnern aus dem Netzwerk effiziente Anlagen- und 

Gebäudetechnik sowie zukunftsweisende Infrastrukturen zu installieren 

– zur Senkung des Energieverbrauches und der CO 2 -Emissionen. 

Im vorliegenden Ratgeber „Zukunftsinvestition Energieeffizienz“ 

werden innovative Technologien anhand von ausgesuchten Praxis-Beispie- 

len vorgestellt. Bei der Auswahl wurde darauf geachtet, ein möglichst breites 

Spektrum effizienter Gebäudetechnik und wesentlicher Infrastrukturmaß- 

nahmen abzudecken – vom Einsatz moderner Drucklufttechnik über Bio- 

gas- oder Geothermie-Heizanlagen, Lüftungssysteme, die energetische 

© Didi 01/PIXELIO

Gebäudesanierung oder Wärmerückgewinnung 

aus Abwasser bis hin zum effektiven Klärwerks- 

betrieb, der nachhaltigen Oberfl ächengestaltung 

oder effi zienten Entwässerungslösungen. Denn 

wir glauben, je mehr Maßnahmen erfolgreich 

umgesetzt werden, desto dauerhafter und zu- 

kunftssicherer sind die industriellen und kommu- 

nalen Infrastruktur- und Energiekonzepte – und 

desto mehr Energie und damit Kosten und CO 2 

können langfristig eingespart und wirtschaftliche 

Chancen genutzt werden. 

CO 2 Earth – interaktiv die 

geeigneten Maßnahmen fi nden 

Ob Anlagentechnik, Energieversorgung oder In- 

frastrukturen – die Initiative CO 2 nimmt sich der 

relevanten Themen aus Industrie und Kommu- 

nen an und zeigt Lösungsmöglichkeiten auf. Um 

die Verantwortlichen stets auf einem aktuellen 

Wissensstand zu halten und das breite Spektrum 

der wachsenden Anzahl von Technologien und 

Lösungen optimal abbilden zu können, haben 

wir unter www.initiative-co2.de eine aktuelle 

Website eingerichtet. Dort werden unter ande- 

rem die Beispiele aus diesem Ratgeber und wei- 

tere Energieeffi zienz-Maßnahmen vorgestellt. 

Den Mittelpunkt der Internetpräsenz stellt eine 

virtuelle Infrastruktur für Industrie und Kommu- 

nen dar. „CO 2 Earth“ nimmt die Besucher 

per Mausklick auf einen Rundfl ug durch ver- 

schiedene kommunale, gewerbliche und öf- 

fentliche Gebäude sowie Industrieanlagen mit. 

Entscheider haben dort die Möglichkeit, direkt 

mit der fl iegenden Kamera in dreidimensional 

modellierte Gebäude, Anlagen und Techno- 

logien einzutauchen und zukunftsweisende 

Energieeffi zenz-Maßnahmen anschaulich zu 

erleben. Bei der Betrachtung von technischen 

Lösungen zur Einsparung von Energie und Kos- 

ten, zur Energieeffi zienzsteigerung, zur energe- 

tischen Sanierung und für den Einsatz erneu- 

erbarer Energien im Praxiseinsatz erhalten Sie 

einen raschen Überblick darüber, welche Maß- 

nahmen bereits erfolgreich umgesetzt wurden. 

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Das Leistungsspektrum der Initiative CO 2 : 

WIR INFORMIEREN UND BERATEN 

Das Partnernetzwerk der Initiative CO 2 vermittelt praxisnahes 

relevantes Fachwissen über Technologien, Verfahren und 

Dienstleistungen zur energetischen Optimierung in Industrie, 

Gewerbe und Kommunen. 

WIR UNTERSTÜTZEN UND VERNETZEN 

Die Initiative CO 2 fördert den fachlichen Austausch 

zwischen Industrie, Gewerbe, Kommunen, Herstellern, 

Hochschulen, Verarbeitern und Ingenieuren – um 

effektive Energieeinsparmaßnahmen anzustoßen und 

mit erfahrenen Partnern zu realisieren. 

WIR MACHEN ENERGIEEFFIZIENZ ERLEBBAR 

Mit der CO 2 Earth hat die Initiative ein innovatives Instrument 

geschaffen, mit dessen Hilfe Bauherren und Betreiber unter 

www.initiative-co2.de interaktiv Praxisbeispiele ansehen und 

Technologien entdecken können. 

Wie in der vorliegenden Broschüre erstreckt sich das Themenspektrum dabei 

von der modernen Anlagentechnik über neueste Technologien zur Raumklimati- 

sierung bis hin zur effktiven Nutzung regenerativer Energiequellen. Besuchen Sie 

die CO 2 Earth unter www.initiative-co2.de – und die energetische Zukunft liegt 

vielleicht nur einen Klick entfernt. 

Initiative CO 2 – gemeinsam in die kommunale Zukunft 

Sollten Sie Fragen zu einem konkreten Projekt haben, eine Weiterbildung zu 

einem bestimmten Thema wünschen oder Partner für ein Vorhaben suchen, 

kontaktieren Sie uns einfach. Sie werden sehen – im Dialog mit uns bieten sich 

viele Ansatzpunkte. 

Wenn Sie die Chance nutzen und von der Initiative CO 2 profi tieren 

möchten, freuen wir uns auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit! 

Ihr Partnernetzwerk Initiative CO 2 

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4 

So investieren Sie 

in Energieeffi zienz und Nachhaltigkeit 

Besuchen Sie die interaktive CO 2 Earth 

unter www.initiative-co2.de. Mehr 

Informationen fi nden Sie auf Seite 93. 

3-D-Grafi ken: cw design, Carl Dixon 

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J 

B 

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C 

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Gebäudetechnik 

A RAUMKLIMATISIERUNG 

Innovative Lüftungs- und Klimatechnik Seite 006 

B HAUS- UND HEIZTECHNIK, SANITÄR 

Moderne Gebäude- und Heiztechnik, Sanitäranlagen Seite 018 

C DACHENTWÄSSERUNG 

Mehr Sicherheit durch innovative Regenableitung Seite 024 

D HEIZEN & KÜHLEN MIT ERDWÄRME 

Einsatzmöglichkeiten oberfl ächennaher Geothermie Seite 026 

E KRAFT-WÄRME-KOPPLUNG 

Contractinglösungen, dezentrale Energieerzeugung Seite 038 

F EFFIZIENTE DRUCKLUFTNUTZUNG 

Systemoptimierung und Energierückgewinnung Seite 058 

Infrastrukturlösungen 

G KOMMUNALE ENTWÄSSERUNGSLÖSUNGEN 

Energiesparende Systeme für effi ziente Infrastrukturen Seite 064 

H WÄRME & STROM AUS GEOTHERMIE 

Lösungen für die Nutzung von Tiefengeothermie Seite 072 

I VERSICKERUNG 

Wartungsfreundliche, langlebige Flächenentwässerung Seite 078 

J OBERFLÄCHE 

Ökologische und nachhaltige Oberfl ächengestaltung Seite 080 

K WÄRMERÜCKGEWINNUNG 

Abwasser- und Prozesswärme nutzen Seite 082 

L KLÄRANLAGEN ALS ENERGIEQUELLE 

Prozessoptimierung in Kläranlagen Seite 088 

M OPTIMIERUNGSPOTENZIALE IM KANALNETZ 

Sanierungspotenziale und Effi zienz im Betrieb Seite 100 

N WÄRME & STROM AUS BIOGAS 

Einsatz und Optimierung von Biogasanlagen Seite 104 

O STROM AUS WINDKRAFT 

Technologien zur Nutzung von Windenergie Seite 114 

? EXPERTEN-INTERVIEW 

Dr. Klaus Bonhoff Seite 116 

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Das neue Wolf Schullüftungssystem CGL lässt sich in den meisten Fällen in wenigen Tagen montieren. 

Mit guter Luft Energie sparen und besser lernen 

Energieeffizienz aus Mainburg 

Die Wolf GmbH ist einer der führen- 

den Anbieter von Klima- und Heiztech- 

nik in Europa. So sind beispielsweise 

die Allianz Arena in München, der 

Kreml in Moskau und Gebäude der 

deutschen Regierung in Berlin mit Kli- 

ma- und Lüftungsgeräten aus Mainburg 

ausgestattet. Auch die wirtschaftlichen 

und Energie sparenden Heizprodukte 

von Wolf überzeugen seit Jahren einen 

breiten Kundenstamm mit anspruchs- 

voller Qualität. 

Als Komplett-System-Anbieter vereint 

Wolf die vier Bereiche Heizung, Lüf- 

tung, Klima und Solar in einem Unter- 

nehmen und bietet so abgestimmte 

Energiesparsysteme aus einer Hand. 

Produziert wird die Haustechnik „made 

in Germany“ ausschließlich im baye- 

rischen Mainburg. 


Die Lernfähigkeit von Schülern kann durch eine optimierte 

Raumluftqualität deutlich verbessert werden. In der Realität 

herrscht in den Klassenzimmern jedoch oft dicke Luft; Koh- 

lendioxidkonzentrationen von bis zu 6.000 ppm (parts per 

million) sind keine Seltenheit. Vor diesem Hintergrund hat 

die Wolf GmbH, Mainburg, das Comfort-Großraum-Lüftungs- 

gerät CGL entwickelt, das die Raumluftqualität erheblich ver- 

bessert und so zu einem optimalen Lernklima beiträgt. Von 

Vorteil: Das Gerät ist anschlussfertig und lässt sich in kürzes- 

ter Zeit installieren. 

Die Luft in deutschen Klassenräumen ist alles andere als lernfördernd. 

Würde man die strengen PISA-Kriterien auch auf die Raumluftqualität in 

den Klassenräumen anwenden, kämen die Experten mit Sicherheit zu 

einem vernichtenden Urteil. Messungen haben gezeigt, dass der CO 2 - 

Pegel der Raumluft am Ende einer 45-Minuten-Schulstunde bei über 

6.000 ppm liegen kann; Zielwert für Schulen sind maximal 1.200 ppm. 

Hinzu kommen oft hohe Emissionen aus Baustoffen, Reinigungs- und 

Pflegemitteln sowie aus Ausstattungs- und Einrichtungsgegenständen, die 

ein zusätzliches Gesundheitsrisiko für Schüler und Lehrer darstellen. Seit 

langem ist bekannt, dass bei den meisten Schulen die übliche Fensterlüf- 

tung in den Pausen nicht ausreicht. Außerdem führt die Fensterlüftung zu 

hohen Wärmeverlusten mit Komforteinschränkungen, zum Eintrag von 

Feinstäuben sowie zur Lärmbelästigung von außen und innen. 

Autor: Karl-Heinz Knoll 

Wolf GmbH • Industriestraße 1 • 84048 Mainburg • Telefon (0 87 51) 74-12 15 • willibald.weiss@wolf-heiztechnik.de • www.wolf-heiztechnik.de

Einfache Wartung: Die Filter können problemlos 

herausgezogen werden. Ventilatoren und Schalldämpfer sind 

mit einer Verkleidung abgedeckt (transparent dargestellt). 

Bedarfsorientierte Lüftung 

innerhalb eines Tages zu montieren 

Das wachsende Qualitätsbewusstsein der staat- 

lichen Entscheidungsträger – das federführende 

Bundesumweltamt spricht bereits von einem 

Paradigmenwechsel bei der Schullüftung – hat 

die Konstrukteure von Wolf veranlasst, ein 

maßgeschneidertes Comfort-Großraum-Lüf- 

tungsgerät (CGL) für Besprechungs-, Unter- 

richts- und Aufenthaltsräume auf den Markt zu 

bringen. Es eignet sich sowohl für die Nachrüs- 

tung als auch für Neubauten. 

Das kompakte Schrankgerät mit den Abmes- 

sungen B/T/H (mm) 1.017 / 508 / 2.100 und 

einer Luftmenge von bis zu 900 m 3 /h, erfüllt 

auch die Hygienerichtlinie VDI 6022. Durch 

den hohen Wirkungsgrad des Plattenwärme- 

übertragers von mehr als 90 Prozent und die 

vergleichsweise hohe innere Wärmelast einer 

Schulklasse – 30 Schüler entwickeln beispiels- 

weise rund 3,75 kW Wärmelast (30 x 125 = 

3.750 W) – heizt sich der Klassenraum weit- 

gehend selbst, ein wichtiger energetischer As- 

pekt. Zur hohen energetischen Geräteeffizienz 

tragen außerdem die beiden EC-Ventilatoren 

(Zu- und Abluft) bei, die auf minimalste elek- 

trische Anschlussleistung kommen. Das Gerät 

kann direkt im Klassenzimmer aufgestellt wer- 

den. Die Luftverteilung erfolgt wahlweise über die seit langem bewährte Luftver- 

teilung mittels Kanälen oder zum Beispiel über einen an der Decke montierten 

Textilluftschlauch. Alle Regelungskomponenten sind bereits im Gerät montiert. 

Mit einem in das Gerät integrierbaren CO 2 -Fühler kann die Zu-/Abluft innerhalb 

individueller, einstellbarer Zeitfenster bedarfsgerecht stufenlos geregelt werden. 

Über eine Bypass-Klappe lässt sich die Wärmerückgewinnung umgehen; damit 

kann das Gerät mit 100 Prozent kühler Außenluft für Nachtlüftung oder freie 

Kühlung betrieben werden. Diese Funktion trägt entscheidend zur Verbesse- 

rung der thermischen Behaglichkeit bei, insbesondere in sonnenexponierten 

Schulräumen. 

Höhere Lüftungsrate verbessert Lernfähigkeit 

Welchen Stellenwert die Schullüftung künftig einnehmen wird, verdeutlichen 

Untersuchungen von Prof. Dr.-Ing. Bjarne W. Olesen von der Technischen Uni- 

versität Dänemark. In mehreren Studien wurde nachgewiesen, dass sich sowohl 

durch die Erhöhung der Lüftungsrate in den Klassenräumen als auch durch die 

Verbesserung der thermischen Behaglichkeit die Lernfähigkeit der Schüler deut- 

lich erhöht. In Deutschland gibt es aktuell etwa 34.000 allgemeinbildende und 

etwa 10.000 berufsbildende Schulen. Nach Auffassung des Umweltbundesamtes 

kann der Zielkonflikt – freies Lüften über Fenster, Einsparung von Energie durch 

eine höhere Gebäudedichtigkeit und den Erkenntnissen, dass bessere Luft die 

Lernfähigkeit steigert – in den meisten Fällen nur durch den Einbau einer be- 

darfsgeführten mechanischen Lüftung mit Hocheffizienz-Wärmerückgewinnung 

gelöst werden. 

(links) Über eine Bypass-Klappe lässt sich die Wärmerückgewinnung 

umgehen; damit kann das Gerät mit 100 Prozent kühler Außenluft 

für Nachtlüftung oder freie Kühlung betrieben werden. 

(rechts) Energieeffizienz: Der Plattenwärmetauscher aus Aluminium 

nutzt die hohe innere Wärmelast einer Schulklasse und 

ermöglicht eine Wärmerückgewinnung von bis zu 90 Prozent.

Kühlen Kopf bewahren 

und dabei CO 2 einsparen 

Aus unserer modernen Welt ist die 

elektronische Datenverarbeitung nicht 

mehr wegzudenken – ob Informationsoder 

Kommunikationstechnologien wie 

Internet, E-Mail-Verkehr und Mobilfunk. 

Aber auch der gesamte Warenwirtschaftsverkehr, 

Verwaltungsaufgaben, 

Bankkonten, Gehaltsabrechnung usw. 

werden weitestgehend von modernster 

Computertechnik übernommen. Die 

Komplexität der dafür erforderlichen 

Programme und drastisch gestiegene 

Datenmengen drücken sich in immer 

leistungsfähigeren Hardwarekomponenten 

aus, die in den Serverräumen 

großer Rechenzentren zusammengefasst 

werden. Für die immensen Rechnerleistungen 

ist vor allem eins erforderlich: 

Energie! 


Moderne Rechenzentren stellen hohe 

Anforderungen an die Raumklimatisierung. 

Nach einer im Auftrag des Bundesumweltministeriums (BMU) erstellten 

Studie hat sich der Energiebedarf der deutschen Rechenzentren in den 

Jahren 2000 bis 2006 auf 8,7 Milliarden Kilowattstunden (kWh) mehr als 

verdoppelt. Von den im gleichen Zeitraum fast verdreifachten Stromkosten 

ganz zu schweigen. Für diese Energiemenge sind rund drei mittelgroße 

Kohlekraftwerke erforderlich. Bei gleichbleibender Steigerung 

würden bis in das Jahr 2010, allein für die Rechenzentren, bei einem 

Energieaufwand von 12,9 Terawattstunden (TWh) die erzeugten CO - 2 

Emmissionen gegenüber 2001 um 50 Prozent ansteigen. Weltweit ist 

einer Gartner-Studie zufolge die IT-Branche für zwei Prozent des CO - 2 

Ausstoßes verantwortlich. Das entspricht dem Wert des weltweiten 

Flugverkehrs bzw. dem Ausstoß von 320 Millionen Kleinwagen. 

Warum das Rechenzentrum 

und die Wasseraufbereitung unzertrennlich werden 

Die riesigen Energiemengen stellen insbesondere die Haustechnik-Planer 

vor schwierige Aufgaben, denn die großen Rechnerhirne produzieren 

nicht nur Ergebnisse, sondern: Wärme! 

Der Anteil an abzuführender Wärmeenergie beläuft sich fast auf die Hälfte 

der Gesamtenergie eines Rechenzentrums und ist gleichzeitig auch deren 

limitierender Faktor in der Gebäudetechnik (Abbildung 1). Während die 

Rechner selbst nur relativ kurze „Generationszeiten“ erlauben, ist die installierte 

Haustechnik für einen mittel- bis langfristigen Einsatz geplant und 

daher über mehrere IT-Generationen in Betrieb. Folglich sind die Rech- 

Autor: Stefan Gölz 

JUDO Wasseraufbereitung GmbH • Hohreuschstraße 39-41 • 71364 Winnenden • Telefon (0 71 95) 6 92-142 • E-Mail: stefan.goelz@judo.eu • www.judo.eu

Abbildung 2 Kühltürme auf dem Dach sorgen für ein 

optimales Klima im Rechenzentrum. 

nerleistungen bei gegebener Wärmelast nicht 

beliebig erweiterbar. Eine optimale Kühltechnik 

ist aber eine äußerst effiziente Maßnahme um 

CO 2 -Emmissionen zu minimieren und Spielräu- 

me für spätere Expansionen zu ermöglichen. 

Freie Kühlung – Wasser als 

Wärme(ab)transportmittel 

Wesentlich effizienter ist der Einsatz des Wär- 

meträgers Nummer eins: Wasser! Im Gegen- 

satz zu Luft kann Wasser die Wärme 3.500-mal 

besser speichern. Wasser ist leicht beherrsch- 

bar und steht uns hierzulande praktisch überall 

zur Verfügung. So wird Wasser in der industri- 

ellen Anwendung zu gut 70 Prozent als Kühl- 

wasser gebraucht. 

Da Energie nur transportiert aber nicht ver- 

nichtet werden kann, dient das Wasser hier 

überwiegend als Transportmittel der erzeugten 

Wärmemenge nach draußen. Auf den Ge- 

bäudedächern der Rechenzentren sind in der 

Regel einzelne oder mehrere Kühltürme (Ab- 

bildung 2) aufgebaut, die für die Abgabe der 

Wärmemenge an die Umgebungsluft sorgen. 

Die geschlossenen Kühlsysteme zeichnen sich 

dadurch aus, dass der Wärmetauscher die 

transportierte Wärme direkt an die Umge- 

bungsluft abgibt und das Kühlwasser keinen di- 

rekten Luftkontakt hat. 

Diese „Freie Kühlung“ findet jedoch ihre Grenzen in der Außenlufttemperatur. 

Die Temperatur der Außenluft muss mindestens 2 K unter der minimalen Kühl- 

wasser-Rücklauftemperatur liegen, um überhaupt kühlen zu können. Damit sto- 

ßen gerade in unseren Breitengraden die meisten Kühlanlagen an entsprechende 

Leistungsgrenzen. 

Kombinierte Kühlsysteme mit Verdunstungskühlung 

bedürfen einer optimalen Wasserqualität 

Offene Kühlsysteme arbeiten dagegen mit der so genannten Verdunstungsküh- 

lung, die pro verdunstetem Liter Wasser eine Wärmemenge von etwa 0,6 kW 

an die Umgebungsluft abführen kann. Im Gegensatz zu den geschlossenen Sys- 

temen werden dabei aber Anforderungen an die Wasserqualität insofern wichtig, 

da es bei der Verdunstung von Wasser naturgemäß zur Aufkonzentrierung von 

Wasserinhaltsstoffen kommt. Diese Inhaltsstoffe sind dann in der Lage Beläge zu 

bilden und Korrosionen hervorzurufen. 

Nicht zuletzt vor diesem Hintergrund gibt es seit vielen Jahren eine Kombination 

aus freier und offener Kühlweise, welche die jahreszeitlich bedingten Tempera- 

turschwankungen dazu nutzt, die Lufttemperatur so lange für die freie Kühlung zu 

verwenden bis die Grenze von 2 K unter der maximalen Kühlwassertemperatur 

erreicht ist. Dies ist in jedem Fall bis 8 Grad Celsius möglich. Zwischen 8 und 16 

Grad Celsius wird dann ggf. die Kühlluft selber durch das Verrieseln von Kühl- 

wasser abgekühlt und damit zunächst ein kombinierter Betrieb von „Freier Küh- 

lung“ im Luftbetrieb und der „nassen“ Verdunstungskühlung gefahren. Oberhalb 

von 16 Grad Celsius kann dann nur noch der reine Verdunstungs-Kühlbetrieb 

stattfinden. 

Spätestens zu diesem Zeitpunkt muss die Wasseraufbereitung auf die Anforde- 

rungen der offenen Kühlung abgestimmt sein, um einen störungsfreien Kühlbe- 

trieb im Rechenzentrum zu gewährleisten. >> 

Abbildung 1 Herkömmliche Lüftungsanlagen stoßen im 

Leistungswettkampf der Prozessoren schnell an ihre Grenzen.

10 

Die Einzelheiten der Wasserzusammensetzung 

in Rückkühlwerken regelt für uns die VDI- 

Richtlinie 3808. Sie beschreibt mit Rücksicht 

auf die Materialanforderungen der verwende- 

ten Werkstoffe im Kühlkreislauf die erlaubten 

Höchstgrenzen der Wasserinhaltsstoffe. Man- 

cher Hersteller von Rückkühlwerken geht mit 

seinen Anforderungen an die Wasserzusam- 

mensetzung noch über die VDI-Richtlinie hin- 

aus und beschreibt in seinen Planungsunterla- 

gen zum Teil abweichende Grenzwerte, die 

dann ebenfalls zu berücksichtigen sind. 

Wasseraufbereitung 

zur Sicherung des Kühlbetriebs 

Zur Vermeidung von Ablagerungen auf den 

Kühllamellen, der damit verbundenen Minde- 

rung der Temperaturübergänge und der Behin- 

derung der Wärmeabführung werden verschie- 

dene Möglichkeiten der Wasseraufbereitung 

herangezogen. Die mengenproportionale Do- 

sierung entsprechender Kombinationsprodukte 

als reine Härtestabilisierung bis zu einer Karbo- 

nathärte von 4°dH, der Korrosionsschutz und 

die Dispergierung von ungelösten Wasserin- 

haltsstoffen zur Vermeidung von Ablagerungen 

bildet die Basis aller Wasseraufbereitungsmaß- 

nahmen im Kühlwasserbereich. 


Abbildung 3 Wasserenthärtungs-Anlagen entziehen dem Kühlwasser vor allem 

die schädlichen Härtebildner Calcium und Magnesium. 

Können durch Berechnung der maximalen „Eindickungen“, also dem Ver- 

hältnis von maximal zulässigen Konzentrationen einzelner Wasserinhalts- 

stoffe bezogen auf die vorliegende Konzentration im Speisewasser, keine 

als wirtschaftlichen Betrieb angesehenen drei bis fünffachen Eindickungen 

erreicht werden, müssen die relevanten Inhaltsstoffe entfernt werden. 

Dies betrifft in erster Linie die Härtebildner Calcium und Magnesium, die in 

einer Enthärtungsanlage (Abbildung 3) per Ionenaustausch gegen die gut 

löslichen Natriumionen getauscht werden und mit Rohwasser auf etwa 3 

– 5 °dH verschnitten, die Belagsbildung weitestgehend minimieren. 

Umkehrosmose – der Weg zum idealen Kühlwasser 

Wenn aber weitergehende Wasserinhaltsstoffe wie Chloride und Sulfate 

oder der Gesamtsalzgehalt die Eindickung minimieren, ist die Entsalzung 

über die Umkehrosmose das probate Mittel auch aus diesem Speisewas- 

ser ein dem Regelwerk konformes Kühlmedium aufzubereiten. Bei der 

Umkehrosmose werden die Salze an einer so genannten semipermeablen 

(halbdurchlässigen) Membrane zu 95 bis 98 Prozent zurückgehalten und in 

die Kanalisation abgeführt. Nur die Wassermoleküle und gelöste Gase wie 

zum Beispiel die Kohlensäure können die Membranen passieren. Das ab- 

laufende salzarme „Permeat“ wird drucklos in Tanks zwischengespeichert 

und mittels Druckerhöhungsanlagen zur Verwendungsstelle gefördert. Die 

Membranen sind aus dünnen Polyamid-Folien aufgebaut ähnlich wie sie 

heutzutage in der Funktionsbekleidung ebenfalls zur Anwendung kom- 

men. Die Folien sind als Wickelelemente in Modulen zusammengefasst 

und werden mit der Kraft von Hochdruckpumpen im Bereich von 12 bis 

25 bar im kontinuierlichen Betrieb gefahren. 

Derzeit sind Systeme gebräuchlich, die mit einer üblichen Ausbeute von 75 

Prozent bezogen auf den Rohwassereinsatz einen Abwasseranteil von 25 

Prozent direkt ohne weitere Nachbehandlung in die Kanalisation abgeben. 

Unter bestimmten Umständen rechnen sich jedoch auch Systeme, die ge- 

rade diesen Abwasseranteil nochmals durch eine Umkehrosmoseanlage 

(Abbildung 4) aufbereiten und somit Systemausbeuten von bis zu 90 

Prozent erlangen können. Das so produzierte salzarme Wasser enthält nur 

noch sehr geringe Mengen an gelösten Inhaltsstoffen, die ihrerseits nicht in 

der Lage sind Beläge an den Wärmeübertragungsflächen zu besorgen. 

Sicherheitsfaktor Absalzautomatik 

Unabhängig vom Salzgehalt im Nachspeisewasser werden offene Kühl- 

systeme in jedem Fall einer Eindickung durch die Verdunstung unterwor- 

fen sein. Daher sorgt eine in den Kreislauf eingebaute Absalzautomatik 

Autor: Stefan Gölz 

JUDO Wasseraufbereitung GmbH • Hohreuschstraße 39-41 • 71364 Winnenden • Telefon (0 71 95) 6 92-142 • E-Mail: stefan.goelz@judo.eu • www.judo.eu

durch kontinuierliches Messen der Leitfähigkeit 

für die notwendige Betriebssicherheit. Sollte ein 

projektierter und voreingestellter Grenzwert 

für den Gesamtsalzgehalt überschritten wer- 

den, öffnet die Absalzautomatik ein Ventil der 

Kreislauf-Druckleitung und entlässt einen Teil 

des Kühlwassers in die Kanalisation. Der Verlust 

wird über die Niveausteuerung am Kühlturm 

erkannt und durch Öffnen der Nachspeisung 

wieder ausgeglichen. Zu beachten wäre der 

Umstand dass auch durch die Luft eingetragene 

und ungelöste Schmutzstoffe, die ihrerseits nicht 

in die Leitfähigkeit eingehen, bei zu hohen Ein- 

dickzahlen Betriebsprobleme bereiten können. 

Eine maximale Eindickung um den Faktor 10 

ist daher auch bei dem Einsatz von entsalztem 

Wasser sinnvoll und ausreichend. 

Die Kühltechnik kann nach der Umkehrosmose 

betriebssicher mit der salzarmen Fahrweise 

pH-Wert unabhängig gefahren werden. Alle 

den pH-Wert beeinflussenden Wasserinhalts- 

stoffe sind entfernt – eine Überalkalisierung wie 

bei dem Betrieb mit teilenthärtetem Wasser ist 

nicht mehr möglich. 

Ein weiterer Effekt, der zur Betriebssicherheit 

der Kühltechnik beiträgt, ist der Umstand, dass 

in der Übergangszeit zwischen Sommer und 

Herbst sowie Frühling und Sommer die Kühl- 

Abbildung 4 

Die Umkehrosmose- 

Anlage vermindert 

Ablagerungen durch 

Wasserentsalzung. 

anlagen häufig zwischen den Betriebsphasen „freie Kühlung“ und nasser Betriebs- 

weise hin- und herschalten. Nach jedem Zyklus trocknet der Kühlluftventilator 

das Befeuchtungswasser an den Wärmetauschern auf und sorgt so, auch bei 

regelgerechter Wasserzusammensetzung, für entsprechende Ablagerungen und 

Korrosionsangriffe auf den Oberflächen. Auch hier gewährleistet der salzarme 

Betrieb nach der Umkehrosmose eine rückstandsfreie Oberfläche der Wärme- 

tauscher und steigert die Betriebssicherheit. 

Durch Wasseraufbereitung zu mehr Betriebssicherheit – 

eine Investition, die sich lohnt 

Alle Maßnahmen zur Wasseraufbereitung dienen letztendlich dem einzigen Ziel 

gerade diese Betriebssicherheit im Rechenzentrum in der Weise zu erhöhen, 

dass die erzeugte Wärme sicher ohne zusätzliche Verluste aus dem Gebäude 

ausgetragen werden kann. Rückstände an den Wärmetauscherflächen behindern 

diesen Vorgang und führen über kurz oder lang zum Ausfall der Kühlanlagen. 

Temperaturanstiege von nur wenigen Zehntel Grad Celsius verlangsamen die 

Rechengeschwindigkeit einer Servereinheit enorm und sind direkt proportional zu 

Leistungsminderung und damit verbundenen Verdienstausfall für den Betreiber. 

Die Investition in die zwar aufwändigere und damit kostenintensivere Umkehros- 

mose rechnet sich durch die höhere Betriebssicherheit der Anlage selber, spätes- 

tens aber bei den möglichen Einsparungen an Abwasser durch die verminderte 

Absalzung des Kreislaufwassers. Die durch jahrelange Erfahrung auf dem Gebiet 

der Wasseraufbereitung geprägten Fachingenieure der JUDO Wasseraufberei- 

tung GmbH rechnen Ihnen gerne die wasserseitigen Einsparpotenziale aus und 

projektieren ein für Sie zugeschnittenes Konzept auf der Basis der einschlägigen 

Richtlinien und Regelwerke. Modernste Anlagentechnik trägt in diesem Bereich 

durch Energieeinsparung maßgeblich zur CO 2 -Reduzierung bei, getreu dem 

Motto der Initiative-CO 2 : „Energieverbrauch runter, Energieeffizienz rauf“. 

11

1 

Energetische Modernisierung – 

eine ganzheitliche Chance 

Die Bestandspflege von Wohn- und Ge- 

schäftsgebäuden ist immer auch eine 

Investition in die Zukunft: Durch ener- 

getische Modernisierung kann der En- 

ergieverbrauch dieser Bauwerke nach- 

haltig und deutlich gesenkt werden. 

Zudem werden diese Maßnahmen groß- 

zügig durch Fördermittel unterstützt. 

Oft hegen die Bauherren aber Zweifel, 

ob mit der Sanierung das Ziel erreicht 

ist – oder dadurch erst weiterer Hand- 

lungsbedarf entstehen könnte. 

Immer mehr rückt die Sanierung, Modernisie- 

rung und Umnutzung von Gebäuden in den 

Mittelpunkt der Bautätigkeit. Bei diesen Bau- 

maßnahmen wird an der Gebäudesubstanz ge- 

arbeitet und somit eine wichtige Grundlage für 

den nachhaltigen Wert der Immobilien für die 

kommenden Jahrzehnte festgelegt. Dies trifft 

auf Wohngebäude ebenso zu wie auf öffent- 

liche oder gewerbliche Gebäude. Die jeweilige 

Gewichtung der Maßnahmen verändert sich 

aber je nach Gebäudenutzung. 

Vor der erfolgreichen Umsetzung steht die bedarfs- 

und situationsgerechte Planung der Maßnahmen. 


Bei zahlreichen Bestandsbauten kann 

der Wert durch fachgerechte 

energetische Sanierung nachhaltig 

gesichert werden. 

Energetische Modernisierung – individuelle Konzepte 

Die energetische Modernisierung von Gebäuden stellt Bauherren und 

Planungsbüros gleichermaßen vor eine komplexe Aufgabe. Denn jede 

einzelne Maßnahme muss im Hinblick auf ihren Einfluss auf das Ge- 

samtsystem betrachtet und bewertet werden. Die durch Dämmung 

und Tausch verbesserte Luftdichtheit von Außenwänden und Fenstern 

schränkt beispielsweise den natürlichen Feuchte- und Wärmeaustrag 

ein. Es sind gezielte Lösungen zu erarbeiten, um trotzdem ein gesundes 

Raumklima zu gewährleisten. Darüber hinaus wird im Zuge der energe- 

tischen Sanierung ein individuelles technisches Energiekonzept für den 

langfristig wirtschaftlichen Gebäudebetrieb erarbeitet. Durch die bauliche 

und technische Modernisierung wird das Gebäude den aktuellen und 

absehbaren gesetzlichen Vorschriften sicher gerecht. Ein geringer Ener- 

gieverbrauch mindert zudem die Nebenkosten für die Nutzer. 

Autor: Thomas Bauer 

Josef & Thomas Bauer Ingenieurbüro GmbH • Max-Planck-Straße 5 • 85716 Unterschleißheim • Telefon (0 89) 3 21 70-0 • E-Mail: thomas.bauer@ib-bauer.de 

www.ib-bauer.de

Wesentliche bauliche 

und technische Maßnahmen 

Verbesserung des baulichen Wär- 

meschutzes: Durch Erneuerung von Fenstern 

und Wärmedämmmaßnahmen an der Fassade 

kann der bauliche Transmissionswärmeverlust 

in einer mittleren Größenordnung von rund 40 

Prozent gesenkt werden. Eine Wirtschaftlichkeit 

ist überwiegend nur gegeben, wenn damit eine 

Instandsetzungsmaßnahme verbunden ist. 

Verbesserung der Wärmeerzeu- 

gung: Passend zu den baulichen Verände- 

rungen kann die Wärmeerzeugung neu kon- 

zipiert werden. Regenerative Energiequellen 

wie Pellets oder Hackschnitzel, Gasbrennwert- 

technik, Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke 

(BHKW) oder thermische Solaranlagen bieten 

dafür vielseitige Möglichkeiten. Ziel ist es, die 

optimierte Energiezentrale passend für das je- 

weilige Gebäude zu erstellen. Dadurch lassen 

sich Energieeinsparungen zwischen ca. 10 und 

25 Prozent erreichen – die CO 2 -Einsparungen 

liegen oft deutlich höher. 

Verbesserung des Energiever- 

brauches: Ein weiterer Schritt bei der energe- 

tischen Modernisierung von Gebäuden ist die 

Reduzierung des Wärme-, Kälte- und Stromver- 

brauches. Der Verbrauch kann deutlich gesenkt 

werden, durch die Wahl geeigneter Produkte 

(z. B. Beleuchtung), die Optimierung von Steue- 

rungs- und Regeltechnik (z. B. Raumtemperatur, 

Raumluftqualität, Tageslichtsteuerung, Präsenzmelder, Gebäudeleittechnik) sowie 

durch den optimierten Gebäudebetrieb (z. B. Anpassung an tatsächliche Nutzungs- 

zeiten, Belegung der Gebäude). Die Einsparungspotenziale reichen hierbei von 

ca. 5 bis 35 Prozent. Die Reduzierung der Raumtemperatur um ein Grad Celsius 

senkt den Energieverbrauch beispielsweise um 6 bis 7 Prozent. 

Mit Hilfe der üblichen EnEV-Berechnung, speziellen Ausarbeitungen zur Bauphy- 

sik sowie einer gesamtheitlichen Wirtschaftlichkeitsberechnung und Nachhaltig- 

keitsbewertung können bereits im Vorfeld verschiedene Varianten bewertet und 

miteinander verglichen werden. 

Raumklimatisierung – Zusatznutzen durch Behaglichkeit 

Neben der reinen energetischen Verbesserung, der Energieeinsparung, nimmt die 

Behaglichkeit im Raum einen immer größeren Stellenwert ein. Die Eigentümer 

von Gebäuden investieren heute gezielt in das gute Raumklima. Dabei stehen in 

betrieblichen und öffentlichen Gebäuden längst nicht mehr nur die Vorschriften zur 

Arbeitsstättenrichtlinie oder Raumluftqualität im Vordergrund, sondern der Nut- 

zen. Eine optimierte Raumklimatisierung schafft ideale Voraussetzungen für Arbeits- 

effektivität und die gute Arbeitsqualität der Mitarbeiter. Wissenschaftliche Untersu- 

chungen haben bestätigt, dass die Arbeitseffektivität bei erhöhter Raumtemperatur 

von 26 Grad Celsius bereits auf 65 Prozent sinkt. Im Zuge der energetischen Mo- 

dernisierung von Gebäuden können diese Aspekte bereits in der Planungsphase 

bedacht werden – denn oft ergeben sich im Gesamtkonzept Synergien wie die 

Nutzung zur Wärme- und Kälteversorgung bei Wärmepumpenanlagen. 

Nachhaltigkeit als Bewertungsinstrument 

Ein gutes Werkzeug zur ganzheitlichen Bewertung eines Gebäudes und der 

möglichen (energetischen) Modernisierungsmaßnahmen ist das Instrument der 

Nachhaltigkeit. Die Bewertung erfolgt dabei durch die klassischen Säulen Öko- 

logie, Ökonomie und soziokulturelle Faktoren. Bei einem Gebäude werden 

beispielsweise die örtliche Lage bis hin zu den Lebenszykluskosten bewertet. 

Die Bewertung der Nachhaltigkeit von baulichen und technischen Maßnahmen 

der energetischen Modernisierung erfolgt mittels Betrachtung von deren Einfluss 

auf das gesamte Gebäude. So könnte etwa die Verringerung der freien Glasflä- 

che bei neuen Fenstern (durch erhöhten Rahmenanteil und Vollwärmeschutz in 

der Fensterlaibung) zu einer Minderung des natürlichen Lichtes und damit der 

Raumempfindung führen. 

Setzt man auf diese Betrachtung und Vorgehensweise, wird die energetische 

Modernisierung der Gebäude zu einer ganzheitlichen Chance für den Bauherrn 

und dessen Nutzer. 

Wohlfühlklima im Lebens- und Arbeitsraum – bei der 

energetischen Sanierung müssen viele Details beachtet werden. 

13

14 

44 

Tonnen 

weniger 

CO 2 

Sanierungspotenziale effizient nutzen 

! Projektbeschreibung 

Maßnahmen 

Energetische Gebäudesanierung 

im Bestand mit Anwendung 

oberflächennaher Geothermie 

Zeitraum Frühjahr 2009 

Kosten rund 300.000 Euro 

Einsparungen 

• Ganzheitliche Gebäudesanierung 

von Energieeffizienzklasse „F“ zu 

Energieeffizienzklasse „A“ (auf 

EnEV-2007 Neubaustandard) 

• Reduzierung der CO -Emissionen 

2 

von rund 57 Tonnen auf 

13 Tonnen im Jahr 

• Reduzierung des Primärenergiebedarfs 

um etwa 75 Prozent 

• Reduzierung des Endenergiebedarfs 

um rund 90 Prozent 


Die Möglichkeiten im Bereich der energetischen Sanierung 

von Altbauten sind heute sehr ausgereift und vielfältig. Wie im 

nachfolgend beschriebenen Beispiel lassen sich durch gezielte 

Maßnahmen Energieeffizienzklassen auf EnEV-2007 Neubau- 

standard erreichen. Wichtig ist nur, die richtige Kombination 

aus Dämmung, Einsatz von erneuerbaren Energien und Mo- 

dernisierung der Haustechnik zu finden. Professionelle Ener- 

giestudien wie von der DiBaUCo GmbH geben Bauherren im 

Vorfeld wichtige Informationen über Potenziale und helfen 

bei der Entscheidungsfindung. 

Lange schon machte sich die Hausverwaltung über das im Jahre 1970 

erbaute Gebäude Gedanken. Im Zuge steigender Energiepreise waren 

die technisch veraltete Heizungsanlage und entsprechend hohe Heiz- 

nebenkosten nicht mehr zeitgemäß. Um die Potenziale einer Sanierung 

auszuloten, beauftragten die Verantwortlichen die DiBaUCo GmbH mit 

der Erstellung einer bedarfsorientierten Energiestudie. Diese Energiestu- 

die beinhaltete die Aufnahme des Gebäude-Ist-Zustandes in Bezug auf 

den baulichen Wärmeschutz und die Anlagentechnik. Gemäß den Be- 

rechnungsmethoden der Energieeinsparverordnung (nach EnEV 2007) 

wurden Gebäudehülle und Anlagentechnik wie Heizung und Warmwas- 

serversorgung untersucht und berechnet, um den Primärenergiebedarf 

zu ermitteln. In einer Gesamtsimulation konnten der Hausverwaltung 

dabei bestehende Schwachstellen und vielversprechende Verbesse- 

rungspotenziale aufgezeigt werden. 

Autoren: Michael Funke, Dipl.-Ing. Simone Thols 

DiBaUCo GmbH • Ringstraße 40 • 82223 Eichenau • Telefon (0 81 41) 4 04 19-6 • E-Mail: michael.funke@dibauco.de • www.dibauco.de

Ergebnis Durch die ganzheitliche energetische Sanierung 

konnte die Energieeffizienzklasse „F“ des Altbaus zu „A“ 

verbessert werden – auf EnEV-2007 Neubauzustand. 

Maßnahmenbewertung und 

Potenzialermittlung 

Im Anschluss daran wurden verschiedene En- 

ergiesparmaßnahmen sowohl an der Gebäu- 

dehülle als auch im Anlagenbereich untersucht 

und ihre Auswirkungen auf den Verbrauch und 

die Emissionen berechnet. Basis für diese Über- 

legungen war stets die von der Hausverwaltung 

sicher geplante Erneuerung der Heizungsanla- 

ge. Speziell in diesem Bereich wurden demnach 

verschiedene Ausführungsvarianten angedacht, 

verglichen und bewertet. Durch Einbeziehung 

der geschätzten Investitionskosten für die ein- 

zelnen Maßnahmen konnte auch die Wirt- 

schaftlichkeit verschiedener Modelle dargestellt 

und der Hausverwaltung bereits im Vorfeld 

das mögliche Ergebnis der vorgeschlagenen 

Maßnahmen vermittelt werden. Auf Basis des 

überzeugenden Energiekonzeptes wurde die 

DiBaUCo GmbH von der Hausverwaltung mit 

der weiterführenden Planung, Ausschreibung 

und Baubegleitung nach Leistungsphasen LPH 

5-9 der HOAI beauftragt. 

Ein Altbau auf dem Weg 

zur Energieeffizienzklasse „A“ 

Die Leistungen der DiBaUCo GmbH im 

Überblick: 

• Detaillierte Gebäudeerfassung vor Ort 

(relevante Gebäudeteile und erkennbare 

energetische Schwachstellen) 

• Abgleich mit vorhandenen Planunterlagen 

Lebensqualität Neben einer Energieeffizienzsteigerung wurde mit der Modernisierung 

auch die optische Erscheinung nachhaltig verbessert (links). Rechts: der Altbau. 

• Energetische Berechnungen und Bewertung des Ist-Zustandes. 

• Zusammenfassung sinnvoller Maßnahmenpakete zur Modernisierung für die 

Wohnungseigentümergemeinschaft 

• Berücksichtigung von Sonderkredit-, Zuschuss- und Fördermöglichkeiten 

• Aushändigung des umfassenden Energieberatungsberichtes samt Energiebedarfsausweis 

mit persönlicher Erläuterung als fundierte 

Entscheidungsgrundlage für ein nachhaltiges Sanierungskonzept 

• Planung, Ausschreibung, Vergabe und Bauleitung der Gewerke für die 

energetische Sanierung von Gebäudehülle und Heizungsanlage 

• Geologische Kurzrecherche im Vorfeld 

• Planung, Ausschreibung und Vergabe der Bohrarbeiten für eine 

Wasser-Wasser-Wärmepumpe 

• Koordination und Betreuung der Geländearbeiten vor Ort 

• Planerische Betreuung und Grundwasserprobenahme zur Bestimmung 

hydrochemischer Parameter 

• Erstellung eines Sachverständigengutachtens inklusive wasserrechtlicher 

Antragstellung 

Erfolgsergebnis – Einsparpotenziale erreicht 

Mit der erfolgreichen Umsetzung der geplanten Maßnahmen konnte das gesteckte 

Ziel erreicht werden. Die Heizungsmodernisierung unter Einsatz einer 

Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit Frischwasserstation und dezentraler Lüftung 

sowie die Dämmmaßnahmen an Kellerdecke, oberster Geschossdecke und 

Fassade führten zur Reduzierung des Endenergiebedarfs um rund 90 Prozent. 

Darüber hinaus konnten auch die CO -Emissionen von etwa 57 Tonnen auf 13 

2 

Tonnen pro Jahr reduziert werden. 

Energiestudie Durch Bewertung von 

Gebäudehülle und Anlagentechnik können im Vorfeld 

Verbesserungspotenziale ermittelt werden. 

15

1 

Dass eine großdimensionierte Klima- 

anlage nicht optimal arbeitet, wird den 

Verantwortlichen in Gebäudeverwal- 

tungen oft erst bewusst, wenn sich Mit- 

arbeiter oder Mieter beschweren: Le- 

bens- und Arbeitsräume sind im Winter 

zu kalt, im Sommer zu heiß oder weisen 

eine Kombination der beiden Extreme 

auf. Schlimmer als der menschliche Un- 

mut ist jedoch die Tatsache, dass die in- 

effektive Klimaanlage dabei auch viel zu 

hohe Energiekosten verursacht. 

David L. Hudson, führender Produkt- 

ingenieur bei Victaulic, dem weltweit 

führenden Hersteller von mechanischen 

Rohrverbindungssystemen, erläutert, 

welche große Bedeutung einem Kreis- 

laufabgleich bei einer effektiv arbei- 

tenden Klimaanlage zukommt. 


Einflussreich 

Der Kreislaufabgleich in Klimaanlagen hat großen 

Einfluss auf deren Effizienz und Langlebigkeit. 

Kreislaufabgleich – 

Effizienzsteigerung bei 

Klimaanlagen 

Wenn sich Klimaanlagen als „zu teuer und unwirksam“ erweisen, ist die 

Ursache dafür nicht unbedingt im Steuerversagen oder der falschen Di- 

mensionierung zu finden. Zusatzinvestitionen in größere Pumpen und 

neudimensionierte Bauteile oder die Änderung der nächtlichen Redu- 

zierungs- und morgendlichen Einschaltzeiten können das Problem somit 

nicht auf Dauer lösen. Die Änderung der Einschaltzeit einer Arbeitsplatz- 

Klimaanlage von 7:30 Uhr auf 5:30 Uhr führt beispielsweise dazu, dass 

die Anlage zwei zusätzliche Stunden pro Tag in Betrieb ist. Das entspricht 

einem Anstieg des Energieverbrauchs um 25 Prozent. Die Energieeinspa- 

rungen durch nächtliche Reduzierung gehen dabei wieder verloren. Da- 

rüber hinaus führt die längere Betriebszeit zu erhöhtem Verschleiß bei 

Pumpen und Bauteilen der Klimaanlage und einer reduzierten Wirkung 

der Steuerventile. Erfolgversprechender und aus Sicht der Energieeffizi- 

enz weitaus sinnvoller sind Strömungsanpassungen in Haupt-, Abzweig- 

rohren und Kreisläufen. 

Strömungssteuerung als Schlüssel zur Energieeffizienz 

Temperatur- und Klimatisierungsprobleme in Innenräumen lassen sich 

oft auf falsche Strömungsraten aufgrund eines fehlerhaften Abgleichs der 

Endstationen zurückführen. Da Techniker Klimaanlagen normalerweise 

mit überschüssiger Kapazität auslegen, ist die Basis eines gesicherten Be- 

triebs in der Regel gegeben. Die Herausforderung bei einer effizienten 

Klimaanlage besteht vielmehr darin, die erzeugte Heiz- und Kühlenergie 

bedarfsgerecht an die Endstationen und Lüftungsgeräte (AHU) zu übertra- 

Autor: David L. Hudson 

Victaulic • Telefon (01 73) 9 51 95 05 • E-Mail: peter.spitz@victaulic.be oder dhudson@victaulic.com • www.victaulic.com

gen. Der Schlüssel für die Wirksamkeit und Ef- 

fektivität von Klimaanlagen liegt somit in korrekt 

gesteuerten Strömungen von der Produktion 

und den Abgabeeinheiten zu den Endstationen. 

Kreislaufabgleich – Auffinden 

von Problemstellen in der Anlage 

Strömungen in Klimaanlagen sind dynamisch 

und unterliegen während eines typischen 24- 

Stunden-Zeitraums Schwankungen. Aufgrund 

des Wärmezuwachses von der Sonne oder 

Änderungen in der Gebäudebelegung etwa 

ändert sich die Nachfrage nach Wärme und 

Kühlung sowohl zwischen Tag und Nacht als 

auch je nach Gebäudesektor. Eine wirksame 

und effektive Klimaanlage muss in der Lage sein, 

jeweils die situativ erforderliche Energie an die 

Endstationen abzugeben. Dabei ist der korrekte 

Abgleich der Wärmeübertragung der Schlüssel 

für die optimierte und kostensparende Leis- 

tungsfähigkeit einer Klimaanlage. 

Abgleichventile dienen dazu, die Strömungsei- 

genschaften im System aufrecht zu erhalten, da- 

mit Steuerventile korrekt funktionieren können. 

Die erforderliche Strömung wird an die Wärme- 

austauschspulen geliefert und die gewünschte 

Ausgabe von Energie an einen Raum gesichert. 

Ein falsch justiertes Abgleichventil, verstopfte 

Filter sowie Spulen oder sonstige Anlagen- 

probleme, die die vorgegebene Strömungsrate 

durch eine Spule oder ein Lüftungsgerät ändern, 

führen normalerweise zu unzureichender oder 

übermäßiger Heizung oder Kühlung. 

Über einen Kreislaufabgleich kann sichergestellt 

werden, dass Heizungs- und Kühlwasseranla- 

gen an alle Endstationen in einem Klimaanlagen- 

kreislauf die korrekten Strömungen liefern. In ei- 

ner nicht abgeglichenen Anlage kommt es sonst 

vor, dass bestimmte Gebäudesektoren eine zu 

Kommune der Zukunft: Moderne, effiziente 

und intelligent geplante Rohrsysteme. 

geringe oder zu hohe Strömung aufweisen. Das beeinflusst die Wirkung des Steu- 

erventils und damit das Innenraumklima. Bereiche, die der Energieerzeugung und 

Abgabequelle am nächsten liegen, könnten beispielsweise eine übermäßige Strö- 

mung erhalten – was dann zu überhöhter Heizung oder Kühlung führt. Dagegen 

könnten die am weitesten entfernten Bereiche nur eine unzureichende Strömung 

erhalten, was wiederum zu einer ungenügenden Heizung oder Kühlung führt. 

Durch die korrekte Anwendung von Kreislaufabgleichmethoden an jedem Ab- 

gleichventil kann ein korrekter Abgleich in der gesamten Anlage erreicht werden, 

damit alle Kreisläufe die zur optimalen Leistung vorgegebenen Designströmungen 

erhalten. Wenn Pumpen, Kühlgeräte und sonstige Bauteile unter der gerings- 

ten möglichen Belastung arbeiten, profitieren die Eigentümer von reduziertem 

Verschleiß, längerer Lebensdauer der Ausrüstung und geringeren Energie- und 

Wartungskosten. Denn ein Temperaturanstieg bei der erzeugten Heizluft von 

nur einem Grad über 20 Grad Celsius bedeutet einen achtprozentigen Anstieg 

der Heizkosten. Und jeder Grad Kühlung unter 23 Grad Celsius steigert die 

Kosten um 15 Prozent. 

Gezielte Kontrolle für nachhaltige Anlageneffizienz 

Zu viele Gebäude leiden unter Temperaturschwankungen, die zu Mieterbe- 

schwerden, hohem Energieverbrauch und erhöhten Betriebskosten führen 

können. In den meisten Fällen können diese Mängel einfach durch korrekten 

Abgleich der Heizungs- beziehungsweise Kühlanlage im Einklang mit den Leis- 

tungsvorgaben des Originaldesigns behoben werden. 

Die diagnostische Analyse eines Klimaanlagen-Systems kann jederzeit durch Prü- 

fung der Strömungsrate durch ein Abgleichventil durchgeführt werden. Neben 

der Bereitstellung einer umfangreichen Aufzeichnung vorgegebener und tatsäch- 

licher Strömungen vereinfacht der Kreislaufabgleich auch die Einrichtung und 

Überwachung von Steuerungsanlagen. Neben der Sicherung des Komforts der 

Bewohner und der Minimierung von Energie- und Betriebskosten hilft der wirk- 

same Kreislaufabgleich auch bei der Feststellung von Ursachen unzulänglicher 

Heizung oder Kühlung. Aus diesem Grund sollte ein umfangreiches Abgleichpro- 

gramm mit in jede Inbetriebnahme aufgenommen werden, um die Nachhaltig- 

keit des Gebäudes zu sichern. 

1

1 

Innovatives Rohrsystem für nachhaltige 

Sicherheit am neuen Kölner Rheinauhafen 

Die PANDION-Gruppe errichtet zur 

Zeit in Köln das etwa 60 Meter hohe 

nördliche Kranhaus. Wie die beiden 

bereits bestehenden Kranhäuser ist es 

in seiner Erscheinungsform den histo- 

rischen Lastenkränen im Hafen nach- 

empfunden. Das innovative Gebäude- 

Ensemble der Kranhäuser gilt als neues 

Wahrzeichen und Landmarke für den 

neuen Kölner Rheinauhafen. Natürlich 

setzten die Verantwortlichen auch bei 

der verwendeten Gebäudetechnik auf 

innovative Lösungen wie das Kunst- 

stoffrohrleitungs-System „firestop“ von 

aquatherm für die Wasserlöschanlage. 


Die Kranhäuser in Köln begeistern 

durch innovative Architektur und 

überzeugen mit zukunftssicherer 

Haustechnik. 

Die Architektur der innovativen Kranhäuser basiert auf den Siegerkon- 

zepten eines städtebaulichen Ideenwettbewerbs von 1992, eingereicht 

von den Architekten Bothe · Richter · Teherani (BRT) aus Hamburg so- 

wie Dipl.-Ing. Architekt Alfons Linster (Trier/Aachen/Luxembourg). Mit 

rund 15.000 Quadratmetern Wohn-Nutzfläche bietet das PANDION 

VISTA nach seiner Fertigstellung 133 exklusive Wohnungen mit spekta- 

kulärem Rhein- und Domblick. Die Größe der einzelnen Wohnungen 

variiert zwischen 60 und 400 Quadratmetern. Für das Erdgeschoss des 

imposanten Gebäudes ist eine gewerbliche Nutzung vorgesehen. 

Modernes Rohrsystem für zeitgemäßen Brandschutz 

Für die Installation der Wasserlöschanlage kam das Kunststoffrohrlei- 

tungssystem „firestop“ des DIN/ISO 9001 zertifizierten Unternehmens 

aquatherm zum Einsatz. Firestop basiert auf der bekannten Faserver- 

bundtechnologie, die sich bereits weltweit in den Rohrleitungssystemen 

fusiotherm ® und climatherm des Herstellers bewährt hat. Es ist ein kom- 

plettes, aus Rohren und Verbindungselementen bestehendes System zur 

Erstellung von Wasserlöschanlagen. Das umfangreiche Kunststoff-Rohr- 

leitungssystem bietet den Verarbeitern zahlreiche Verbindungs- und An- 

schlusselemente in den Dimensionen 20 bis 125 Millimeter. 

Autor: Hubert Obermüller 

aquatherm GmbH • Biggen 5 • 57439 Attendorn • Telefon (0 99 03) 20 18 24 • E-Mail: hubert.obermueller@aquatherm.de • www.aquatherm.de

Die Rohre und Verbindungselemente des fire- 

stop-Systems werden aus dem Werkstoff fusio- 

len ® PP-R FS hergestellt. Das Eigenschaftsprofil 

dieses Kunststoffes ist speziell auf die beson- 

deren Belange des Anwendungsbereiches in 

Wasserlöschanlagen zugeschnitten. Für die 

Entwickler standen darüber hinaus eine leichte 

Verarbeitung beziehungsweise effektive Instal- 

lation des Rohrsystems sowie die Forderung 

nach größtmöglicher Sicherheit im späteren 

Betrieb im Mittelpunkt. 

Einsatzgerechter Werkstoff – 

effektive Verbindungstechnik 

Bei firestop entsteht durch Verschmelzung der 

einzelnen Bauteile eine homogene, stoffschlüs- 

sige Einheit. Dazu werden Rohr und Fitting je- 

weils mit Hilfe hierfür vorgesehener Werkzeuge 

kurz angewärmt und einfach zusammengefügt. 

Dichtmittel oder Kleber sind nicht erforderlich. 

Die Vorzüge dieser innovativen aquatherm- 

Systemtechnik spiegeln sich auch in der Ein- 

schweißsattel-Technik wider. Mit Einschweiß- 

sätteln lassen sich im Rohrsystem ganz einfach 

Abzweige herstellen – auch nachträglich. Der 

Einsatz von Einschweißsätteln reduziert dabei 

den Material- und Zeitaufwand. Während bei 

T-Stücken drei Verbindungsstellen zu bear- 

beiten sind, beschränkt sich die Arbeit beim 

Sattel lediglich auf die Montage von Sattel und 

Abzweigrohr: einfach das Rohr anbohren, den 

Sattel und die Rohrwandung/-wölbung anwär- 

men und die Elemente verbinden. 

Langlebigkeit und Betriebssicherheit 

Der Kunststoff des firestop-Systems ist schwer 

entflammbar und verhindert das Verstopfen 

der Sprinkler mit Korrosionsprodukten. Da- 

durch ist eine lange, wartungsarme Betriebszeit 

sowie die störungsfreie Funktion der Anlage in 

Referenzbauten wie den Kranhäusern in Köln 

gewährleistet. Legt man beispielsweise eine maximale Betriebstemperatur zwi- 

schen 10 und 49 Grad Celsius sowie einen maximalen Betriebsdruck zwischen 

12,5 und 18 bar zugrunde, erhält man eine rechnerische Lebensdauer der Rohr- 

leitungsteile von 100 Jahren. 

Die Fertigung der Rohre und Formteile erfolgt unter höchsten Qualitätsansprü- 

chen auf modernsten Spritzgießmaschinen und Extrusionsanlagen. Zudem wird 

die hohe Qualität der Produkte durch umfangreiche Eingangs- und Produktions- 

kontrollen sichergestellt. Das aquatherm firestop Sprinklerrohr besitzt für den 

brandschutztechnischen Bereich wichtige Zulassungen in den Ländern Großbri- 

tannien (LPCB), Spanien, Schweden, Russland, Island, Australien, Kroatien und 

Deutschland (VDS). Den Auszeichnungen gingen zahlreiche Prüfungen voraus, 

in denen das System unter Beweis stellen musste, dass es den hohen Anforde- 

rungen an Sprinklerleitungen aus Kunststoff umfassend gerecht wird. 

Vorteile des Firestop Rohrleitungssystems 

zertifiziert und Güteüberwacht 

schweißbar 

geringes Gewicht gegenüber Metallrohrleitungen 

Korrosionsbeständigkeit und Resistenz gegenüber Chemikalien 

Kein Verschlammen durch Korrosionsprodukte 

geringe Rohrrauhigkeit und hohe Abriebfestigkeit 

Wärme/Schall isolierende Eigenschaften 

hohe Schlagzähigkeit 

dichte Verbindung von Rohr und Fitting durch Fusionstechnik 

keine Dichtung - Dichtelemente werden nicht benötigt 

dreischichtiger Rohraufbau mit glasfaserverstärkter Mittelschicht 

schwerentflammbar nach DIN 4102-1, Baustoffklasse B 

1

0 

Modulare Trinkwasserhygiene 

in öffentlichen Gebäuden 

Der oberste Grundsatz der Trinkwas- 

serhygiene lautet: einen Bakterienbefall 

des Trinkwassers (Kontaminationen) zu 

vermeiden und die Kontaminationsge- 

fahr so gering wie möglich zu halten. Die 

Richtlinien der Trinkwasserverordnung 

gelten dabei sowohl für Neuinstallati- 

onen und Neubauten als auch für Alt- 

installationen und Bestandsgebäude. 

Das zentrale Problem für beide Gebäudegrup- 

pen sind Legionellen innerhalb der Hausinstal- 

lation. Während bei einer Neuinstallation und 

in Neubauten in aller Regel noch mit einer ent- 

sprechenden Prävention erfolgreich Vorsorge 

betrieben werden kann, muss eine Optimie- 

rung im Altbau zumeist mit sehr großem Auf- 

wand erfolgen. 

Legionellen – 

Gefahren und Verantwortlichkeiten 

Legionellenschutz geht alle an: Betreiber, 

Verwalter, Inhaber, Bauherren, Planer, Archi- 

tekten, Installateure sowie Servicepersonal und 

Nutzer. Legionellen gefährden grundsätzlich 

jeden Menschen. Ein Großteil der Erkrankten 

hat ein Immundefizit. Dieses kann gegeben sein 

durch: Alkohol, Nikotin, chirurgische Eingriffe, 

chronische Krankheiten und hohes Lebensal- 

ter. Wobei insbesondere auch Spitzensportler 

zu den Risikogruppen gehören. Auch sind Män- 

ner stärker gefährdet als Frauen. 

Betreiber und Inhaber, aber natürlich auch all diejenigen, die mit Installa- 

tion, Planung und Montage beauftragt sind, tragen eine außerordentliche 

Verantwortung, die vom Gesetzgeber geregelt ist. Nachweisbare Ver- 

stöße, die Schäden verursachen, können daher strafrechtlich geahndet 

werden. Nutzer und/oder Betreiber haben für einen bestimmungsge- 

mäßen Betrieb und für die regelmäßige Wartung beziehungsweise In- 

standhaltung der gesamten Trinkwasseranlage Sorge zu tragen. Auch die 

Informations- und Handlungspflichten unterliegen dem Nutzer und/oder 

Betreiber. 


Mögliche Maßnahmen der Trinkwasserbehandlung 

Als Maßnahmen zum Ziel der Trinkwasserbehandlung sollten Techniken 

angewandt werden, die auf das gesamte Installationssystem wirken. Wo- 

bei Materialien und Bestandteile des Installationssystems natürlich nicht 

geschädigt werden dürfen und unter anderem die Vorgaben der Trink- 

wV 2001, des Bundesumweltamtes und des DVGW Arbeitsblattes 551 

Beachtung finden müssen. 

Risikofaktoren für Legionellenbildung 

Ruhe: Stehendes Wasser, Stagnationen und Totleitungen 

bieten beste Voraussetzung für das Wachsen von Biofilmen 

und damit Bakterien. Bau- und betriebsseitige Mängel und 

Systemfehler, aber auch der Eingriff in das System zum 

Beispiel durch Montagemaßnahmen können für Ruhe und 

Stagnation sorgen. 

Wärme: In einem Temperaturbereich von Kaltwasser über 

20 Grad Celsius und von Warmwasser unter 55 Grad Celsius 

finden Legionellen den höchsten Risikobereich vor. 

Nahrung: Legionellen leben in so genannten Biofilmen 

des Rohrleitungssystems. Diese Biofilme bieten ihnen 

Aminosäurespender als Nährstoffe. 

Autor: Frank Stahlmann 

KUHFUSS SANITÄR GmbH • Untere Wiesenstraße 17 • 32120 Hiddenhausen-Sundern • Telefon (0 52 21) 68 39 24 • E-Mail: f.stahlmann@kuhfuss-sanitaer.de 

www.kuhfuss-sanitaer.de

Folgende Verfahren sind derzeit unter anderem 

in Anwendung: 

Stagnationsvermeidung: Wasser 

muss fließen: bereits ein regelmäßiger, kräf- 

tiger Wasserfluss sowie eine mechanisch oder 

automatisch durchgeführte Zwangs- oder Hy- 

gienespülung können eine wichtige Vorsorge 

übernehmen. 

UV-Desinfektion: eine kontinuierliche 

UV-Bestrahlung in Bestrahlungskammern mit 

periodisch desinfizierender Spülung der Rohr- 

leitungen. Das Verfahren ist allerdings oft nur 

für Teilbereiche von Gesamtsystemen einsetz- 

bar. Das Problem: UV tötet zwar Legionellen, 

nicht aber die Amöben, die Wirtstiere für Legi- 

onellen. Man müsste folglich die UV Desinfekti- 

on mit Ultraschall kombinieren, um wirklich alle 

Legionellen abzutöten. 

Chemische Behandlung: Eine konti- 

nuierliche chemische Behandlung (Zugabe von 

zugelassenen Chlor- bzw. Chlordioxidkonzent- 

rationen oder anderem) wird vom DVGW-Ar- 

beitsblatt W551 abgelehnt, da es nicht zu einer 

nachhaltigen Beseitigung der Legionellen-Konta- 

minationen kommt. Beim Einsatz von Systemen 

mit elektrochemischer Chlorerzeugung müs- 

sen die zulässigen Grenzwerte an freiem Chlor 

täglich bestimmt und dokumentiert werden. 

Das Problem: Eine kontinuierliche chemische 

Behandlung verändert auch das Lebensmittel 

Trinkwasser. Es ist damit als Prophylaxe nicht 

empfehlenswert, da das Wasser ohne Grund 

verändert wird. In Bestandsgebäuden ist zudem 

oft unklar, ob alle Komponenten im Leitungsnetz 

für eine chemische Behandlung geeignet sind. 

Thermische Behandlung: Bei der 

thermischen Behandlung muss die gesamte 

wasserberührte Innenoberfläche des kom- 

pletten Installationssystems für mindestens drei 

Minuten auf eine Materialtemperatur von min- 

destens 70 Grad Celsius erhitzt werden. Dieses bedingt eine Wasservorlauftem- 

peratur von 80 bis 85 Grad Celsius. Diese Maßnahme stellt eine Sofortmaßnah- 

me dar, um den Betrieb einer Trinkwasseranlage aufrecht zu erhalten und muss 

regelmäßig wiederholt werden. Allerdings kann sich unter anderem die Lebens- 

dauer von Dichtungen, Ventilen und Kunststoffleitungen reduzieren und ab 60 

Grad Celsius ist mit einem erhöhten Kalkausfall zu rechnen. Das Problem: Die 

thermische Behandlung bezieht sich nur auf die Warmwasserleitungen bis zur 

Armatur. Legionellen in Kaltwasserleitungen bleiben davon unberührt, obschon 

deren Existenz dort auch wissenschaftlich erwiesen ist. 

Kostbar: Die Ressource 

Wasser muss wirksam vor 

Kontaminationen geschützt 

werden. 

Ultrafiltration: Bei der Ultrafiltration erfolgt eine Filterung durch feinste 

Kapillare, durch die der Fließdruck in der Betriebsphase das Trinkwasser hin- 

durchdrückt. Bei der Wasserentnahme, beispielsweise beim Duschen, werden 

so Schwebstoffe, Viren und Bakterien durch den Filter zurückgehalten. Diese 

lagern sich vor den Filterkapillaren ab und werden mittels Spülvorgang durch die 

Kanäle der Membranen ins Abwasser ausgespült. Die Ultrafiltration ist für den 

Einsatz in Kalt- und Warmwasserleitungen geeignet. Gruppenfilter können dabei 

mehrere Entnahmestellen zusammenfassen. Bei der Ultrafiltration ist eine Stand- 

zeit von über fünf Jahren bereits in der Praxis nachgewiesen. Das Problem: Alle 

Bauteile nach dem Filter müssen zwingend neu, alle anderen Entnahmestellen im 

Raum legionellenfrei sein, damit die Gefahr der Rückverkeimung ausgeschlossen 

wird. Nach dem Filter haben die Legionellen keine Feinde mehr und vermehren 

sich umso schneller. >> 

1

Legionellenschutz 

innerhalb von Bestandsbauten 

Legionellen können zwar grundsätzlich überall 

auftreten, bei der Betrachtung von Prophylaxe 

und Verfahrensmaßnahmen ist aber eine un- 

terscheidende Betrachtung zwischen Neu- und 

Bestandsbauten sinnvoll. Denn unterschiedliche 

bauliche Bedingungen können dazu führen, 

dass ganz verschiedene Risikovoraussetzungen 

vorhanden sind. In Alt- und Bestandsbauten 

gibt es beispielsweise das Problem so genann- 

ter Totleitungen, das in Neubauten in dieser 

Form nicht vorhanden sein dürfte. 

Ziel des Legionellenschutzes in Bestandsbauten 

muss es sein, zunächst durch bau- und be- 

triebstechnische Maßnahmen eine dauerhafte 

Sanierung des Systems zu erreichen. Zur Be- 

wertung der vorhandenen baulichen Situation 

mit seiner zu erwartenden Fülle an Schwach- 

stellen muss ein gesamtes Sanierungskonzept 

mit Schwachstellenanalyse erarbeitet werden. 

Das geschieht auf Grundlage von vorhandenen 

Revisionsunterlagen und Bestandsaufnahmen. 

Zusätzlich können bereits bei der Sanierung 

verfahrenstechnische Maßnahmen eingesetzt 

werden. Alles in allem empfiehlt es sich, den 

Gebäudebestand durch bautechnische Maß- 

nahmen möglichst nahe an das Kriterien-Niveau 

von Neuinstallationen heranzuführen, beispiels- 

weise durch: 

Intelligent: Das modulare System Perfekt Plus 

bietet die Möglichkeit, den Legionellenschutz 

je nach Bedarf nachzurüsten. 

Anpassung der Speichergröße an den 

tatsächlichen Bedarf entsprechend DIN 4708 

jährliche Speicherprüfung und zwei- 

jährliche Speicherreinigung 

Rückbau, Umbau und Erneuerung: 

Innerhalb des Leitungssystems gehören Rohr- 

netzberechnungen (angepasst an den tatsäch- 

lichen Bedarf) ebenso dazu, wie der Rückbau 


von nichtgenutzten Leitungsteilen, eine Zirkulationsberechung sowie ein 

hydraulischer Abgleich. Ebenso sollten eine geeignete Wärmedämmung 

wie auch die Vermeidung von Stagnationen oder Totleitungen berück- 

sichtigt werden. Die Risikofaktoren „Ruhe, Nahrung, Wärme“ müssen 

dem Leitungssystem entzogen werden. 

Armaturen mit entsprechenden Hygieneeinrichtungen 

Anhebung des Temperaturniveaus 

Bei einer Kontamination der Hausinstallation in Bestandsgebäuden gibt es 

kein generelles Konzept. Hier bietet sich als schnellste und kostengüns- 

tigste Maßnahme die Ultrafiltration an den Entnahmestellen an, um sofort 

legionellenfreies Trinkwasser zu erhalten. Der Einsatz der Ultrafiltration 

lässt Zeit gewinnen, in Ruhe und mit Experten die Ursache des Bakteri- 

enbefalls festzustellen und entsprechend abzustellen. 

Legionellenschutz innerhalb von Neubauten 

Sofern bei einem Neubau die Trinkwasserversorgungsanlage nach dem 

aktuellen Stand der Technik installiert wurde, ist eine Kontamination mit 

Legionellen oder auch Pseudomonaden nahezu ausgeschlossen. Wird 

ein Neubau an einen Bestandsbau angegliedert, sind jedoch mögliche 

Übergangsstellen dahingehend zu prüfen, ob aus dem alten Netz ein 

etwaiger Legionellenbefall in das neue Netz gelangen kann. 

Es ist erwiesen, dass so genannte „schlanke Systeme“ die Bildung eines 

Biofilms erschweren können. Gerade im Neubaubereich ist es also ein 

Leichtes, diese Tatsache und damit derartig geeignete Vorsorgefaktoren 

bereits in der Planung zu berücksichtigen. Wenn alle planerischen, bau- 

technischen, systemtechnischen und betriebstechnischen Maßnahmen 

einwandfrei durchgeführt wurden, kann im Neubaubereich vom Ein- 

satz einer zusätzlichen Desinfektionsanlage abgesehen werden. Denn 

wo keine Legionellen vorhanden sein können, sind Installation und 

Betrieb einer „vorsorglichen“ Anlage, die desinfiziert, protokolliert und 

Autor: Frank Stahlmann 

KUHFUSS SANITÄR GmbH • Untere Wiesenstraße 17 • 32120 Hiddenhausen-Sundern • Telefon (0 52 21) 68 39 24 • E-Mail: f.stahlmann@kuhfuss-sanitaer.de 

www.kuhfuss-sanitaer.de

Duschspaß mit Sicherheit: 

Die Duschmodule im Perfekt Plus-System kombinieren 

modernste Funktionen und ansprechendes Design. 

jede Wasserentnahmestelle aufzeichnet, nicht unbedingt nötig. Diese, je nach 

Komplexität der Anlage sehr hohen Energie- und Betriebskosten können sich 

die Verantwortlichen sparen. Sinnvoller ist der Einsatz eines modularen Systems, 

das entsprechend der Aufgabenstellung ganz einfach „mitwachsen“ kann und erst 

dann Kosten verursacht, wenn dies wirklich nötig ist – beispielsweise moderne 

Armaturen mit Hygieneprophylaxe. 

Modulare Armaturen – effiziente Hygieneprophylaxe 

Die Produktfamilie „Perfekt Plus“ der KUHFUSS SANITÄR GmbH ist beispielswei- 

se so ein modulares System. Die Elemente mit zugehörigen Duschelementen und 

Armatureneinheiten bieten eine wirksame Hygieneprophylaxe und können we- 

sentlich zur Einhaltung der Hygiene in Trinkwassernetzen beitragen. Der Spezialist 

für Wasserhygiene, Wassermanagement sowie Sanitärarchitektur und Sanitärde- 

sign hat sich explizit dem Aspekt der aufrüstbaren Systemtechnologie zur Vorsorge 

gegen Legionellenkontaminationen in Kalt- und Warmwasserleitungen gewidmet. 

Bei den Leistungsfaktoren von Perfekt Plus lassen sich die Wassermarsch-Funktion 

und eine Legionellen- und Pseudomonadenprophylaxe unterscheiden. 

Modul 1: Die vollelektronische Armatur Perfekt Plus übernimmt bereits 

in ihrer Basisversion bedeutende Aufgaben der Legionellen- und Pseudo- 

monadenprophylaxe. So ist sie serienmäßig mit einem Magnetventil samt 

Piezo-Taster, aktivierbarer Zwangsspülung sowie einem Thermostaten 

und integriertem Bypass ausgestattet. 

Modul 2: Sollten Legionellen im Warmwasserleitungsnetz auftauchen, 

kann – sofort und modular – ein weiteres Magnetventil eingebaut werden, 

das mittels Bypass für die thermische Behandlung sorgt. Dadurch wird 

zugleich auch die thermische Behandlung der Armatur selbst ermöglicht. 

Eine Funktion, die insbesondere im Fall von Pseudomonaden von hoher 

Bedeutung ist, da diese speziell im Auslaufbereich anzutreffen sind. 

Modul 3: Als dritter Baustein kann zusätzlich die Ultrafiltration „UltraPipe“ 

in die Armatur integriert werden. Das ist beispielsweise im Fall einer nach- 

gewiesenen Legionellenkontamination (auch im Kaltwasserleitungsnetz) 

oder in der Übergangszeit zu weiteren baulichen oder betriebstechnischen 

Sanierungsmaßnahmen der gesamten Hausinstallation nötig. 

Die „mitdenkende“ Systemtechnologie präsentiert sich in designorientierten 

Duschelementen sowie den neuen Armatureneinheiten. Auf diesem Wege las- 

sen sich entsprechend der jeweiligen Gebäudesituation abgestimmte Maßnah- 

men der Trinkwasserhygiene ergreifen, die zugleich Kosten und Aufwand sparen 

– ihre Effizienz allerdings entsprechend der Notwendigkeit beweisen. 

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Rasante Abläufe: Höchstleistung auf dem Dach 

Der traditionsreiche sächsische Auto- 

zulieferer UKM hat auf einem 120.000 

Quadratmeter großen Areal am Auto- 

bahndreieck Nossen im Industriegebiet 

Hirschfeld/Neukirchen modernste Lo- 

gistik- und Produktionshallen errichtet. 

Diese erfüllen die hohen Ansprüche für 

hochgenaue Feinbearbeitungsprozesse. 

Hier werden komplexe Teile für elek- 

trische Anlasser von PKW- und LKW- 

Motoren, Antriebswellen, Düsenkörper 

und andere Komponenten für Diesel- 

Einspritzsysteme hergestellt. Natürlich 

standen auch bei der Dachentwässe- 

rung Effektivität und Nachhaltigkeit im 

Vordergrund. 

Bewährtes System Auf Basis der guten Erfahrungen aus 

dem Vorgängerprojekt, setzten die Verantwortlichen auch 

in Halle 6 auf das Dachentwässerungssytem von Wavin. 

C DACHENTWÄSSERUNG 

Netzwerkvorteil – gute Technik, starke Partner 

Für die Entwässerung der 4.200 Quadratmeter großen Dachfläche von 

Halle 3 (Baujahr 2006/2007) entschied sich das für die Projektierung 

verantwortliche Ingenieurbüro IBS Dr. Stöckel aus Dresden für Wavin 

QuickStream, ein innovatives Dachentwässerungssystem mit Druckströ- 

mung. „Eine gute Entscheidung“, sagt Dipl.-Ing. Gunther Mann, Planer 

und Projektbetreuer bei IBS. „Das System ist leistungsstark und sicher 

und auch die qualitätsgerechte, pünktliche Ausführung durch den Dresd- 

ner Installationsbetrieb Glombik Haustechnik GmbH war absolut über- 

zeugend.“ So überzeugend, dass er ein Jahr später für den Bau der Halle 

6 (Baujahr 2008/2009) mit einer Dachfläche von 15.000 Quadratmetern 

ohne zu zögern auf die gleichen Partner zurückgriff. Mit im Boot war als 

Fachhandelspartner in beiden Fällen die HTI Dinger & Hortmann KG mit 

Sitz in Klipphausen bei Dresden, die die Baustelle ganz nach Bedarf und 

Baufortschritt auf den Punkt genau belieferte. Großes Lob zollte Gun- 

ther Mann dem Systemlieferanten Wavin für die Unterstützung während 

der Projektierung. Wavin hatte den Fachplanern von IBS nicht nur die 

entsprechende Software zur Verfügung gestellt, sondern leistete auch 

während der Bauphase mit eigenen Technikern immer wieder Unter- 

stützung, wenn es darum ging, Details der Anlage anzupassen. 

QuickStream – innovative Dachentwässerung 

Der entscheidende Vorteil von Wavin QuickStream gegenüber einer 

Freispiegelentwässerungsanlage ist seine Auslegung für Vollfüllung. Denn 

als Dachentwässerungssystem mit Druckströmung wird das System nach 

DIN EN 12056 und 1986-100 für einen Füllungsgrad von 1 (Vollfüllung, 

h/d = 1) ausgelegt. Man spricht dabei auch von einem UV-System (Un- 

terdruckentwässerung mit Vollfüllung) oder einem HDE-System (Hoch- 

leistungs-Dach-Entwässerung). 

Autor: Frank Bollmer 

Wavin GmbH • Industriestraße 20 • 49767 Twist • Telefon (0 59 36) 12-388 • E-Mail: ralf.handrup@wavin.de • www.wavin.de

Ein Freispiegelentwässerungssystem darf laut 

DIN 1986-100 nur einen maximalen Füllungs- 

grad von 0,7 haben, um ausreichend Luft für die 

Be- und Entlüftung zu haben. Das heißt, knapp 

ein Drittel der Rohrleitung steht gar nicht für den 

Transport des Regenwassers zur Verfügung. 

17,5 Liter Regenwasser pro Sekunde 

Die Dachgullys einer Druckentwässerungsanlage 

wie Wavin QuickStream sind dagegen so kons- 

truiert, dass keine Luft in die Rohrleitung eindrin- 

gen kann. Die Sammelleitung läuft voll Wasser. 

Im Bereich der Umlenkung in die Fallleitung 

entsteht durch die planmäßige Überlastung der 

Sammelleitung ein „Wasserpfropfen“, der durch 

die Fallleitung nach unten fällt und einen Unter- 

druck im Entwässerungsnetz erzeugt. Durch die- 

sen Unterdruck wird das Wasser von der umlie- 

genden Dachfläche regelrecht abgesaugt. Eine 

willkommene Nebenwirkung: Der Unterdruck 

und die sich daraus ergebende rasante Fließge- 

schwindigkeit von mindestens 0,7 Metern pro 

Sekunde (m/s) bewirken eine Selbstreinigung des 

Rohrsystems. Ein weiterer Vorteil gegenüber ei- 

ner Freispiegelleitung: Das System kann wesent- 

lich kleiner dimensioniert werden. Mit Wavin 

QuickStream ist in dem hochmodernen UKM- 

Gebäudekomplex ein besonders leistungsfähiges 

Druckentwässerungssystem eingebaut worden. 

Die Dachabläufe bestehen aus Polyethylen und 

zeichnen sich durch ein schlankes, strömungs- 

günstiges Design aus. So „schlucken“ sie schon 

Drüber und drunter effektiv 

Das Dachentwässerungssystem 

von Wavin sorgt bei UKM schnell und 

sicher für regenfreie Dächer. 

bei einer geringen Aufstauhöhe bis zu 17,5 Liter Regenwasser in der Sekunde. 

Dadurch muss das Dach weniger hohe Lasten aufnehmen als mit herkömmlichen 

Dachgullys. Vorteilhaft ist auch die geringe Dachdurchdringung der QuickStream 

Dachabläufe. Durch ihre schlanke Bauart ist lediglich eine Öffnung von 100 Milli- 

metern im Dach erforderlich. Ein Pluspunkt in Sachen Sicherheit: Die QuickStream 

Dachabläufe verfügen über eine Revisionsöffnung mit Bajonettverschluss, die eine 

einfache und schnelle Inspektion nach DIN 1986/30 erlaubt. 

Schnellmontage-Befestigungssystem – effektiv und sicher 

Installateur- und Heizungsbauermeister Thomas Glombik hat zum wiederholten 

Mal mit dem Wavin-System gearbeitet und ist vom komfortablen Schnellmontage- 

Befestigungssystem begeistert. Es gibt nur einen Rohrschellentyp als Verbindungs- 

element zwischen Ankerschiene und PE-Rohrleitung. Dieser lässt sich universell 

zur Herstellung von Gleit- und Festpunkten verwenden. Für Festpunkte legt man 

einfach eine Einlegeschale in die Rohrschelle ein. Auch sind die Rohrschellen so 

konstruiert, dass aufwändige Höheneinstellungen entfallen. „Für die Montage brau- 

che ich nur einen Mann“, so Thomas Glombik. „Rohr in die Ankerschiene einlegen, 

Schrauben anziehen, fertig!“ Das gesamte Befestigungssystem ist nicht nur komfor- 

tabel, sondern auch sehr sicher. Es ist perfekt auf das Dachentwässerungssystem 

abgestimmt, um den enormen statischen und dynamischen Belastungen standzu- 

halten. Alle Bauteile inklusive der Befestigungstechnik entsprechen den Anforde- 

rungen der DIN 1986-100. Das unterstreicht Wavin mit einer Systemgewährleis- 

tung, die Rohre, Abläufe und die Befestigung einschließt. 

Neben der Hauptentwässerung wurde auch die Notentwässerung, die nach 

DIN 12056 Teil 3 und 1986-100 für ein Jahrhundertregenereignis vorgeschrie- 

ben ist, mit dem System QuickStream realisiert. Insgesamt lieferte Wavin für die 

Haupt- und Notentwässerung beider Flachdächer (Gesamtfläche 19.200 Qua- 

dratmeter) 83 PE-Dachabläufe, 1.250 Meter PE-Rohr in den Abmessungen von 

40 bis 315 mm sowie zahlreiche PE-Formteile und Schweißmuffen. 

5

Geothermie noch umweltfreundlicher nutzen: 

CO 2 als effizienter Wärmeträger 

Wärmepumpenanlagen sind in Deutsch- 

land schon lange etabliert und erfreuen 

sich in der jüngeren Vergangenheit zu- 

nehmender Beliebtheit. Allein im ver- 

gangenen Jahr stieg der Bestand von 

Wärmepumpen um rund 15 Prozent 

auf ungefähr 350.000 Stück an. Darun- 

ter haben Anlagen, die das Erdreich zur 

Wärmegewinnung nutzen, den höchsten 

Stellenwert. Laut den neuesten Statis- 

tiken arbeiten etwa 55 Prozent aller in 

Deutschland installierten Wärmepum- 

pen mit Geothermie. 

Abbildung 1: Das System GECO 2 -BRUGG besteht 

aus einem spiralgewellten Rohr zum Transport 

des Wärmeträgers ( ) und dem Wärmetauscher mit 

integriertem Verdampfer ( ). 


Regenerative Erdwärme kann auf verschiedene Arten für die Nutzung 

erschlossen werden. Die Solesonde zählt hierzulande zu den Systemen 

mit der weitesten Verbreitung. Aufgrund der Umweltproblematik des 

dort eingesetzten Wärmeträgers Sole, einem Wasser/Glykol-Gemisch, 

wird jedoch schon seit Jahren versucht, eine alternative Technologie zu 

finden. Als größter Hoffnungsträger hat sich dabei ein System mit dem 

gezielten Einsatz von CO 2 herausgestellt. Bislang wurden in diesem Be- 

reich auch schon verschiedene Ansätze verfolgt, konzipiert und erprobt. 

Das Ziel: eine CO 2 -Sonde zu entwickeln, die alle Vorteile der neuen 

Technologie umfassend ausschöpft. 

Auch die Entwickler von BRUGG Rohrsysteme, einem Spezialisten für 

flexible und starre Rohrsysteme aus Metall und Kunststoff, haben eine 

Erdwärmesonde konzipiert, mit der es möglich ist, dem Erdreich mittels 

CO 2 Wärme zu entziehen und einem Heizungssystem zuzuführen. Ihr 

Name: GECO 2 -BRUGG. 

GECO 2 -BRUGG nutzt CO 2 gezielt als Wärmeträger 

Das Geothermiesystem GECO 2 -BRUGG setzt sich aus einem spiralge- 

wellten Rohr und einem Behälter mit integriertem Wärmetauscher zu- 

sammen (Abbildung 1). Das Wellrohr wird rund 100 Meter tief in das 

Erdreich eingebracht und anschließend mit einem bestimmten Bentonit- 

gemisch verpresst. Beide Komponenten, Wellrohr und Behälter, werden 

dann unter einem Druck von etwa 45 bar mit Kohlendioxid (CO 2 ) gefüllt. 

Das CO 2 ist unter diesem hohen Druck flüssig und strömt entlang der 

Rohrwand in die Tiefe. Durch die aufgenommene Erdwärme verdampft 

es dort und steigt gasförmig sowie selbsttätig aus der Tiefe nach oben in 

den Wärmetauscher. Dort gibt das Kohlendioxid die gespeicherte Wär- 

meenergie an das Kältemittel der Wärmepumpe ab. Dieser Energiever- 

lust führt zur Kondensation des CO 2 , das zurück in die Erdsonde fließt, 

um erneut Wärme aufzunehmen. Der Kreislauf schließt sich. 

Autor: Dipl.-Ing. Meik Schubert 

BRUGG Rohrsysteme GmbH • Adolf-Oesterheld-Straße 31 • 31515 Wunstorf • Telefon (0 50 31) 17 01 27 • meik.schubert@brugg.de • www.brugg.de

Abbildung 2: Die Form des Spiralrohres 

ermöglicht den kollisionsfreien Medientransport 

in beide Richtungen. 

Das System GECO 2 -BRUGG bildet eine Alternative 

zur herkömmlichen Solesonde und glänzt mit einem 

erfreulich hohen COP-Wert. 

Optimierter Medienfluss im Spiralwellenrohr 

Dank der Spiralwellung des BRUGG-Rohres läuft das flüssige Kohlendioxid in 

den Wellentälern des Rohres hinab und nimmt dabei kontinuierlich Erdwärme 

auf, bis es verdampft. Das gasförmige CO 2 steigt dann in der Rohrmitte auf, 

zurück nach oben (Abbildung 2). Durch diese Trennung wird eine Kollision 

beider Fluide vermieden. Es entsteht kein Filmabriss, wie es bei glatten oder 

parallel gewellten Rohren der Fall ist. 

Leistungsfähiges Sondensystem mit vielen Vorteilen 

Vergleiche des GECO 2 -BRUGG-Systems mit entsprechenden Solesonden erga- 

ben einen bis zu 23 Prozent höheren COP-Wert (Leistungszahl). Dieser „Co- 

efficient Of Performance“ bezeichnet den thermischen Wirkungsgrad von Wär- 

mepumpen. Die ermittelte Effizienzsteigerung wird dem Wärmeträgermedium 

CO 2 und dem sehr dünnwandigen Edelstahl-Wellrohr zugeschrieben. 

Der entscheidende Vorteil des GECO 2 -BRUGG-Systems mit seinem eingesetz- 

ten CO 2 ist der selbsttätige Kreislauf des Wärmetransportmittels. Das bedeutet, 

es wird keine Umwälzpumpe und somit keine Energiezufuhr von außen benötigt, 

um die Wärme aus dem Erdreich nach oben zu leiten. Da keine Umwälzpumpe 

erforderlich ist, erhöht sich auch die Effizienz der Wärmepumpe noch einmal 

zusätzlich. Der Gesamtwirkungsgrad des GECO 2 -BRUGG-Systems kann bis zu 

30 Prozent besser sein als der eines herkömmlichen Sole-Systems. 

Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Technologie ist die vergleichsweise bes- 

sere Umweltverträglichkeit des verwendeten Mediums CO 2 . Anders als beim 

Einsatz von Wasser/Glykol-Gemischen ist eine Gefährdung des Grundwassers 

völlig ausgeschlossen. GECO 2 -BRUGG kann daher auch in Wasserschutzgebie- 

ten eingesetzt werden. Das Einbeziehen der entsprechenden Behörden bleibt 

aber auch hier unerlässlich.

Teleskopierbare Sonde 

für die wirtschaftliche Nutzung von Erdwärme 

Die stetig steigenden Energiepreise so- 

wie wachsendes ökologisches Bewusst- 

sein führen zu gestiegenen Anforde- 

rungen an die Wirtschaftlichkeit und 

Effizienz von Heiz- und Kühlsystemen. 

Eines der umweltfreundlichsten und 

wirtschaftlichsten Systeme ist die Nut- 

zung der Erdwärme mittels Wärme- 

pumpen. Mit der RAUGEO Helix-Sonde 

PE-Xa von Rehau gibt es eine innova- 

tive Lösung zur dauerhaft sicheren Erd- 

wärmegewinnung – auch bei kleineren 

Grundstücken. 

Geringer Aufwand – vom Genehmigungsverfahren 

bis zur anschlussfertigen Spiralsonde. 


RAUGEO Helix-Sonden PE-Xa sind ideal für den Einsatz sowohl im 

Neubau, vor allem bei Niedrigenergiehäusern, als auch in der Altbausa- 

nierung geeignet. Sie stellen immer dann die optimale Wahl dar, wenn 

wenig Grundstücksfläche zur Verfügung steht und eine Tiefenbohrung 

zum Beispiel aufgrund von wasserrechtlichen oder geologischen As- 

pekten ausgeschlossen wird. 

Mit einem Spiralbohrer wird ein Bohrloch von rund fünf Metern Tiefe 

GOK (Geländeoberkante) erstellt, in das die Helix-Sonde eingebracht 

und anschließend verfüllt wird. Der Verlegeabstand der Sonden zuei- 

nander liegt bei drei bis vier Metern. Die Helix-Sonde ist teleskopisch 

konzipiert, so dass sie von etwa 1,1 bis 3,0 Meter ausziehbar ist. In 

eingebautem Zustand wird die Helix-Sonde auf die Maximallänge von 

drei Metern gestreckt. Durch die Teleskopierung können Lager- und 

Transportkosten reduziert werden, indem die Sonde auf rund 1,1 Meter 

Höhe minimiert wird. 

Autor: Tobias Friedrich 

REHAU AG + Co • Ytterbium 4 • 91058 Erlangen • Telefon (0 91 31) 92-56 54 • E-Mail: tobias.friedrich@rehau.com • www.rehau.com 

Flexibel Die Helix-Sonde 

eignet sich sowohl für 

Neubauten als auch für 

Gebäude im Bestand.

Vereinfachte Planung 

und Auslegung 

Die RAUGEO Helix-Sonde PE-Xa stellt die 

ideale platz- beziehungsweise kostensparende 

Alternative zu herkömmlichen Erdwärmekollek- 

toren und Erdwärmesonden dar. Zur Ausle- 

gung von Helix-Sonden ist die durchschnittlich 

zu erzielende Entzugsleistung ausschlaggebend. 

Diese ist zum einen von den benötigten Voll- 

lastbetriebsstunden und zum anderen von der 

Bodenart sowie dem Grundwasserfluss abhän- 

gig. Je mehr Grundwasser vorhanden ist, desto 

größer ist der Wärmeertrag. 

In einer ersten Abschätzung kann von einer 

durchschnittlich zu erzielenden Entzugsleistung 

von ca. 400 Watt (W) pro Helix-Sonde ausge- 

gangen werden. Bei sehr guten Bedingungen 

sind bis zu 700 W/Helix-Sonde möglich. Um 

die optimale Auslegung der Anlage zu gewähr- 

leisten, ist für jedes Bauvorhaben ein individu- 

elles Bodengutachten erforderlich. 

Der Einbau der Helix-Sonde PE-Xa erfolgt in 

parallel geschalteten Kreisen zum Verteiler. 

Alternativ dazu können bis zu drei Sonden in 

Serie geschaltet werden. 

Praxisgerecht Für die fachgerechte Verlegung 

der Sonden sind weder Spezialgeräte noch übermäßig 

Grundstücksfläche erforderlich. 

Hochwertiges Material für maximale Sicherheit 

und Langlebigkeit 

Wie auch andere bewährte Systeme aus der RAUGEO Programmfamilie zur 

dauerhaft sicheren Nutzung der Erdwärme besteht die RAUGEO Helix-Son- 

de aus vernetztem Polyethylen (PE-Xa). Durch das hochwertige Material ist das 

Rohr besonders resistent gegen Beschädigungen, zum Beispiel beim Handling 

und Einbringen der Sonden auf der Baustelle oder bei Punktlasten, die im ein- 

gebauten Zustand auf das Rohr wirken können. Darüber hinaus ermöglicht der 

kleine Biegeradius des Rohres, die gesamte Helix-Sonde aus einem einzigen 

Rohr herzustellen. Auf schadensanfällige Schweißverbindungen und strömungs- 

günstige Formteile am Sondenfuß wird damit gänzlich verzichtet – ein wichtiger 

Beitrag zu mehr Sicherheit und Effizienz. Die hohe Temperaturbeständigkeit bis 

+95 Grad Celsius ermöglicht zudem eine – auch nachträgliche – Kombination 

mit Solarenergie. 

Die Vorteile der RAUGEO Helix-Sonde PE-Xa 

Einsatz sowohl im Neubau (vor allem Niedrigenergiehäuser) 

als auch im Altbau 

Entzugsleistungen bis zu 700 Watt je Helix-Sonde 

Weniger Grundstücksfläche als bei Kollektoren notwendig 

Geringer Genehmigungs- und Verlegeaufwand 

Hochwertiges Rohrmaterial PE-Xa für maximale Sicherheit 

und Langlebigkeit 

Definierter Rohrabstand und Sondendurchmesser 

Einfache Maschinen für Spiralbohrung ausreichend 

Geringe Lager- und Transportkosten durch Teleskopierung

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Bild: mk Gesellschaften von Architekten 

Wohngebiet am Berliner Wannsee 

wird teilweise mit Erdwärme versorgt 

Dass die Gewinnung von Heizungs- 

energie aus Erdwärme den Kinderschu- 

hen entwachsen ist, zeigt ein aktuelles 

Bauprojekt der apellas Immobilien 

GmbH in Berlin. Im Ortsteil Wannsee 

entsteht ein attraktives Wohngebiet: 

die Wannseegärten. Geplant und zum 

Teil bereits im Bau sind Einfamilien-, 

Reihen-, Doppel- und Hofhäuser, die 

mit Erdwärme beheizt werden. Einige, 

geografisch besonders günstig gelegene 

Einfamilienhäuser, sind zudem mit Son- 

nenkollektoren ausgestattet. 


Abbildung 1 Schematische Darstellung eines Hauses mit Erdwärmesonde. 

Die 34 Einfamilienhäuser in den Wannseegärten haben eine Nutzfläche 

von je rund 230 Quadratmetern und Grundstücksgrößen von etwa 500 

Quadratmetern (Abbildung 1). Für die geplante Erdwärmenutzung 

werden die Bauten von der für Generalplanung und Projektsteuerung 

verantwortlichen GFP Enders Projektmanagement GmbH bereits in der 

Bauphase mit einer entsprechend ausgelegten Mehrsparten-Hausein- 

führung der Doyma GmbH und Co. ausgestattet. Dieses Hauseinfüh- 

rungssystem dient der Abdichtung aller Versorgungsleitungen, die in die 

Gebäude eingeführt werden. 

Platzoptimierte Erdwärmesonden 

zur Energiegewinnung 

Um Erdwärme als regenerative Energiequelle zu erschließen, gibt es 

mehrere Möglichkeiten. Die gängigsten Varianten sind der Einsatz von 

Flächenkollektoren oder Erdwärmesonden. Flächenkollektoren wer- 

den wie eine Fußbodenheizung im Erdreich verlegt – was aber auch 

bedeutet, dass der Flächenbedarf sehr hoch ist. Für das Bauprojekt in 

Autor: Walter Brumberg 

Doyma GmbH & Co. • Industriestraße 43-57 • 28876 Oyten • Telefon (0 42 07) 91 66-0 • E-Mail: info@doyma.de • www.doyma.de

Berlin entschloss man sich daher, die Energie 

mittels der platzoptimierten Erdwärmesonden 

zu gewinnen. Erdwärmesonden werden senk- 

recht in den Boden eingelassen und eignen sich 

für das am Wannsee gelegene Bauareal ideal. 

Ein weiterer Vorteil der Sonden ist auch deren 

hohe Betriebssicherheit. Sie stellen also nicht 

nur eine umweltfreundliche, sondern auch eine 

Kosten und Platz sparende Lösung dar. 

Auslegung der Geothermieanlage 

Im Projekt „Wannseegärten Berlin“ werden 

vom verantwortlichen Unternehmen für Pro- 

jektierung und Ausführung der gesamten Hei- 

zungsanlagen je Nutzungseinheit zwei Boh- 

rungen mit einer Tiefe von etwa 100 Metern 

in den Boden getrieben. Diese Bohrungen 

nehmen anschließend die Sonden mit den So- 

leleitungen zur Wärmegewinnung auf. 

Aufgrund von Erfahrungen ist bekannt, dass 

dem Erdreich pro Tiefenmeter Erdsondenlei- 

tung bis zu 50 Watt (W) Wärmeleistung entzo- 

gen und an die im Kreislauf zirkulierende Sole 

übertragen werden kann. Insgesamt wäre es 

theoretisch möglich, eine Leistung von bis zu 

10 Kilowatt (kW) vom Erdreich an die Wär- 

mepumpe zu liefern. Konkret wird im Projekt 

„Wannseegärten Berlin“ bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von 2,6 kW 

eine Gesamtheizleistung der Wärmepumpe von bis zu 7,5 kW im gewünschten 

Temperaturniveau einer Niedertemperaturheizung – etwa für eine Fußboden- 

heizung – erreicht. 

Architekten setzen auf Qualität – auch im Keller 

Wohndomizile in gehobener Lage und für Menschen mit besonderen Ansprü- 

chen zu schaffen – der Anspruch der planenden Architekten setzt hohe Maßstä- 

be an alle am Bau beteiligten Firmen und die zu verbauenden Produkte. 

Unter anderem soll der vorhandene Wohn- und Kellerraum optimal genutzt wer- 

den. Das bedeutet: Die Haustechnik muss raumsparend aber effektiv sein. Auch 

bei der Hauseinführung der Versorgungs- und Erdwärmeleitungen entschied 

man sich daher für ein platzoptimiertes System: die Mehrsparten-Hauseinfüh- 

rung Quadro-Secura ® von DOYMA (Abbildung 2). Mehrsparten-Hauseinfüh- 

rung bedeutet, dass die Hausanschlussleitungen (Erdwärme, Wasser, Strom und 

Telekommunikation) nicht wie sonst üblich an verschiedenen Stellen durch vier 

beziehungsweise fünf einzelne Durchführungen ins Haus gelangen, sondern ge- 

bündelt durch nur eine Kernbohrung oder ein Futterrohr in das Haus eingeführt 

werden. Ein besonderer Vorteil der Quadro-Secura ® Mehrsparten-Hauseinfüh- 

rung ist ihr geringer Platzbedarf. Durch die kompakte Bauweise benötigt dieses 

System für die dauerhaft dichte und sichere Einführung der Versorgungsleitungen 

nur eine Fläche von weniger als zehn Quadratzentimetern. So bleibt viel Platz für 

all die „wichtigen“ Dinge, die im Keller unterzubringen sind. 

Nachhaltigkeit durch langlebige Produkte 

Dieses Projekt zeigt vorbildlich, dass Nachhaltigkeit beim Bauen schon Realität 

ist. So werden zum einen durch die Nutzung der regenerativen Erdwärme wert- 

volle fossile Brennstoffe bewahrt und CO 2 -Emissionen vermieden. Zum ande- 

ren ist der Einbau langlebiger und qualitativ hochwertiger Güter – wie die der 

Mehrsparten-Hauseinführung von Doyma mit ihrer 25-jährigen Garantie und 

der Fertigung „Made in Germany“ – ein Zeichen für den schonenden Umgang 

mit Fertigungsressourcen. 

Abbildung 2 Die Mehrsparten-Hauseinführung Quadro-Secura ® K2-FW für 

die Erdwärme-, Wasser-, Strom- und Telekommunikationsleitung. 

31

3 

Im bayerischen Wolnzach befindet sich 

das Dienstleistungs- und Produktions- 

zentrum von Waltron, einem Elektro- 

nik-Outsourcing-Partner der Industrie. 

Der Hersteller von Industrieelektronik 

hat im Zuge der Errichtung seiner neuen 

Produktions- und Logistikhalle die Inge- 

nieurgesellschaft Frey-Donabauer-Wich 

mit der Erarbeitung eines zukunftsfä- 

higen Energiekonzeptes beauftragt. 

Eine Investition in die Zukunft 

Seit vielen Jahren verzeichnet Waltron ein kon- 

tinuierliches Wachstum, was die neuerliche 

Ausdehnung der Produktionskapazitäten erfor- 

dert hat. Die zusätzliche Fertigungsfläche von 

über 1.000 Quadratmetern soll nach Wunsch 

des Bauherren mit einem zukunftsfähigen und 

umweltfreundlichen Energiekonzept unter- 

halten werden. Die Herausforderung für das 

ausführende Ingenieurbüro Frey-Donabauer- 

Wich aus Gaimersheim bei Ingolstadt bestand 

also darin, eine ökologische wie ökonomische 

Gesamtkonzeption zu entwickeln, welche die 

Nutzung von konventionellen und regenera- 

tiven Energien erfolgreich kombiniert. Dabei 

war es besonders wichtig, sowohl die gebäu- 

detechnischen als auch die produktionstech- 

nischen Anforderungen zu berücksichtigen. 


Kühlen mit (Erd-)wärme – 

Hightech in der Hallertau 

Effektivität durch Betonkernaktivierung 

Die Lösung der Aufgabe bestand für Projektleiter Dipl.-Ing. (FH) Rene 

Schwarzmeier zunächst in der thermischen Bauteilaktivierung (Beton- 

kernaktivierung). Bei diesem System werden in der Bauphase Rohrlei- 

tungen für Heiz- und/oder Kühlmedien in die Massivdecken eingearbeitet 

und damit die vorhandene Gebäudemasse zur Temperaturregulierung 

genutzt. Im Fall von Waltron entschied man sich für die Integration von 

Industrie-Fußbodenheizungen mit hoher Speichermasse. Das Prinzip der 

Betonkernaktivierung kann mit relativ geringem technischem Aufwand 

realisiert werden. Für das Energiekonzept wichtig: Diese Flächen-Heiz- 

/Kühlsysteme werden mit einem sehr niedrigen Temperaturniveau be- 

trieben, was den angestrebten reduzierten Energieverbrauch bei der 

Wärme- und Kälteerzeugung sichert. 

Heizen und Kühlen mit regenerativer Erdwärme 

Ein weiterer wichtiger Baustein in der Energiekonzeption bei Waltron 

war für die Ingenieure der Einsatz einer reversiblen Sole-Wasser-Wär- 

mepumpe als Grundlastwärmeerzeuger. Die Aufgabe eines Grund- 

lastwärmeerzeugers ist es, möglichst emissionsarm und kostengünstig 

Wärme zur Verfügung zu stellen und dabei viele Jahresbetriebsstunden 

zu sammeln. Die Leistung der Wärmepumpe in Wolnzach wurde so 

berechnet, dass mit ihr 80 Prozent der Jahresheizarbeit realisiert werden 

kann. Die Deckung der restlichen 20 Prozent beziehungsweise von Leis- 

tungsspitzen erfolgt durch eine moderne Gasbrennwerttherme, die über 

das örtliche Erdgasnetz gespeist wird. 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Rene Schwarzmeier 

Ingenieurgesellschaft Frey-Donabauer-Wich mbH • Carl-Benz-Ring 8 • 85080 Gaimersheim • Telefon (0 84 58) 34 93-25 • 0810waltron@ib-fdw.com • www.ib-fdw.com

Gut gelöst: Die Maxi-Erdwärmekörbe von 

BetaTherm versorgen die Wärmepumpe mit 

umweltfreundlicher Energie. 

Die verwendete Wärmepumpe kann sowohl 

zu Heiz- als auch zu Kühlzwecken eingesetzt 

werden. Als Energiekollektoren und Erdwär- 

me-Tauscher kamen Erdwärmekörbe von Be- 

taTherm zum Einsatz. In der Kombination mit 

einem zusätzlichen Plattenwärmetauscher sorgt 

diese Lösung in Wolnzach für eine optimale 

Nutzung der oberfl ächennahen Geothermie. 

Während der Heizperiode wird die im Erdreich 

gespeicherte (Sonnen-)wärme über ein Kollek- 

tor-Wärmepumpen-System entnommen und 

im „aktivierten Betonkern“ zur Gebäudebehei- 

zung eingesetzt. Durch den Energieentzug ver- 

ringert sich zwar die Temperatur im Erdreich, 

dieser Effekt kann aber in den Sommermona- 

ten für die Kühlung der Fertigungshalle genutzt 

werden. Die Sole entzieht dann der Gebäude- 

luft die Wärme und gibt sie ins Erdreich ab. Das 

wiederum unterstützt die schnelle Regenerati- 

on (Wiedererwärmung) des Erdreiches – und 

stellt das für die nächste Heizperiode benötigte 

Energieniveau wieder her. 

Beim Projekt in Wolnzach wirkt es sich zudem 

positiv aus, dass die Erdwärmekörbe rund einen 

Meter tief im fl ießenden Grundwasser stehen 

können, da unmittelbar hinter dem neuen Ge- 

bäude ein Bach verläuft. Das sichert die fortwäh- 

rende Regeneration des Erdreichs und erhöht die 

Leistungsfähigkeit der Erdwärmekollektoren. Für 

die praktische Umsetzung arbeitete das Ingeni- 

eurbüro Frey-Donabauer-Wich mit erfahrenden 

Spezialisten zusammen. Das Bauunternehmen 

Uhsler aus Pfaffenhofen hatte eine vergleichbare 

Technik bereits im eigenen Neubau verwendet 

und realisierte die anspruchsvolle technische 

Gesamt-Konzeption gemeinsam mit dem Ar- 

chitekturbüro Gerlsbeck aus Scheyern und der 

Installationsfi rma Hösl aus Mainburg. 

Zentral gesteuerte Raumklimatisierung 

In modernen Fertigungsstätten wie der Halbleiterproduktion bei Waltron ist die 

Raumklimatisierung ein entscheidender Qualitätsfaktor. Besonders in Bezug auf 

Luftreinheit und Luftfeuchtigkeit bestehen sehr hohe Anforderungen. Um die 

Raumluft jederzeit aktiv steuern und regulieren zu können, entschied sich das 

Planungsteam für den Einsatz einer so genannten Lüftungs-Vollklimaanlage. Die- 

se bietet im laufenden Betrieb die vier thermodynamischen Luftbehandlungsme- 

thoden „Heizen“, „Kühlen“, „Luftbefeuchtung“ und „Luftentfeuchtung“. Für die 

Gewährleistung der Luftreinheit sorgen Luftfi lter mit einem erhöhten Wirkungs- 

grad. Um bei der Kühlung von Zuluft noch mehr Energie einsparen zu können, 

ist das Lüftungsgerät zusätzlich mit einem Kaltwasserkühler ausgerüstet, der über 

eine freie Kühlung versorgt wird. Die Luftfeuchte wird bei Waltron über den 

zweiten Kühler geregelt, einen Direktverdampfer, der mit Oberfl ächentempe- 

raturen von etwa 6 Grad Celsius arbeitet. Dieses zweite Kühlregister wird aber 

nur im Bedarfsfall zugeschaltet, also wenn eine Regulierung der Luftfeuchte not- 

wendig ist oder die Kühlleistung der freien Kühlung im Hochsommer nicht mehr 

ausreichend wäre. 

60 

50 

40 

30 

20 

0 

Positive Bilanz – CO 2 Emissionen in Tonnen/Jahr 

Gasheizung Wärmepumpe und 

Spitzenlastgasheizung 

Ziel erreicht: Das Energiekonzept bei Waltron 

überzeugt durch ökologische und ökonomische 

Vorteile. 

33 

36 

Tonnen 

weniger 

CO 2

34 

Innovative Produkte 

erhöhen Effizienz auf Geothermie-Baustelle 

Wenn es darum geht, sich die (Kosten-) 

vorteile von erneuerbaren Energien zu 

erschließen, sind sowohl zukunftswei- 

sende Technologien als auch innovative 

Produkte gefragt. Im Bereich der Geo- 

thermie etwa sorgt die neue Y-Kupp- 

lung im Geopress-System von Viega für 

erhebliche Zeitersparnis bei der Installa- 

tion. Durch das gemeinsam mit dem Ver- 

arbeiter praxisgerecht konzipierte Bau- 

teil konnten auf einer Baustelle in Linden 

drei Arbeitstage gewonnen werden. 

Die Geopress-Y-Kupplung aus Rotguss halbiert die Zahl 

der Verbindungen für Vor- und Rücklauf. 


Effizienz schon in der Bauphase: 

Projektleiter Markus Roth auf der Baustelle in Linden. 

Auf der Baustelle in Linden wurden insgesamt 40 Bohrungen mit Tiefen 

von 120 Metern realisiert und jeweils mit Duplexsonden aus PE-100 be- 

stückt. Projekte dieser Größenordnung erfordern bekanntermaßen eine 

sehr exakte Planung und Abstimmung, damit das Bauprojekt im Zeit- 

und damit auch im Kostenrahmen bleibt. Für Projektleiter Markus Roth 

(TERRA THERM) Grund genug, auf Effizienz zu setzen. So kamen bei- 

spielsweise bei der Anbindung der Erdsonden an die Verteiler Produkte 

aus dem Geopress-Programm von Viega zum Einsatz: „Im Gegensatz zur 

Schweißtechnik sind wir durch die Pressverbinder witterungsunabhän- 

gig“, erklärt Markus Roth. „Außerdem entfallen die sonst notwendigen 

zeitraubenden Vorarbeiten oder das Abkühlen nach dem Schweißen.“ 

5 statt 8 Tage – Y-Kupplung reduziert Montagezeit 

Eine weitere Zeitersparnis ergab sich durch die Verwendung einer Y- 

Kupplung aus Rotguss, die Viega mit Unterstützung von TERRA THERM 

entwickelt hat. Da eine Duplex-Erdsonde aus vier Rohren besteht, müssen 

oberirdisch jeweils zwei dieser Leitungen verbunden werden, bevor 

die Anbindung an den Verteiler erfolgen kann. Das bedeutet beim 

konventionellen PE-Schweißen einen sehr hohen Aufwand. Durch den 

Einsatz der neuen Y-Kupplung hingegen, konnte dieser auf einen Bruchteil 

reduziert werden. „Durch den Einsatz des Geopress-Systems im 

Allgemeinen und die Verwendung der neuen Kupplung haben wir drei 

komplette Arbeitstage eingespart“, zieht Markus Roth die positive Bilanz. 

„Statt der ursprünglich veranschlagten acht Tage waren die Installationen 

bereits nach fünf Tagen komplett abgewickelt. Besser kann man die Wirtschaftlichkeit 

eines solchen Systems kaum darstellen.“ 

Autor: Matthias Plugge 

Franz Viegener II GmbH & Co. KG • Ennester Weg 9 • 57439 Attendorn • Telefon (0 27 22) 61 16 51 • mplugge@viega.de • www.viega.de

www.initiative-co2.de 

35

3 

„Green Properties“ – auch Discounter 

gehen neue Wege zur Energieeinsparung 

Auch zahlreiche Handelsunternehmen 

haben bereits die Chancen der Ener- 

gieeffizienz erkannt und gehen bei der 

Beheizung und Kühlung ihrer Discoun- 

ter neue Wege. Innovative Technolo- 

gien sorgen neben der Senkung von 

Energiekosten auch für die Reduzierung 

des CO 2 -Ausstoßes. 

Erdwärmekörbe von BetaTherm bieten eine große 

Kollektorfläche, sind dabei aber sehr platzsparend. 


Für Anlieferung und Installation des Kollektorsystems sind keine Sonderfahrzeuge nötig. 

Dass es heute eine Vielzahl an Energieeffizienzsteigernden Technologien 

gibt, ist bei den Verantwortlichen in Industrie und Kommune bekannt. 

Was oftmals fehlt ist nur das Wissen darüber, wie und wo diese Syste- 

me und Anlagen zum Einsatz kommen könnten. Deshalb werden „aus 

Gewohnheit“ bei Sanierungen und Neubauten noch immer vorrangig 

„altbekannte und bewährte“ Verfahren zum Heizen und Kühlen der Ge- 

bäude eingesetzt. Interessengemeinschaften wie die Initiative CO 2 sind 

aufklärend und beratend aktiv, um das zu ändern. 

Aktive Planung für zukunftssichere Energiekonzepte 

Ein Partner der Initiative ist das Planungsbüro „avelino – Erneuerbare 

Energien“ aus dem badischen Eggenstein. Das Team aus Architekten, 

Ingenieuren und Statikern hat unlängst ein integrales Energiekonzept für 

einen Lebensmitteldiscounter entwickelt, das sowohl die Betriebskosten 

als auch die CO 2 -Emission erheblich reduziert. 

Die Anlage nutzt oberflächennahe Geothermie in einem abgestimmten 

System aus BetaTherm-Erdwärmekörben und einer Wärmepumpe. 

Wie im Vorfeld exakt berechnet, ermöglichen 21 der korbartigen Kollek- 

toren des Herstellers aus Wangen im Allgäu die Beheizung und Kühlung 

des gesamten Marktes – mit über 1.000 Quadratmetern Verkaufsfläche. 

Autor: Peter Schödl 

avelino Erneuerbare Energien • Magdeburger Ring 34b • 76344 Eggenstein-Leo. • Telefon (07 21) 6 27 28 92 • peter.schoedl@avelino.de • www.avelino.de

Auslegung der Geothermie-Anlage 

Die Kollektoren der Geothermie-Anlage kom- 

men unter der großzügig vorhandenen Park- 

und Grünfläche des Discounters zum Einsatz. 

Hier ist ausreichend Raum gegeben und eine 

dauerhafte Regenerierung des Erdreichs ge- 

währleistet. Aufgrund ihrer Dimensionierung 

decken die Erdwärmekörbe gut 80 Prozent 

des Energiebedarfs, der bei einer maximalen 

Außentemperatur von 35°C zur Klimatisierung 

(Kühlung) des Marktes nötig ist. 

Zudem hat das planende avelino-Team die 

Geothermieanlage so konzipiert, dass das Sys- 

tem im Sommer „passiv“ arbeitet – also die mit 

Strom zu betreibende Wärmepumpe nicht im 

Einsatz ist. Stattdessen sorgt lediglich eine klei- 

ne, energiesparende Sole-Umwälzpumpe für 

den steten Fluß im Kreislauf der Erdwärmekör- 

be und sichert so die Versorgung des Marktes 

mit einer maximalen Kühlleistung von 28 kW. 

Sollte es an besonders heißen Sommertagen 

(Juli, August) nötig sein, kann bedarfsweise ein 

zusätzlicher Verdampfer eingesetzt werden, 

um höhere Kühltemperaturen zu erreichen. 

Durch diesen passiven Kreislauf wird sowohl 

der Stromverbrauch als auch die CO 2 -Emission 

auf ein Minimum reduziert. 

Links: Gründliches Einschlämmen der gesetzten Erdwärmekörbe. Rechts: Angenehmes 

Raumklima sorgt Sommer wie Winter für zufriedene Kundschaft im Discounter. 

Kühlen im Sommer heißt Energie für den Winter speichern 

Im Sommerbetrieb wird die in Rohrleitungen zirkulierende Soleflüssigkeit durch 

die höhere Raumtemperatur im Discounter erwärmt. Mittels der Umwälzpum- 

pe gelangt die temperierte Sole aus dem Gebäude in die Korbanlage. Dort, unter 

den Park- und Grünflächen, wird die aufgenommene Wärme an das kühlere 

Erdreich abgegeben. Positiver und gewollter Nebeneffekt dabei ist, dass das Erd- 

reich für die kühlen Herbst- und Wintertage „angewärmt“ wird. Dadurch wird 

in der kalten Jahreshälfte ein größerer Wärmeentzug zum Beheizen des Marktes 

möglich. 

In den Wintermonaten wird die Geothermie-Anlage zur Beheizung des Marktes 

genutzt. Das beschriebene Energieübertragungs-System funktioniert dabei ge- 

nauso – nur umgekehrt. Die in den Erdwärmekörben zirkulierende Soleflüssig- 

keit nimmt im Erdreich die gespeicherte Wärmeenergie auf und führt sie einer 

Wärmepumpe zu. Dort wird die Energie auf Heizniveau gebracht und dem 

Markt zugeführt. Die dazu benötigten 37 kW können über die installierte Anzahl 

von 21 Kollektoren zuverlässig aus dem Erdreich gewonnen werden. 

Wie bei diesem Projekt beschrieben, kann die professionelle Anlagenplanung 

eines erfahrenen Ingenieurbüros beträchtlich zur Energieeinsparung und damit 

zur Kostenreduzierung beitragen. Deshalb ist es wichtig, dass Planer, Hersteller, 

Verarbeiter und Investoren über Netzwerke wie die Initiative CO 2 in regelmä- 

ßigem Austausch stehen. Denn ihre wahren Stärken zeigen verschiedene Tech- 

nologien erst in der effektiven Vernetzung. 

3

3 

Mit wissenschaftlich-neutralem 

Handlungskonzept zur CO 2 -Reduktion in 

kommunalen Liegenschaften 

Bislang sind Einzelmaßnahmen wie Wär- 

medämmung oder Heizkesseltausch die 

gängigen Instrumente zum Klimaschutz 

in öffentlichen Liegenschaften. Das be- 

deutet, einzelne technische Ansätze 

werden oft isoliert auf ihre Wirtschaft- 

lichkeit hin überprüft und gegebenenfalls 

umgesetzt. Die Experten des Instituts 

für Energietechnik an der Hochschule 

Amberg-Weiden können helfen, das zu- 

sätzliche CO 2 -Reduktionspotenzial zu 

erschließen, das sich durch die Kombi- 

nation von Energieeffizienzmaßnahmen 

und integrierten Wärmenutzungskon- 

zepten im Zusammenschluss von Lie- 

genschaften ergibt. 

Im Gegensatz zur isolierten Bewertung von 

Einzelmaßnahmen werden bei der wissen- 

schaftlich-neutralen und sachlogisch gestuften 

Vorgehensweise in der Erstellung von Klima- 

schutzkonzepten technische Ansätze zur Nut- 

zung erneuerbarer Energien und Verbesserung 

der Energieeffizienz umfassend geprüft und in 

Form verschiedener Energieversorgungsvarian- 

ten in Bezug auf den Ist-Zustand bewertet. Dies 

schafft die Basis, begrenzt vorhandene Investi- 

tionsmittel zeitlich gestaffelt und ökonomisch 

sinnvoll zur CO 2 -Reduktion einzusetzen. Diese 

Vorgehensweise schließt in einem konkreten 

Maßnahmenkatalog mit Systemempfehlung und 

bindet die Nutzer über gezielte Öffentlichkeits- 

arbeit mit ein. Die lokalen Potenziale zur Emis- 

sionsminderung in den Liegenschaften werden 

dadurch wirtschaftlich optimiert und umfassend 

erschlossen. 


Das Institut für Energietechnik befindet sich an der Hochschule Amberg-Weiden. 

Das Institut für Energietechnik IfE an der Hochschule Amberg-Weiden 

beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit Klimaschutz- und Energieeffizienz- 

konzepten für Kommunen und Industriebetriebe. Die Arbeiten des IfE 

wurden mit dem E.ON Umweltpreis 2009 und dem Bayerischen Ener- 

giepreis 2008 ausgezeichnet. Bisher realisierte Vorhaben in Kommunen, 

die als Resultat eines Handlungskonzeptes umgesetzt wurden, werden 

durch das Institut für Energietechnik an der Hochschule Amberg-Weiden 

wissenschaftlich-messtechnisch begleitet und optimiert. Die erfassten 

Messdaten fließen in künftige Konzepte mit ein. 

Erstellung eines Handlungskonzeptes in 7 Phasen 

Phase 1: Bestandsaufnahme der Infrastruktur und der Gebäude 

Phase 2: Energieeinsparung und Steigerung der Energieeffizienz 

Phase 3: Dimensionierung unterschiedlicher dezentraler 

Energieversorgungslösungen 

Phase 4: Entwicklung und Dimensionierung von 

Wärmeverbundkonzepten 

Phase 5: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit Vollkostenrechnung 

Phase 6: CO 2 -Bilanzierung der vorgeschlagenen Maßnahmen 

Phase 7: Maßnahmenkatalog und Systemempfehlung mit 

Ausarbeitung eines zeitlich gestaffelten Handlungsleitfadens 

Autor: Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch • Institut für Energietechnik GbR an der 

Hochschule Amberg-Weiden • Kaiser-Wilhelm-Ring 23 • 92224 Amberg • Telefon (0 96 21) 4 82-284 • E-Mail: info@ifeam.de • www.ifeam.de

Infrarotaufnahme einer Gebäudehülle 

im Zuge der Schwachstellenanalyse. 

Phase 1: 

Umfassende Bestandsaufnahme der 

Infrastruktur und der Gebäude 

Im Zuge einer umfassenden Bestandsaufnahme 

werden die vorhandenen Wärmeerzeuger, 

deren Feuerungsleistungen und Laufzeiten, die 

Anlagennutzungsgrade sowie die Wärmever- 

teilung und Heizungsregelung im Ist-Zustand 

erfasst. Des weiteren werden der elektrische 

Energiebedarf sowie detaillierte Tages- und 

Jahreslastgänge aufgenommen. Aufbauend auf 

den bisherigen Energieverbrauchsdaten können 

Primärenergieumsatz und CO 2 -Ausstoß im Ist- 

Zustand bilanziert und mit dem vergleichbarer 

kommunaler Liegenschaften abgeglichen wer- 

den. Die Sichtung aktueller Energielieferverträ- 

ge ermöglicht zudem die Kalkulation der Ener- 

giekosten im Ist-Zustand. Ein weiterer wichtiger 

Aspekt, vor allem im Hinblick auf mögliche 

Wärmedämmmaßnahmen, ist die Aufnahme 

und Begutachtung der Gebäudehülle sowie die 

Kalkulation der Gebäudeenergiebilanz nach der 

Energieeinsparverordnung (EnEV). 

Phase 2: Energieeinsparung und 

Steigerung der Energieeffizienz 

Aufbauend auf der vorhandenen Datenbasis 

im Ist-Zustand können gezielt Maßnahmen zur 

Energieeinsparung und Energieeffizienzsteige- 

Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs 

in einem Nahwärmenetz und Deckung durch die 

Kombination verschiedener Wärmeerzeuger. 

rung entwickelt werden, um zunächst den Energiebedarf zu senken, bevor es in 

die Dimensionierung erneuerbarer Energiesysteme geht. Einzelne Maßnahmen 

wie die Installation drehzahlvariabler Heizungspumpen oder die Erneuerung be- 

ziehungsweise effektive Regelung der Gebäudebeleuchtung können den elek- 

trischen Energiebedarf eines Gebäudes um rund 10 Prozent reduzieren. Der 

thermische Energiebedarf kann durch den hydraulischen Abgleich des Heizungs- 

netzes, den Einbau moderner Thermostatventile, der Installation einer gebäude- 

angepassten Regelung oder Gebäudeleittechnik um bis zu 25 Prozent gesenkt 

werden. Unter Einbindung der Gebäudenutzer und Hausmeister kann zudem 

das Nutzerverhalten überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. An dieser 

Stelle werden auch unterschiedliche Wärmedämmmaßnahmen dimensioniert 

und im Hinblick auf den Wärmeenergiebedarf, den Primärenergiebedarf und 

CO 2 -Ausstoß des Gebäudes bewertet. 

Phase 3: Dimensionierung unterschiedlicher dezentraler 

Energieversorgungslösungen 

Abgestimmt auf die witterungsbereinigte Jahresdauerlinie eines Gebäudes, die 

zudem die Energieeinsparmöglichkeiten aus Phase 2 berücksichtigt, können nun 

dezentrale, das heißt für jede Liegenschaft einzeln entwickelte, Energieversor- 

gungslösungen dimensioniert werden. Die Jahresdauerlinie spiegelt den ther- 

mischen Leistungsbedarf eines Gebäudes über das Jahr hinweg wider und ist das 

zentrale Planungsinstrument für die Auslegung von Energieversorgungsvarianten. 

Als Referenzvariante hinsichtlich des CO 2 -Ausstoßes und der Kosten wird in der 

Regel ein Gas- oder Heizölbrennwertgerät ausgelegt. Je nach Gebäudegröße 

und Gebäudetyp können Biomasseanlagen (Pellet, Hackschnitzel), Blockheiz- 

kraftwerke (Erdgas, Heizöl, Pflanzenöl, Bio-Erdgas), Wärmepumpentechnolo- 

gien oder Solarthermieanlagen alternativ dimensioniert werden. Die Auslegung 

anhand der gebäudespezifischen Jahresdauerlinie, welche die Energieeinsparung 

aus Phase 2 berücksichtigt, vermeidet eine Überdimensionierung und ermöglicht 

die exakte Ermittlung der Jahresvolllaststunden und der Brennstoffverbräuche. >> 

3

40 

Phase 4: 

Entwicklung und Dimensionierung 

von Nahwärmeverbundkonzepten 

Alternativ zu der dezentralen, isolierten Ge- 

bäudeenergieversorgung, kann die Bildung von 

Nahwärmeverbundnetzen mit Nutzung mög- 

licher Abwärmequellen wirtschaftlich deutliche 

Vorteile bringen – insbesondere, wenn neben 

Schulen und Turnhallen auch Frei- und Hallen- 

bäder beziehungsweise Industriebetriebe in den 

Wärmeverbund integriert werden können. Die 

Dimensionierung der Wärmeerzeuger gliedert 

sich hierbei in Grund-, Mittel- und Spitzenlastan- 

teile und orientiert sich an der geordneten ther- 

mischen Jahresdauerlinie des Gesamtnetzes. In 

der Heizzentrale eignen sich Biomasseanlagen 

(Heiz- oder Heizkraftwerke) sowie Blockheiz- 

kraftwerke (Erdgas, Biogas, Heizöl, Pflanzenöl, 

Bio-Erdgas) als Grundlastwärmeerzeuger. Für 

die Spitzenlast beziehungsweise als Reservekes- 

sel werden dagegen aufgrund der geringen In- 

vestitionskosten und der geringen Laufzeit kon- 

ventionelle Gas- oder Ölkessel eingesetzt. 

Phase 5: 

Beispiel für Wärmepreise 

bei dezentraler Energieversorgung im Vergleich 

mit einem Nahwärmeverbund. 

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit 

Vollkostenrechnung 

In der fünften Phase werden nun die Investitions- 

kosten für sämtliche Maßnahmen zur Energieef- 

fizienzsteigerung aus Phase 2 beziehungsweise 

für die dezentralen (mit Wärmeerzeuger, Brenn- 

stofflager, Einbringung, Demontage Altanlagen, 

Planung) und zentralen Energieversorgungskon- 

zepte der Liegenschaften (mit Wärmeerzeuger, 

Nahwärmenetz, Übergabestationen, Brenn- 

stofflager, Heizzentralen, Planung) erarbeitet. 

Grundsätzlich erfolgt die Prognose aller Investi- 

tionskosten produktneu-tral anhand von Markt- 

durchschnittspreisen. Mit Berücksichtigung der 

Brennstoffkosten (Hackschnitzel, Pflanzenöl, 

Biogas, Bio-Erdgas, Pellets), der Wartungs- und 


Beispiel für eine Sensitivitätsanalyse – 

Veränderung der Wärmepreise bei variierenden 

Brennstoffkosten und Kapitalkosten. 

Betriebskosten sowie der Verwaltungskosten können nun die jährlichen 

Durchschnittskosten für alle möglichen Lösungen kalkuliert werden. Bei 

KWK-Lösungen werden die Stromeinnahmen nach dem Erneuerbare- 

Energien-Gesetz oder Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz gegengerech- 

net. Die Nettojahresgesamtkosten (Vollkosten) können nun spezifisch 

auf eine Kilowattstunde Nutzwärme bezogen werden und bilden somit 

den spezifischen Wärmepreis einer Energieversorgungslösung. Diese 

spezifischen Wärmegestehungskosten beinhalten alle Kostenarten einer 

Versorgungslösung und ermöglichen den Vergleich der verschiedenen 

Versorgungslösungen untereinander sowie den Vergleich mit möglichen 

Contracting-Modellen. Darüber hinaus bilden die Vollkostenwärmepreise 

die Grundlage für den interkommunalen Wärmeverkauf. 

Im Zuge einer gesonderten Betrachtung erfolgt anschließend die Kalkula- 

tion der Vollkostenwärmepreise unter Berücksichtigung aktueller Inves- 

titionsfördermittel. Da die Kalkulation der Vollkostenwärmepreise aus- 

Autor: Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch • Institut für Energietechnik GbR an der 

Hochschule Amberg-Weiden • Kaiser-Wilhelm-Ring 23 • 92224 Amberg • Telefon (0 96 21) 4 82-284 • E-Mail: info@ifeam.de • www.ifeam.de

schließlich mit heutigen Kapitalmarktzinsen und 

Brennstoffpreisen erfolgt, wird im Zuge einer 

nachgeschalteten Sensitivitätsanalyse der Ein- 

fluss variierender Zinsen und Brennstoffpreise 

auf den Wärmepreis einer Lösung untersucht. 

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Wirtschaft- 

lichkeitsbetrachtung ist die dynamische Amor- 

tisationsrechnung der klimaschutzbedingten 

Mehrinvestitionen gegenüber der Standard- 

Referenzvariante. 

Phase 6: CO 2 -Bilanzierung 

der vorgeschlagenen Maßnahmen 

Ausgehend vom CO 2 -Ausstoß im Ist-Zustand 

erfolgt in Phase 6 die Bilanzierung des neuen 

CO 2 -Ausstoßes in den untersuchten Liegen- 

schaften bei Umsetzung unterschiedlicher 

Energieeffizienzmaßnahmen aus Phase 2, bei 

der dezentralen Energieversorgung der Liegen- 

schaften, wie in Phase 3 erarbeitet, oder der 

Versorgung über einen Nahwärmeverbund, 

wie in Phase 4 entwickelt. 

Verlegung von Nahwärmeleitungen. 

Phase 7: Maßnahmen, System- 

empfehlung, Handlungsleitfaden 

Ausgehend vom CO 2 -Ausstoß und den Ener- 

giekosten im Ist-Zustand wurden in den Pha- 

sen 1 bis 6 unterschiedliche Möglichkeiten der 

Energieeinsparung und Effizienzsteigerung so- 

wie unterschiedliche dezentrale und zentrale Wärmeversorgungskonzepte auf 

Basis erneuerbarer Energien einer umfassenden Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 

und CO 2 -Bilanz unterzogen. Diese Zusammenstellung bildet die wissenschaft- 

lich neutrale und projektspezifisch ausgearbeitete Basis für die abschließende 

Entscheidungsfindung beziehungsweise die Ausarbeitung eines Maßnahmenka- 

taloges und zeitlich gestaffelten Handlungsleitfadens. 

Variante 

Beispiel für die dynamische 

Amortisationsrechnung 

der klimaschutzbedingten Mehrkosten 

gegenüber der Referenzvariante. 

Investitionskosten 

(Euro) 

Beispiel für die zusammenfassende Darstellung von Investitionen, 

Wärmekosten und CO 2 -Emissionen. 

Beispiel für die CO 2 -Bilanz 

unterschiedlicher Energieversorgungskonzepte. 

Jahresgesamtkosten 

(Euro/a) 

Wärmegestehungskosten 

(Cent/kWh) 

CO 2 - 

Emissionen 

(t/a) 

Variante 1.0 1.284.000 498.000 9,5 1.556 

Variante 1.1 1.798.000 379.000 7,2 554 

Variante 1.2 1.945.000 410.000 7,8 -758 

Variante 1.3 1.833.000 596.000 11,3 878 

Variante 1.4 3.092.000 398.000 7,6 55 

41

4 

Mit dem Brennstoffzellen-Heizgerät 

Strom und Wärme selbst erzeugen 

Auftakt für die neue Heizgeräte-Technologie 

Enthüllung des GAMMA 1.0 Brennstoffzellen-Aggregates 

auf der Sanitär-Weltleitmesse ISH 2009. 

Brennstoffe zur Energieerzeugung sind 

teuer wie nie zuvor. Architekten, Städ- 

teplaner und Kommunen brauchen 

daher effiziente Alternativen zur Ge- 

winnung von Strom und Wärme, insbe- 

sondere bei der Sanierung und Erschlie- 

ßung von Wohngebieten. Die dezentrale 

Versorgung von Einfamilienhäusern mit 

Brennstoffzellen-Heizgeräten könnte 

ab 2012 die Lösung sein. Denn mit der 

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) vor Ort 

werden Umwandlungsverluste und CO 2 - 

Emissionen weitestgehend vermieden. 

Bereits jetzt haben Kooperationspart- 

ner die Möglichkeit, sich an Feldtests zu 

beteiligen. 

Energieerzeugung im Eigenheim 

Die Brennstoffzelle ist der Motor der Zukunft, 

die wirkungsvollste Form der Kraft-Wärme- 

Kopplung. Als KWK bezeichnet man die de- 

zentrale Erzeugung von Strom, bei der die 

entstehende Wärme vor Ort, vornehmlich im 

Wohnbereich, gleich mitgenutzt werden kann. 

Anders als zentral arbeitende Kraftwerke, bei 

denen mit thermischer Energiewandlung rund 

zwei Drittel der für die Stromproduktion einge- 

setzten Energie auf dem Weg zur heimischen 

Steckdose verloren gehen, sorgt der Ener- 

giebringer Wasserstoff nahezu verlustfrei für 

wesentlich mehr Effizienz. Und das mit einem 

denkbar einfachen Prinzip: Die Brennstoffzel- 

len setzen mit dem aus Erd- oder Bioerdgas 


gewonnenen Wasserstoff bei Zuführung von in der Luft enthaltenem 

Sauerstoff eine „kalte Verbrennung“ in Gang. Zwischen zwei Elektro- 

den wandern Protonen durch einen Elektrolyten. Die freien Elektronen 

werden über einen gesonderten Kreislauf geschickt – so fließt Strom 

und entsteht Wärme. Wird die Wärme nicht sofort gebraucht, kann sie 

über einen angeschlossenen Speicher auch später, beispielsweise nachts, 

abgerufen werden. Stromerzeugung und Wärmenutzung können so 

effizient voneinander getrennt werden. Ein Vorgang, der nicht nur die 

Energiekosten reduziert, sondern auch die Umwelt schont. 

Von der BETA-Generation zur GAMMA-Kleinserie 

Das Unternehmen BAXI INNOTECH aus Hamburg arbeitet seit seiner 

Gründung vor zehn Jahren sukzessive an der Entwicklung eines Brenn- 

stoffzellen-Heizgerätes. Gemeinsam mit internationalen Zulieferern, En- 

ergieversorgungsunternehmen und dem Fachhandwerk ist dabei ein Pro- 

dukt entstanden, das den europäischen Bedürfnissen entspricht. Schon die 

Feldtests mit der zweiten, der BETA-Generation, haben gezeigt, dass die 

auf Niedertemperatur basierende PEM (Polymer-Elektrolyt-Membran)- 

Brennstoffzelle für den Einsatz im Heizgerät der ideale Brennstoffzellen- 

Typ ist. Ein an das Einfamilienhaus angepasstes Betriebstemperatur-Ni- 

veau, die kurzen Start- und Stoppzeiten sowie die modulierende, ganz 

auf die Wohn- und Lebensgewohnheiten im Einfamilienhaus abgestimmte 

Betriebsweise, zeichnen die Technik der BAXI INNOTECH-Entwicklung 

aus. 

Bei der aktuellen Produktgeneration, der GAMMA 1.0, konnte das Pro- 

duktionsverhältnis von Strom zu Wärme mit der auf 1,0 kWel und 1,7 

kWth fixierten Leistungsklasse weiter optimiert werden. Eine Dimensi- 

on, mit der das in erster Kleinserie produzierte Aggregat schon mehr 

Autor: BAXI INNOTECH GmbH 

BAXI INNOTECH GmbH • Ausschläger Elbdeich 127 • 20539 Hamburg • Telefon (0 40) 23 66 76-00 • E-Mail: info@baxi-innotech.de • www.baxi-innotech.de

So funktioniert die Brennstoffzelle 

Der Anode wird Wasserstoff (H ) und der Kathode 

2 

Sauerstoff (O ) zugeführt. Auf dem Weg von der Anode (+) 

2 

zur Kathode (-) passieren die Wasserstoffprotonen (H + ) 

eine Elektrolytmembran. Die freien Elektronen werden 

dabei über einen separaten, äußeren Kreislauf geschickt. 

So entstehen Strom und Wärme zugleich. 

als die Grundlast abzudecken vermag. Eigen- 

heimbesitzer können so etwa zwei Drittel des 

Warmwasser- und Heizungsbedarfs und fast 

drei Viertel des Stroms in Eigenregie aus der 

Kraft-Wärme-Kopplung erzeugen. Wird zu- 

sätzlich ein Brennwertgerät integriert, entfal- 

tet das Aggregat seine volle Leistungskraft. Ein 

ausgefeiltes Regelungssystem – kombiniert mit 

dem Anschluss an einen separaten Wärmespei- 

cher und der Einbindung eines elektronischen 

Energiemanagers – garantiert idealen Wärme- 

komfort, einen höheren Nutzungsgrad sowie 

verbesserte Betriebszeiten übers Jahr. Die 

GAMMA 1.0 erfüllt also alle Erwartungen an 

eine bewährte Zukunftstechnologie. 

Die Brennstoffzelle im Keller – 

ein Beitrag zur Öko-Bilanz 

Auch die im Vergleich zu konventionellen Brenn- 

wertkesseln wesentlich verbesserte Öko-Bilanz 

beim Einsatz von Brennstoffzellen-Heizgeräten 

kann sich sehen lassen. Geht man davon aus, 

dass etwa ein Drittel der in Deutschland er- 

zeugten CO 2 -Emissionen aus dem Heiz- und 

Warmwasserbedarf der privaten Haushalte 

stammen, ergibt sich bei rund 250.000 neu 

installierten Heizungsanlagen im Jahr ein en- 

ormes Potenzial zur Senkung des klimaschäd- 

lichen Kohlendioxidausstoßes. Berücksichtigt 

man zudem den einzusparenden Strombedarf 

aus Kraftwerken, könnten die CO 2 -Emissionen 

deutschlandweit um mindestens 30 Prozent re- 

duziert werden. BAXI INNOTECH strebt mit 

Entwicklung seines Brennstoffzellen-Heizgerätes 

sogar eine Verminderung von bis zu 50 Prozent 

an. Das soll durch die Betriebseigenschaften der 

PEM-Brennstoffzelle und der selbstlernenden 

Gerätesteuerung erreicht werden, die sich dem 

individuellen Energieverbrauch anpasst. 

Feldtests prüfen die technische Marktreife 

Die technische Marktreife des Brennstoffzellen-Heizgerätes für Einfamilienhäuser 

ist bei BAXI INNOTECH schon fast erreicht. Auch unter Experten gilt die Techno- 

logie unangefochten als effizienteste Form der Kraft-Wärme-Kopplung. Bund und 

Wirtschaft fördern im Rahmen des 2006 auf zehn Jahre angelegten „Nationalen 

Innovationsprogramms Wasserstoff und Brennstoffzelle“ die Weiterentwicklung für 

mobile, stationäre und weitere Anwendungen. Sowohl Industrie als auch der Bund 

werden rund 500 Millionen Euro zur Verfügung stellen. Das Ziel des Programms: 

der energiepolitisch und ökologisch sinnvollen Technologie durch gemeinsame 

Demonstrationsprojekte, so genannte Leuchtturm-Projekte, zum Durchbruch zu 

verhelfen. BAXI INNOTECH nimmt seit 2008 an dem eigens dafür aufgestellten 

Callux-Projekt teil, dem Praxistest der Bundesregierung und der Industrie zur Vor- 

bereitung des Markteinstiegs von Brennstoffzellen-Heizgeräten. 

Auch Kommunen können durch Teilnahme an den laufenden Feld- 

tests bereits heute von der innovativen Technologie profitieren. 

Informationen unter: www.baxi-innotech.de oder Telefon (0 40) 23 66 76-00. 

Heizgeräte-Revolution im Eigenheim: Mit dem Anschluss an das vorhandene Erdgasnetz gewinnt 

die GAMMA 1.0 den notwendigen Wasserstoff zur Strom- und Wärmeerzeugung vor Ort. 

Auch nicht sofort benötigte Energie wird effizient genutzt – durch Zwischenspeicherung der Wärme und 

Einspeisung von Reststrom ins öffentliche Netz. 

43

44 

Energieffizienz im Hotel: ESB-Wärme sorgt 

mit einem Erdgas betriebenen Mini-BHKW für 

Wärme und Strom im Seehotel Leoni. 

Energie-Contracting, das bedeutet: Fi- 

nanzierung, Planung und Betrieb von 

Anlagen zur effizienten Wärme-, Käl- 

te- oder Stromerzeugung durch einen 

spezialisierten Dienstleister. Mit der 

ESB-Wärme ist seit 2003 einer der füh- 

renden deutschen Contractoren am 

Markt tätig. Das Leistungsangebot des 

Münchener Unternehmens reicht von 

der klassischen Wärmeversorgung mit 

Erdgas bis hin zu neuen Energiekon- 

zepten mit regenerativen Brennstoffen. 

Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen 

nutzen das Angebot der ESB-Wärme. Kommu- 

nale und soziale Einrichtungen, Wohnungsun- 

ternehmen, Industrie- und Gewerbebetriebe 

und vor allem Hotellerie und Gastronomie in 

ganz Deutschland haben sich für die Energie- 

Expertise des südbayerischen Contractors ent- 

schieden. 


ESB-Wärme GmbH – 

Contracting-Kompetenz 

aus Südbayern 

Rund 400 Objekte versorgt das Unternehmen mit Sitz in München 

mit Contracting-Energie. Die Kunden beziehen dabei unterschiedliche 

Dienstleistungen für verschiedene Anwendungsbereiche: Heizungswär- 

me, Kälte und günstiger BHKW-Strom für Hotels, Schulen und Wohn- 

anlagen oder Prozessdampf für industrielle Anwendungen. Bei der Er- 

zeugung dieser Energien setzt die ESB-Wärme verstärkt auf besonders 

effiziente Technologien, die dem Umweltbewusstsein der Kunden und 

den gestiegenen Energiestandards Rechnung tragen: KWK-Anlagen, 

Gas-Wärmepumpen, Nahwärmenetze oder der Mix von Erdgas mit 

regenerativen Energien wie Pellets, Biogas oder Hackschnitzel sind zu- 

nehmend gefragt. 

Moderne Technik für starke Rendite 

Warum Contracting sich für die meisten Unternehmen, Kommunen 

oder Hotelbetriebe auszahlt? Oftmals ist hier noch veraltete Heizungs- 

technik im Einsatz. Das Resultat: Es wird mehr Energie als nötig ver- 

braucht, Emissionswerte und Störungsanfälligkeit sind überdurchschnitt- 

lich hoch. Für weitreichende Modernisierungsmaßnahmen fehlen jedoch 

neben dem internen Know-how oftmals auch die nötigen Finanzmittel. 

Denn Investitionen in moderne Technik sind teuer. 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Manfred Maier 

ESB-Wärme GmbH • Projektverantwortlicher Contracting • Ungsteiner Straße 31 • 81539 München • Telefon (0 80 26) 91 68-10 • manfred.maier@esb-waerme.de 

www.esb-waerme.de

Umweltschutz im Unternehmen: Über 1.220 

Tonnen CO 2 vermeidet DyStar jedes Jahr seit der 

Erneuerung der Kessel durch die ESB-Wärme. 

Die Lösung dafür bietet ein erfahrener Con- 

tracting-Partner: Der Kunde übergibt einem 

Spezialisten wie der ESB-Wärme die Verant- 

wortung für ihre Energieerzeugungsanlagen. 

Die ESB-Wärme installiert moderne Technik 

mit niedrigen Verbrauchswerten, übernimmt 

die Finanzierung, wartet die Anlage und sorgt 

im Schadensfall für Reparatur oder Ersatz. Der 

Contracting-Nehmer kann dadurch nicht nur 

den Energieverbrauch deutlich senken und sei- 

ne Umweltbilanz verbessern. Es bleiben zudem 

die Liquiditätsspielräume und die Kreditlinie für 

wichtige Investitionen erhalten. 

Außerdem ist der Anlagenbetrieb per Contrac- 

ting-Modell mit der ESB-Wärme häufig sogar 

günstiger als der Eigenbetrieb. Denn als eines 

der führenden Contracting-Unternehmen in 

Deutschland hat die ESB-Wärme gute Kontakte 

zu Anlagenherstellern und kann zudem Grö- 

ßenvorteile beim Einkauf der Energie nutzen. 

Optimal eingestellte und verbrauchsarme Anla- 

gen sorgen außerdem für günstige Verbrauchs- 

werte. Gerade in Zeiten steigender Energiekos- 

ten und harter Renditeziele ist Contracting mit 

externem Partner der Schlüssel für mehr Flexi- 

bilität und Effizienz bei der Energieerzeugung. 

Mehr Energieeffizienz 

durch Contracting 

Die jüngsten Projekte der ESB-Wärme ver- 

deutlichen den Trend zu individuell angepass- 

ten Contracting-Konzepten mit einem Energie- 

träger-Mix: So wurde im September 2008 ein 

Nahwärmenetz mit Hackschnitzelheizwerk in 

der niederbayerischen Kommune Mallers- 

dorf-Pfaffenberg in Betrieb genommen. 

Bei einem oberbayerischen Bäckerei-Filialisten 

kommen seit Ende 2008 Gas-Wärmepumpen 

in der Produktion zum Einsatz. Eine mittelstän- 

dische Hotelkette hat mit Hilfe der ESB-Wärme alle Immobilien auf den neues- 

ten Stand der Energieerzeugungstechnik gebracht. Und das Geretsrieder Werk 

des Weltmarktführers im Textilfarbenbereich, DyStar, setzt seit vergangenem 

Jahr auf ein hocheffizientes Contracting-Konzept für Prozessdampf. 

Dass Contracting bei der ESB-Wärme GmbH ein Geschäftsfeld mit starken 

Wachstumsraten ist, beweisen die Ergebnisse. In nur fünf Jahren nach der Grün- 

dung steigerte sich die jährliche Wärme-Absatzmenge kontinuierlich auf heute 

circa 180 Millionen Kilowattstunden – Tendenz steigend. Diesen Trend unter- 

streicht auch ein neuer Auftrag der Münchener Wärme-Experten: die Zusam- 

menarbeit mit der Justizvollzugsanstalt Straubing. Ab 2010 startet der größte 

Wärmelieferungsauftrag in der Geschichte des Freistaates Bayern – entwickelt 

und betrieben von einer Arbeitsgemeinschaft der ESB-Wärme GmbH und der 

Biber Biomasse GmbH, Geiselhöring. Eine Kooperation, die sich bereits bei 

dem Nahwärmenetz mit Hackschnitzelheizwerk in der Kommune Mallersdorf- 

Pfaffenberg bewährt hat. 

Contracting für Kommunen: Ein Holzhackschnitzelheizwerk 

mit Nahwärmenetz versorgt mehrere kommunale Einrichtungen 

im oberbayerischen Mallersdorf-Pfaffenberg. 

ESB-Wärme Geschäftsführer 

Bernhard Reith 

45

4 

ESB-ServiceCenter Hausham setzt auf 

Solar-Eisspeicher zur Raumklimatisierung 

Informationen zur ESB 

Die Erdgas Südbayern GmbH ist einer der 

größten Energiedienstleister in Bayern. Über 300 

Mitarbeiter betreuen in Ober- und Niederbayern 

mehr als 200.000 Haushalte, 250 Kommunen, 

zahlreiche Industriebetriebe und 23 kommunale 

Weiterverteiler. Dafür stehen insgesamt 8.300 

Kilometer Leitungsnetz zur Verfügung. 

Neben der klassischen Erdgasversorgung bietet 

ESB effiziente Contractinglösungen – auch mit 

regenerativen Energien. Die ESB engagiert sich zu- 

dem in einer Reihe von Projekten, die den Einsatz 

von energiesparenden Techniken untersuchen und 

fördern. Dazu gehören etwa eine breit angelegte 

Studie zur Wirtschaftlichkeit von Mini-Blockheiz- 

kraftwerken, ein Praxistest mit kompakten Gaswär- 

mepumpen für das Einfamilienhaus oder die För- 

derung von über 50 Mini-BHKW-Anlagen im Jahr 

2008. 


Als innovativer Energiedienstleister bietet Erdgas Südbayern 

(ESB) seinen Kunden ein breites Leistungsspektrum, um En- 

ergie möglichst sparsam einzusetzen. Dazu gehören hochef- 

fiziente Techniken zur Wärme-, Kälte- und Stromerzeugung 

genauso, wie kostensenkende Contracting-Lösungen der 

Tochtergesellschaft ESB-Wärme oder die Nutzung alternati- 

ver Energieträger. Allen Energiekonzepten der ESB ist jedoch 

eines gemeinsam: Sie werden individuell auf die Nutzungsbe- 

dingungen angepasst. Dabei geht der Versorger auch unkon- 

ventionelle Wege. 

Bestes Beispiel ist ein Solar-Eisspeicher, mit dessen Hilfe derzeit die Be- 

heizung des ESB-ServiceCenter Hausham evolutioniert wird. Mit einer 

Kombination aus Solarthermie, einem unterirdischen 70.000 Liter-Was- 

sertank und zwei Erdgas betriebenen Wärmepumpen zeigt die ESB, wie 

verschiedene Standard-Techniken für mehr Energieeffizienz gebündelt 

werden können. Das System ist bundesweit erst das dritte seiner Art und 

geht ab Februar 2009 in Betrieb. 

Die Suche nach der geeigneten Umweltwärme-Quelle 

Ausgangslage für die Umstellung der Wärme-/Kälte-Versorgung in der 

Gas-Druck-Regel- und Messanlage (GDRM-Anlage) auf dem Gelände 

des ESB-ServiceCenter Hausham waren eine bereits defekte und eine 

überalterte Brennwertheizung. Zunächst war geplant, die beiden Anla- 

gen durch eine Gas-Absorptions-Wärmepumpe zu ersetzen, die Luft 

Bauphase: Impressionen von der Entstehung des Eisspeichers. 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Manfred Maier 

ESB-Wärme GmbH • Projektverantwortlicher Contracting • Ungsteiner Straße 31 • 81539 München • Telefon (0 80 26) 91 68-10 • manfred.maier@esb-waerme.de 

www.esb-waerme.de

Funktionsprinzip: Die Gaswärmepumpen heizen 

mit solarer Umweltenergie. Der Solar-Eisspeicher 

wird durch Sonnenkollektoren regeneriert. 

als Wärmeträger nutzt. Aufgrund des schlech- 

teren Wirkungsgrades der Luft-Wärmepumpe 

und der zu erwartenden Geräuschentwicklung 

des Ventilators (stündliche Ansaugleistung rund 

10.000 Kubikmeter Luft) konnte dieser Ansatz 

jedoch nicht weiter verfolgt werden. Alternativ 

dazu wurde der Einsatz einer Gas-Wärmepum- 

pe analysiert, die Grundwasser als Wärmequelle 

nutzt. Recherchen bei Gemeinde, Wasserwirt- 

schaftsamt und in eigenen historischen Unterla- 

gen ergaben aber, dass der Grundwasserspiegel 

auf dem Gelände des ServiceCenter mit etwa 

70 Metern zu tief liegt, um Sonden wirtschaftlich 

installieren und nutzen zu können. 

Die Lösung: ein Solar-Eisspeicher 

Wie so häufig fand sich auch in Hausham die Lö- 

sung des Problems im Austausch mit Fachleuten, 

die ebenfalls auf dem Gebiet des energetischen 

Bauens und Sanierens tätig sind. In diesem Fall 

handelt es sich um die Firma Isocal. Das auf den 

Vertrieb von Gas-Absorptions-Wärmepumpen 

spezialisierte Unternehmen schlug das Konzept 

eines Solar-Eisspeichers vor, in das auch eine 

bereits installierte und bislang nicht genutzte 

Solaranlage eingebunden werden konnte. Das 

Prinzip: Im Sommer speichert das System die 

Sonnenenergie und gibt sie im Winter an zwei 

hocheffiziente Gaswärmepumpen zum Heizen 

ab. Im Detail: Mehrere Solarkollektoren auf dem Dach des ESB-Gebäudes sam- 

meln Sonnenwärme und laden so den wassergefüllten Solar-Eisspeicher auf, der 

sich wie eine Regenwasserzisterne unter der Erde befindet. In den Sommermo- 

naten heizen sich dort die 70.000 Liter Wasser langsam auf. Im Winter können 

zwei Erdgas betriebene Gaswärmepumpen dem Speicherwasser die Wärmeen- 

ergie solange zum Heizen entziehen, bis es gefriert. Mit dem Eis ist wiederum eine 

Klimatisierung der Gebäude im Sommer möglich; daher der Name Solar-Eisspei- 

cher. In Sachen Energieeffizienz ist diese Kombination von Gaswärmepumpen 

und Solar-Eisspeicher nahezu konkurrenzlos. Bezogen auf die Energie des einge- 

setzten Erdgases erreichen vergleichbare Projekte bei reinem Heizbedarf einen 

Wirkungsgrad von rund 160 Prozent. Wird das System zur Deckung des Heiz- 

und Kühl-/Kältebedarfes verwendet, steigt dieser Wert sogar auf 230 Prozent. 

So funktioniert eine Gaswärmepumpe 

Technisches Kernstück der Eisspeicher-Solaranlage im ServiceCenter Hausham 

bilden die beiden Gaswärmepumpen. Diese funktionieren ähnlich wie ein Haus- 

haltskühlschrank. Im Heizbetrieb nur mit umgekehrter Wirkung: Der Umwelt, 

oder wie in Hausham, dem Wasser im Solar-Eisspeicher, wird Wärmeenergie 

entzogen und in der Gaswärmepumpe auf eine höhere Temperatur gebracht. 

Diese Energie kann als Heizwärme in das Gebäude abgegeben werden. Im Kühl- 

betrieb dreht sich das Prinzip um. Den Räumen wird die Wärme entzogen und 

an den Speicher abgegeben. 

Rohbau: Rund 70.000 Liter Wasser soll 

der Solar-Eisspeicher im fertigen Zustand speichern. 

Kollektor/ 

Absorber 

Heizen 

Wärmepumpe 

Eisspeicher 

4

4 Im Zuge der hohen Kosten für Erdöl 

Abbildungen: Gammel Engineering GmbH 

Gewinn für alle Beteiligten: 

Ein Hackschnitzel-Heizkraftwerk im 

kommunalen Wärmeverbund 

und Erdgas sowie im Hinblick auf die 

Klimaproblematik halten Kommunen 

vermehrt Ausschau nach Möglichkeiten, 

regenerative Energien zu günstigen 

Kosten zu nutzen und möglichst effizi- 

ent einzusetzen. Die Gemeinde Kaufe- 

ring im Landkreis Landsberg am Lech 

hat beispielsweise mit ihrem Biomas- 

seheizkraftwerk eine sehr gute Lösung 

gefunden, die sowohl wirtschaftlich als 

auch ökologisch Vorteile bringt. 

Von der Vision zum Kraftwerk: Höchste technische 

Effizienz und architektonische Exzellenz sind durchaus 

kein Widerspruch, wie das Hackschnitzel-Heizkraftwerk 

der Holzwerke Schilling in Schwendi zeigt. 


Biomasseheizkraftwerk Kaufering: 

Exakte Situations-Analyse als Projektbasis 

Voraussetzung für die Errichtung eines wirtschaftlichen Biomasse-Heiz- 

kraftwerkes ist es, dass alle Beteiligten im Sinne der Aufgabe zusammen- 

arbeiten und wichtige Grundlagen im Vorfeld geklärt werden: die Be- 

lieferung mit Brennmaterial (Wald- und Landschaftspflegehackschnitzel) 

sowie die Abnahme von Wärme. Die Abnahme von Strom zu einem 

Fixpreis ist durch das EEG ohnehin gesichert. Auf der Basis dieser Zahlen 

(Mengen und Preise) kann dann das Konzept und die bedarfsgerechte 

Dimensionierung einer KWK-Anlage (Kraft-Wärme-Kopplung) mit Bio- 

massefeuerung (z. B. Hackschnitzel) entworfen werden. Sowohl die 

vorgelagerten Ermittlungen als auch das Konzipieren der Anlage sollten 

einem erfahrenen Partner anvertraut und nicht von einer Kommune in 

Eigenregie durchgeführt werden – denn bekanntlich steckt der Teufel 

im Detail. Deshalb waren auch zahlreiche Kommunen und Genossen- 

schaften bisher mit selbstgeplanten Konzepten nicht sehr zufrieden, da 

wesentliche Parameter übersehen wurden. 

Strategischer Wärmeverbund mit der Industrie 

ermöglicht die Planung einer wirtschaftlichen Anlage 

Da in der Gemeinde Kaufering alle wesentlichen Rahmenbedingungen für 

den Betrieb eines Biomasse-Heizkraftwerkes gegeben sind, wurde zwi- 

schen 2007 und 2008 eine solche Anlage errichtet. Zu Beginn des Pro- 

jektes war dabei die absetzbare Nutzwärme zu ermitteln. Der unmittelbare 

Bedarf reichte zunächst noch nicht aus, um ein geplantes Hackschnitzel- 

Heizkraftwerk wirtschaftlich betreiben zu können. Erst als es gelang, die 

Firma Hilti mit ihrem Wärmebedarf von etwa 8.300 MWh jährlich mit ins 

Boot zu holen, wurde zusammen mit dem Wärmebedarf der bereits exis- 

tierenden „Wärmeinseln“ Nord (4.700 MWh/a) und Albert-Schweitzer- 

Straße (2.500 MWh/a) eine wirtschaftlich sinnvolle Dimension erreicht. 

Die parallel dazu angedachte Alternative, Erdwärme als Biomasseersatz 

zu nutzen, wurde während der Konzeptionsphase als zu teure Investition 

verworfen. Auch schied eine Biogasnutzung aus, da durch mehrere beste- 

hende Biogasanlagen in der Region die Gefahr der Rohstoffverknappung 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Michael Gammel 

Gammel Engineering GmbH • An den Sandwellen 114 • 93326 Abensberg • Telefon (0 94 43) 9 29-0 • gammel@gammel.de • www.gammel.de

i 

Das Versorgungskonzept 

im Projektbeispiel Kaufering 

Objekt 

Umstellung und Erweiterung der Wärmeversorgung 

in Kaufering auf nachwachsende 

Rohstoffe. Neues Heizkraftwerk zur 

Wärmeerzeugung (Hackschnitzelbefeuerung) 

und Stromerzeugung in einer ORC- 

Anlage. 

Bauherr 

Gemeindewerke Kaufering 

Gesamtplanung / Baubetreuung 

Gammel Engineering GmbH 

Thermische Leistungsdaten 

6,0 MW Hackschnitzel 

6,5 MW Spitzenleistung (Heizöl) 

Elektrische Leistungsdaten 

890 kW ORC 

Versorgungskonzept Kaufering 

Leitungsverlauf: Bestand ( ) und geplant ( ) 

Anschluss erfolgt ( ), geplant ( ), möglich ( ) 

Montage der „Feuerbox“ – Herzstück der 

ORC-Technologie im Heizkraftwerk Kaufering. 

besteht. Die Entscheidung fiel also zugunsten eines mit Hackschnitzeln befeuer- 

ten Heizkraftwerkes. Das Heizkraftwerk in Kaufering ist wärmegeführt; das heißt 

die Menge der verwertbaren Wärme bestimmt die Dimension und die Auslas- 

tung der Anlage. Die Heizwärme, die den Verbrauchern über das 9,3 Kilometer 

lange Fernwärmenetz zugeführt wird, ist die zwangsläufig entstehende Abwärme 

der ORC-Anlage. Dadurch muss nur in seltenen Ausnahmefällen Abwärme über 

einen Kühler ungenutzt abgeführt werden, was die Effizienz gegenüber einer 

stromgeführten Anlage wesentlich erhöht. Mit einer Feuerungswärmeleistung 

von 6,1 MW erzeugt die Anlage mittels ORC-Technologie (siehe Bericht auf 

der nächsten Seite) eine Leistung von 900 kW elektrischen Strom. In Kon- 

zeption, Detailplanung und Baubegleitung des Projektes arbeitete die Gemeinde 

Kaufering sehr eng mit dem renommierten Unternehmen Gammel Engineering 

zusammen, das bereits über einhundert Energieprojekte realisiert hat. 

Positiv: Nutzung nachwachsender Rohstoffe aus der Region 

Die positiven Effekte des von der Kommune über ihre Gemeindewerke betrie- 

benen Biomasse-Heizkraftwerkes mit angeschlossenem Fernwärmenetz sind 

sowohl im ökonomischen als auch im ökologischen Bereich sehr vielfältig. Vor- 

dergründig wird hier, als Beitrag zum Klimaschutz, Energie aus nachwachsenden 

Rohstoffen genutzt. Diese Energie kann CO 2 -neutral verwertet werden (siehe 

Abbildung nächste Seite), was in Kaufering einer jährlichen Einsparung von 

rund 6.700 Tonnen CO 2 entspricht. Der eingesetzte Brennstoff Hackschnitzel 

stammt aus heimischer, nachhaltiger Forstwirtschaft, wodurch der Erlös für den 

Brennstoff – im Gegensatz zu importiertem Gas oder Erdöl – fast vollständig in der 

Region verbleibt und die Wirtschaftskraft im Einzugsgebiet von Kaufering stärkt. Die 

Aussicht, Hackschnitzel verkaufen zu können, hat die Landwirte zudem veranlasst, 

Energiewald zu pflanzen. Durch den Anreiz einer kommunalen Prämie für die An- 

pflanzung im Trinkwasserschutzgebiet wird die Trinkwassersituation der Kommune 

verbessert und damit eine aufwändige Trinkwasseraufbereitung vermieden. >> 

4

50 

emittiertes 

CO 2 

Verbrennung 

von Holz 

Wasser 

Sonne 

Energiewald im Trinkwasserschutzgebiet er- 

laubt den Landwirten einen guten Erlös und be- 

deutet damit ein Ende des Konfliktes zwischen 

Wasserwirtschaft und Landwirtschaft. Energie- 

wald verbessert nämlich durch vermehrte Hu- 

musbildung die Reinigungsfähigkeit des Bodens, 

kommt ohne Düngung aus und führt zu verbes- 

serter Wasserspeicherung. 

Fernwärme in Kaufering: 

umweltfreundlich und günstig 

Sauerstoff 

Das Heizkraftwerk selbst arbeitet praktisch 

emissionsfrei. Durch einen exakt gesteuerten 

Verbrennungsprozess und Beseitigung der im 

Rauchgas mitgerissenen Aschepartikel durch 

Multizyklon und Elektrofilter verlassen nur CO 2 

und Wasser den Kamin. Damit trägt das Heiz- 

kraftwerk als Ersatz für zahlreiche nicht so op- 

timal zu betreibende Einzelheizungen zur Ver- 

besserung der Luftqualität in Kaufering bei. 

Mit dem Fernheiznetz wird den Abnehmern 

Wärme zu einem beträchtlich günstigeren Preis 

als mit anderen Heizmethoden zur Verfügung 

gestellt, was den Geldbeutel der Bürger schont 

und damit ihre Kaufkraft erhöht. Auch die Aus- 

gaben der Kommune für die Beheizung öffent- 

licher Gebäude sinken. Fazit: Der Betrieb des 

Lohnende Investition: Das Biomasse- 

Heizkraftwerk in Kaufering wurde allen 

Anforderungen gerecht. 


CO 2 -neutral: Bei der Holzverfeuerung wird genau die Menge CO 2 

emittiert, die für das Wachstum aus der Umwelt entzogen wurde. 

Hackschnitzel-Heizkraftwerkes und die damit ermöglichte Wärmeliefe- 

rung stellen eine zusätzliche Einnahmequelle für Kaufering dar, die die 

großzügigere Erfüllung anderer kommunaler Aufgaben ermöglicht. 

Biomasseheizkraftwerk Kaufering – System mit Zukunft 

Ein Wärmeverbundsystem wie in Kaufering sollte am besten stufenwei- 

se verwirklicht werden. Das bedeutet, das Hackschnitzel-Heizkraftwerk 

wird für den momentanen Bedarf (plus einer gewissen Reserve) kon- 

zipiert, gleichzeitig aber Raum für eine spätere Erweiterung eingeplant. 

Sowohl das nötige Investitionsvolumen als auch die Zeit, die zum Ausbau 

eines Fernwärmenetzes nötig sind, sprechen für diese allmähliche Ver- 

größerung der Anlage. Darüber hinaus können den Wärmeabnehmern 

bei einem Anschluss während der Bauphase des Fernwärmenetzes be- 

sonders günstige Anschlusskosten gewährt werden und gleichzeitig wird 

eine unwirtschaftliche Überdimensionierung der Anlage vermieden. Die 

fehlerhafte Dimensionierung ist der häufigste Fehler bei der Planung von 

Energieanlagen. 

Die Möglichkeit eines kostengünstigen Fernwärmeanschlusses kann für 

viele Unternehmen den Ausschlag für eine Ansiedlung oder für Erweite- 

rungen geben. Das kommt in Form höherer Gewerbesteuereinnahmen 

und zusätzlicher Arbeitsplätze der Kommune zugute. Auch in Kaufering 

stehen weitere Unternehmen mit der Kommune in diesbezüglichen Ver- 

handlungen. 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Michael Gammel 

Gammel Engineering GmbH • An den Sandwellen 114 • 93326 Abensberg • Telefon (0 94 43) 9 29-0 • gammel@gammel.de • www.gammel.de

Abbildungen: Gammel Engineering GmbH 

Der ORC-Prozess – technische Grundlage für 

das effiziente Heizkraftwerk in Kaufering 

Das Kürzel ORC steht für „Organic Ran- 

kine Cycle“. In dem nach seinem Erfin- 

der W. J. M. Rankine benannten Kreislauf 

wird zur Energieumwandlung statt Was- 

ser ein organischer Stoff verdampft. 

Technisch genutzt wird das Verfahren im Zu- 

sammenspiel mit Biomassefeuerungen seit etwa 

zehn Jahren. Eingeführt sind Silikonöle, welche 

die passenden thermodynamischen Eigen- 

schaften aufweisen. Anders als Wasser können 

die Silikonöle durch zu hohe Temperatur in ih- 

ren Eigenschaften beeinträchtigt werden. Um so 

etwas sicher auszuschließen, wird das Silikonöl 

nicht direkt von den heißen Rauchgasen erhitzt, 

sondern unter Zwischenschalten von Thermoöl. 

In der Praxis heißt das, dass ein Rauchgaswärme- 

tauscher seine Energie auf Thermoöl überträgt 

( ), das dadurch auf etwa 315 °C erhitzt wird. 

In einem Verdampfer ( ) gibt das Thermoöl 

seine Energie an das Silikonöl ab, das dadurch 

Strom 

Regenerator 

Kondensator 

Generator 

Brennstoff 

Feuerung 

Turbine 

verdampft und einen Druck von rund 9 bar aufbaut. Dieser Dampf wird über eine 

Turbine ( ) geleitet, die direkt mit einem Generator zur Erzeugung von Wechsel- 

strom ( ) verbunden ist. Das abgearbeitete Silikonöl gibt einen erheblichen Teil 

der restlichen Energie in einem Regenerator ( ) an Silikonöl vor dem Verdampfer 

ab. Danach wird der Silikonöldampf kondensiert. Das erwärmte Kühlwasser wird 

zu Heizzwecken ( ) in einem Wärmenetz verwendet. Das kondensierte Silikon- 

öl wird mittels Pumpe dem Regenerator zugeführt, von wo es zum Verdampfer 

fließt. Die Wärmeübertragung in mehreren Stufen vom Rauchgas zum Thermoöl 

in Thermoölerhitzer, Economizer 1 und 2 sowie zwischen Thermoöl und ORC- 

Kreislauf in Verdampfer, Vorwärmer 1 und 2 erhöht die Nutzwärme beträchtlich. 

Wesentliche Vorteile der ORC-Technik gegenüber der alt eingeführten 

Dampfturbine liegen besonders im kleineren Leistungsbereich. Da bei der Ar- 

beitstemperatur von knapp 300 °C nur ein Druck von 9 bar entsteht, statt der 

üblichen 30 bar bei überhitztem Wasserdampf, muss die Konstruktion der Anlage 

nicht so robust sein und das Sicherheitsrisiko ist niedriger. Da aufgrund seiner ther- 

modynamischen Eigenschaften das Silikonöl auch als Sattdampf nicht in der Turbine 

kondensiert, kann es nicht zum bei Dampfturbinen gefürchteten zerstörerischen 

Tropfenschlag kommen. Der durch den niedrigen Druck langsame Lauf der Turbi- 

ne erlaubt den direkten, getriebelosen Antrieb des Generators. 

1.000°C 

80°C 

60°C 

315°C 

Thermoölerhitzer 

360°C 280°C 220°C 

250°C 

Verdampfer 

Vorwärmer 1 

Vorwärmer 2 

TÖ-ECO 1 TÖ-ECO 2 

175°C 

Verbrennungsluftvorwärmer 

Speisepumpe 

Thermoölkreislauf 

170°C 

ORC-Kreislauf (Silikonöl) 

Heizwasserkreislauf 

Verbrennungsluft 

51

5 

Blockheizkraftwerke: 

Strom und Wärme bedarfsgerecht erzeugen 

Die dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung 

(KWK) ist eines der Trendthemen in 

der nachhaltigen Energieversorgung: 

KWK-Anlagen wie zum Beispiel Block- 

heizkraftwerke nutzen die Energie aus 

dem eingesetzten Brennstoff fast voll- 

ständig aus. 

Der Grund: Die KWK liefert nicht nur Strom, 

sondern verwendet auch die bei der Stromer- 

zeugung entstehende Abwärme. KWK-Anlagen 

haben damit einen Wirkungsgrad von beinahe 

90 Prozent – bei herkömmlichen Kraftwerken 

hingegen gehen mehr als zwei Drittel der ur- 

sprünglich zur Stromproduktion eingesetzten 

Energie verloren (Bild 1). Kennzeichnend für 

die verschiedenen KWK-Technologien ist, dass 

der Strom immer dezentral produziert wird – 

also dort, wo auch die Wärme effizient genutzt 

werden kann. 


Großer Nachholbedarf in Deutschland 

Nur etwa zwölf Prozent des in Deutschland produzierten Stroms stam- 

men aus KWK-Anlagen, davon ist etwa die Hälfte aus der Fernwärme- 

versorgung. Damit hat die Bundesrepublik im internationalen Vergleich 

erheblichen Nachholbedarf: Der Anteil des KWK-Stroms beträgt bei- 

spielsweise in Dänemark, Finnland und den Niederlanden etwa 35 bis 50 

Prozent. Schätzungen gehen von einem Anstieg des Anteils in Deutsch- 

land auf 30 Prozent bis 2020 aus. Große Potenziale hierzulande sehen 

Experten für die Industrie sowie für Gebäude, die nicht mit Fernwärme 

versorgt werden können. 

Vielfältige Einsatzgebiete 

zur effizienten Energieerzeugung 

Effiziente Energieerzeugung: Für kommunale 

Einrichtungen wie Schulen eignen 

sich Blockheizkraftwerke ideal. 

Ein wichtiges Einsatzgebiet der KWK sind Blockheizkraftwerke (BHKWs). 

Diese erzeugen Strom, der nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz 

(EEG) gefördert wird. Er wird in das öffentliche Leitungsnetz eingespeist 

oder in kommunalen Objekten verbraucht. Die entstehende Abwärme 

wird für wärmeintensive Prozesse in der Industrie oder zum Beheizen 

Autor: Detlef Giese • Mike Trommer 

GIESE Energie- u. Regeltechnik GmbH • Huchenstr. 3 • 82178 Puchheim • Telefon (0 89) 80 06 53-0 • E-Mail: m.trommer@giese-gmbh.de • www.giese-gmbh.de 

Foto: allwärme GmbH

kommunaler, privater oder gewerblicher Ge- 

bäude genutzt. BHKWs eröffnen nicht nur 

große Einsparpotenziale für Kommunen, son- 

dern produzieren auch rund 60 Prozent we- 

niger Treibhausgase als etwa die Stromerzeu- 

gung in einem Großkraftwerk. 

Einsatzgebiete im ländlichen Raum sind unter 

anderem Gemeindezentren, Verwaltungsge- 

bäude, Kindertagesstätten, Altenheime oder 

neue Wohngebiete mit Nahwärmeversor- 

gung. BHKWs lassen sich mit einer Vielzahl von 

Brennstoffen betreiben: Neben Bioethanol und 

Pfl anzenöl sind Heizöl, Erdgas oder Flüssiggas 

weitere Optionen. 

Förderprogramme nutzen 

Wer sich als Kommune für den Einsatz eines BH- 

KWs wie dem Energator ® von GIESE entschei- 

det, kann sich neben der effi zienten Energieer- 

zeugung auch über Fördermöglichkeiten freuen. 

Bei einer Laufzeit von 5.000 Betriebsstunden im 

Jahr (Bh/a) etwa zahlt der Staat eine Einmalsub- 

vention zwischen 8.875 und 15.125 Euro. Zu- 

dem werden für die Dauer von zehn Jahren ab 

BAFA-Antrag je Kilowattstunde des kommunal 

erzeugten Stromes 5,11 Cent vergütet. 

Bild 1: Dezentrale Blockheizkraftwerke 

weisen deutlich geringere Umwandlungsverluste 

und somit einen höheren Nutzungsgrad auf. 

Alle vier Leistungsgrößen des Energator ® gibt es optional auch mit einer zwei- 

stufi gen Regelung. Diese Möglichkeit, den Betrieb von 100 auf 60 Prozent zu 

drosseln, sorgt für einen sparsamen und bedarfsgerechten Verbrauch 

Wann rentieren sich Anlagen zur KWK? 

Hohe Anschlussdichte: Niedrige Wärmepreise erreichen KWK- 

Anlagen im Vergleich zu anderen Heizsystemen dann, wenn in den 

mit Fernwärme versorgten Gebieten möglichst viele Gebäude ange- 

schlossen sind. 

Anschluss- und Benutzungszwang: Um hohe Anschlussdichten 

zu gewährleisten und somit die Wärmeversorgung für alle Abnehmer 

ökonomisch zu gestalten, sind kommunale Versorgungskonzepte mit 

Anschluss- und Benutzungszwang ein geeignetes Mittel. 

Infrastruktur kostengünstig erneuern: Eine sehr gute Mög- 

lichkeit für Kommunen, neue Fernwärmeleitungen kostengünstig zu 

verlegen, besteht darin, den zurzeit oftmals notwendigen Austausch 

veralteter Abwasserleitungen zu nutzen. Dazu müssen die Straßen 

ohnehin aufgebrochen werden. 

Strom-Konzessionsverträge: Für die lokale Energiepolitik besteht 

die Gelegenheit, den konsequenten Ausbau von Nah- und Fernwär- 

me zu fordern, wenn Strom-Konzessionsverträge auslaufen. 

Quelle: GIESE Energie- und Regeltechnik 

Blockheizkraftwerke 

haben ein sehr variables 

Leistungsspektrum und 

lassen sich nach dem 

Einbau noch erweitern. 

Für kommunale 

Einrichtungen bedeutet 

das Planungssicherheit. 

53 

Foto: GIESE Energie- und Regeltechnik

54 

Abbildungen: CFC Solutions 

Energieerzeugung mit Brennstoffzellen: 

Technologie der Zukunft 

Globaler Klimawandel, ständig wachsen- 

der Energiebedarf und die Verteuerung 

fossiler Ressourcen fordern neue Lö- 

sungen in der Energieversorgung. Eine 

umweltschonende und hocheffiziente 

Technik der Strom- und Wärmeerzeu- 

gung ist der Einsatz von Brennstoffzel- 

len. 

Brennstoffzellen basieren auf einer seit Jahrhun- 

derten bekannten Reaktion: Führt man Wasser- 

und Sauerstoff in einer bestimmten chemischen 

(galvanischen) Umgebung zusammen, so wird 

Strom erzeugt. Grundsätzlich sind alle Zellen 

gleich aufgebaut: Zwischen zwei Elektroden 

befindet sich ein Elektrolyt, der den Teilchen- 

austausch und somit den Stromfluss ermög- 

licht. Die Elektroden sind über einen äußeren 

Stromkreis verbunden. Der Unterschied zwi- 

schen den Typen von Brennstoffzellen besteht 

in den Elektrolyten und in den verwendeten 

Brenngasen. 


Hocheffiziente Energieerzeugung auf kleinem Raum: Hochtemperatur-Brennstoffzellen. 

Effiziente Stromerzeugung ohne Umwandlungsverluste 

Die Hochtemperatur-Brennstoffzellen von CFC Solutions arbeiten nach 

dem gleichen Prinzip. Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einem 

Behälter für den Brennstoffstapel (Stack), einem Steuerungselement so- 

wie einem Container zur Gasaufbereitung. Die direkte elektrochemische 

Energieumwandlung ist hocheffizient – im Gegensatz zu konventionellen 

Kraftwerken erzeugen die Brennstoffzellen mit der gleichen Menge Gas 

rund 30 Prozent mehr Strom, da keine Energie für Turbinenschaufeln 

oder Kolben verloren geht. Neben der elektrischen Energie (rund 250 

kWh) liefert das so genannte HotModule HM 300 rund 180 kWh ther- 

mische Energie. Da der auf 650 °C ablaufende Verbrennungsprozess 

nur Wasser, aber keine Schadstoffe wie SO 2 und NO 2 freisetzt, ist die 

Technologie besonders umweltfreundlich. Dabei erreichen die Brenn- 

stoffzellen einen Gesamtnutzungsgrad von beinahe 90 Prozent. 

Einsatz von verschiedenen Gasen möglich 

Die Brennstoffzellen verwenden Erdgas oder so genannte Sekundärgase, 

wie Bio- oder Klärgas, die innerhalb der Zellen in den notwendigen Was- 

serstoff umgewandelt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Kraft- 

Wärme-Kopplungs-Anlagen benötigen sie also keine gleich bleibende 

Autor: Matthias Plugge 

Franz Viegener II GmbH & Co. KG • Ennester Weg 9 • 57439 Attendorn • Telefon (0 27 22) 61 16 51 • mplugge@viega.de • www.viega.de

Gasqualität. Das vor Ort produzierte Gas wird 

ohne Transportverluste weiter verarbeitet, was 

Brennstoffzellen für die dezentrale Energiever- 

sorgung prädestiniert. 

Bild 2: Die Brennstoffzellenanlage 

„HotModule“ nutzt seit Herbst 2007 Klärgas 

aus der Kläranlage Moosburg. 

Ausbau zur Kleinserie 

Im bayerischen Moosburg setzen die Betreiber 

seit Dezember 2007 auf diese Hochtempera- 

tur-Brennstoffzelle. Bei Arbeitsprozessen im 

Klärwerk entsteht Klärgas, das in den Brennstoff- 

zellen zu Strom und Wärme gewandelt wird. 

Mit der dabei produzierten Abwärme wird der 

Klärschlamm getrocknet. Der Strom wird in das 

öffentliche Stromnetz eingespeist. So werden 

Strom und Wärme ökologisch wie betriebswirt- 

schaftlich optimal genutzt. Mittlerweile arbeiten 

knapp zwei Dutzend dieser Brennstoffzellen als 

Demonstrationsanlagen. Die Anlagen des Typs 

HM 300 liefen so erfolgreich, dass der Herstel- 

ler nun die zweite Generation, den HM 320, 

auf der Hannover Messe vorstellte. 

Bild 3: Viele Rohrverbindungen: Dank der „kalten“ 

Verpressungstechnik können die Installationskosten 

gesenkt werden. 

Senkung der Installationskosten – 

ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Marktreife 

Die Betriebs- und Investitionskosten haben naturgemäß einen großen 

Einfluss auf dem Weg zur Marktreife eines Produktes. Auch bei der Ent- 

wicklung der HotModules war es von entscheidender Bedeutung, diese 

Ausgaben zu reduzieren. Das Ziel besteht darin, bei einer langfristigen 

Berechnung der Rentabilität mit klassischen Arten der Strom- bezie- 

hungsweise Wärmeerzeugung preislich konkurrieren zu können. Für die 

Entwickler ist dabei eine der größten Aufgaben, die Laufzeit der Stacks zu 

verlängern: Diese haben momentan eine Lebensdauer von circa 30.000 

ununterbrochenen Betriebsstunden. Im Unternehmen arbeitet man des- 

halb intensiv daran, diese auf 40.000 Stunden auszudehnen. 

Angesichts erheblicher Leitungslängen im Container zur Medienversor- 

gung lag außerdem eine Herausforderung darin, ein geeignetes Rohrsys- 

tem zu finden. Dieses muss zwei Anforderungen erfüllen: Zum einen 

sollte der Arbeitsaufwand bei der Erstellung der unzähligen Rohrverbin- 

dungen niedrig gehalten werden, zum anderen muss das Material bestän- 

dig gegenüber verschieden Medien sein. Für den Betrieb benötigt die 

Anlage Druckluft, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff und nicht zuletzt 

Bio, Erd- oder Klärgas. Gefragt ist daher ein Werkstoff, der alle Medien 

transportieren und auch höhere Drücke aushalten kann. 

Die Entwickler entschieden sich schließlich für die Rohrleitungssysteme 

Profipress G und Sanpress Inox G von Viega. Sie sind für alle gängigen 

Gasarten geeignet und damit unter wechselnden Aufbaubedingungen 

problemlos zu verarbeiten. Auch beim Aufbau lassen sich mit dem Rohr- 

system Kosten sparen: Dank der „kalten“ Verpressungstechnik fiel die 

Installationszeit wesentlich kürzer aus. Die Rohrsysteme garantieren die 

kontinuierliche Betriebssicherheit und steigern das Qualitätsniveau der 

Anlagen. Sie tragen dazu bei, die Ausgaben für Hochtemperatur-Brenn- 

stoffzellen zu senken – und so der Marktdurchdringung einen Schritt nä- 

her zu kommen. 

Bild: Kläranlagen GmbH Moosburg 

55

5 

818 

Tonnen 

weniger 

CO 2 

Wärmeverbund – zukunftsorientiertes 

Energiekonzept im kommunalen Bereich 

Der Einsatz regenerativer Energien für 

die Wärmeversorgung von Gebäuden 

gewinnt zunehmend an Bedeutung. Auf 

der einen Seite erleichtert er Inves- 

toren die Einhaltung der gesetzlichen 

Anforderungen (EnEV, EEWärmeG) 

und bietet ein erhebliches Potenzial zur 

CO 2 -Minderung. Auf der anderen Seite 

werden die Verbraucher weitestgehend 

unabhängig von fossilen Brennstoffen. 

Voraussetzung für solche wirtschaftlich 

interessanten Lösungen mit regenera- 

tiven Energien sind Wärmeverbunde. 


Anschluss nicht verpassen 

Nah-und Fernwärme als interessante 

Lösungen im kommunalen Bereich. 

Über Wärmeverbunde werden Gebäude, die bisher getrennt in jeweils 

eigenen Heizzentralen mit fossilen Energieträgern beheizt werden, 

durch erdverlegte Rohrleitungen an eine Energiezentrale mit regenera- 

tiver Energiequelle angeschlossen. Dies kann ein Verbund von wenigen 

Gebäuden sein, ein neu zu erschließendes Baugebiet oder die Fernwär- 

meversorgung für eine gesamte Ortschaft. 

Analyse und Machbarkeitsstudie 

Zu Projektbeginn wird die konkrete Situation mithilfe einer Machbarkeits- 

studie untersucht. Besonderen Stellenwert erhalten dabei die Aufnahme 

der Wärmeabnahmestruktur und die Standortsuche für die Energiezen- 

trale. Bereits zu diesem Zeitpunkt wird ermittelt, wie hoch die Energie- 

dichte im angedachten Versorgungsgebiet ist und ob sich mit dem Aufbau 

eines Wärmeverbundes die gewünschte Wirtschaftlichkeit erzielen lässt. 

Für die Ermittlung des Wärmepotenzials werden dabei konkrete Ver- 

brauchszahlen ausgewertet. Liegen diese nicht vor, kann das Potenzial 

alternativ über eine Typisierung der Gebäude und anhand von entspre- 

chenden Erfahrungswerten bestimmt werden. Aus der Summe der Ein- 

zelverbraucher ermittelt sich dann die Leistung, die von der Energiezen- 

trale bereitgestellt werden muss. Dabei werden sowohl Lastganglinien 

und Gleichzeitigkeiten von Einzelverbrauchern berücksichtigt, als auch 

die Jahresdauerlinie für die Energieversorgung ermittelt. 

Mehr Platz im Keller 

Die Haustechnik für die Nutzung von Fernwärme 

nimmt vergleichsweise wenig Platz in Anspruch. 

Autor: Thomas Bauer 

Josef & Thomas Bauer Ingenieurbüro GmbH • Max-Planck-Straße 5 • 85716 Unterschleißheim • Telefon (0 89) 3 21 70-0 • E-Mail: thomas.bauer@ib-bauer.de 

www.ib-bauer.de

Umweltfreundlicher Wärmeverbund 

Wird die Wärme in der Heizzentrale aus regenerativen 

Brennstoffen gewonnen, lässt sich durch den Einsatz von 

Fernwärme der CO 2 -Ausstoß erheblich reduzieren. 

Auf Basis dieser detaillierten Auswertung kann 

die zentrale Wärmeversorgung konzipiert wer- 

den. Entscheidender Faktor für die Bestimmung 

von Anlagentechnik, Energiequelle und Ener- 

giezentrale ist dabei die so genannte Grundlast, 

die von den Wärmeabnehmern die meiste Zeit 

des Jahres benötigt wird. 

Businessplan und Realisierung 

Nach positivem Beschluss des Bauherrn auf 

Basis der Machbarkeitsstudie wird zunächst im 

Rahmen der Projektentwicklung die Gesamt- 

struktur des Projektes aufbereitet und festge- 

legt. Diese umfasst insbesondere den Umfang 

des Wärmeverbundes, den Standort und die 

technische Konzeption für die Energiezentrale. 

Darüber hinaus können auch das Logistikkon- 

zept für den Brennstoff, das Finanzierungs- und 

Betreibermodell sowie die Akquise der Wärme- 

kunden enthalten sein. Die Ergebnisse fl ießen 

in eine detaillierte und fundierte Wirtschaftlich- 

keitsberechnung ein – es wird ein Businessplan 

entwickelt. Die nachfolgende Planung des Fern- 

wärmenetzes, der Energiezentrale und der 

Gebäudeanschlüsse der Wärmekunden führen 

das Projekt zur Realisierung. 

CO 2 

Regenerative 

Brennstoffe 

Asche 

Energiezentrale 

Professionelle Planung als Erfolgsbasis 

Basis jedes erfolgreichen Wärmeversorgungskonzeptes im kommunalen Wär- 

meverbund ist der Einsatz zukunftsweisender Technologien und regenerativer 

Energiequellen – maßgeschneidert auf das individuelle örtliche Wärmepotenzial. 

Wärmeerzeuger 

Regenerative Nahwärme reduziert CO 2 -Emissionen 

1.500 

1.000 

500 

0 

0 

Einsparpotenziale 

Anlagenerrichtung 

• Kessel und Brenner 

• Regelung 

• Kamin 

• Raumkosten 

(Heizraum) 

• Gasanschluss oder 

Öltank, 

einschließlich 

Verrohrung 

340 

1.240 

919 

Fernwärme Vorlauf 

80 bis 110 °C 

Fernwärme Rücklauf

5 

Beispiel Drehkolbengebläse: 

Mehr Energieeffizienz mit 

innovativen Produkten 

und ganzheitlicher Systemoptimierung 

Druckluft ist in der Industrie und in kom- 

munalen Einrichtungen wie Kläranlagen 

oder Wasserwerken unverzichtbarer En- 

ergieträger und Arbeitsmittel. Ihre Er- 

zeugung gerät aber aufgrund der Preis- 

entwicklung am Strommarkt zuneh- 

mend unter Kostendruck. Das gilt für die 

Drucklufterzeugung mit Kompressoren 

wie für die mit Drehkolbengebläsen. 

Doch es gibt Möglichkeiten, ein großes 

Einsparpotenzial zu erschließen: ener- 

gieeffiziente Komponenten, ganzheit- 

liche Planung und Systemoptimierung. 

Kosten Anteil 

Energiebedarf 178.879 € 83% 

Anschaffung 11.200 € 5% 

Energie- 

Einsparpotenzial 

21.196 € 10% 

Wartung 4.600 € 2% 

Gesamt 215.875 € 100% 

Abbildung 1 Kostenstruktur und Energie- 

Einsparpotenzial eines modernen Drehkolbengebläses. 


Energieoptimierung – Kläranlagen auf dem Prüfstand 

Klimaschutz und Energiesicherung gehören zu den globalen Herausfor- 

derungen des 21. Jahrhunderts. Es müssen energiesparende Verfahren 

entwickelt, regenerative Energiequellen erschlossen und schädliche CO 2 - 

Emissionen reduziert werden. Potenziale zum Energiesparen finden sich 

dabei auch in kommunalen Kläranlagen. In den nächsten Jahren werden 

sich daher betriebliche, planerische und bauliche Aktivitäten im Bereich 

der Abwasserreinigung auf Energieoptimierung konzentrieren. 

Das Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz in Rhein- 

land-Pfalz hat das Projekt „Steigerung der Energieeffizienz von Abwas- 

seranlagen“ initiiert. Unter Mitwirkung der TU Kaiserslautern und der 

Wupperverbandsgesellschaft wurden in ausgewählten Kläranlagen 

Energieanalysen vorgenommen. Das Ergebnis zeigte, dass es neben 

interessanten Möglichkeiten zur Energieerzeugung vor allem Energie- 

einsparpotenziale von mindestens 30 Prozent gibt – besonders bei der 

Drucklufterzeugung und bei Gebläsestationen. 

Systemkosten entscheiden bei der Drucklufterzeugung 

Wer Druckluft wirtschaftlich erzeugen und damit – angesichts steigender 

Energiepreise – die Effizienz seiner Anlage steigern will, sollte sich an den 

Gesamtsystemkosten (engl.: Life Cycle Costs – LCC) orientieren. Das gilt 

für den Druckbereich bis 1.000 mbar (ü), in dem vorwiegend Drehkol- 

bengebläse eingesetzt werden, ebenso wie für den von Kompressoren 

abgedeckten Bereich. Auch bei Gebläsen beanspruchen die Aufwen- 

dungen für Energie den Löwenanteil der Gesamtsystemkosten: Schon 

nach einem Jahr übertreffen die Energiekosten die Investitionskosten bei 

weitem. Hinzu kommen Aufwendungen für Wartung und Instandhaltung 

zum unverzichtbaren Absichern der Druckluftverfügbarkeit. Oft wird 

auch der Aufwand für Installation und Inbetriebnahme unterschätzt – hier 

kann es je nach Anbieter gravierende Unterschiede geben. 

Autor: Michael Bahr 

KAESER KOMPRESSOREN GmbH • Carl-Kaeser-Straße 26 • 96450 Coburg • Telefon (0 95 61) 6 40-0 • E-Mail: info@kaeser.com • www.kaeser.com

Welche Kosten auf den Betreiber zukommen 

können, verdeutlicht das Kostenbeispiel anhand 

eines Drehkolbengebläses der Mittelklasse mit 

45 kW Antriebsleistung und 40.000 Betriebsstunden 

(Abbildung 1). 

Optimierte Systembausteine 

als Basis für Energieeffizienz 

Eine notwendige, wenn auch keineswegs hinreichende 

Voraussetzung für energieeffiziente 

Versorgung mit Gebläseluft sind optimierte 

Systembausteine. Dazu zählen vor allem leistungsfähige 

Gebläse und Steuerkonzepte. 

a) Effiziente Drehkolbengebläse 

Innovative Entwicklungen führender Hersteller 

haben vor einigen Jahren den Anstoß für 

den heute vorherrschenden Trend zum Kompaktgebläse 

gegeben. Mittlerweile sind Drehkolbengebläse 

aller gängigen Leistungsgrößen 

im Druckbereich bis 1.000 mbar (ü) und im 

Vakuumbereich bis 500 mbar (abs) als Kompaktversionen 

erhältlich. Die neueste Entwicklung, 

ein Gebläse mit integrierter Steuerung 

und Frequenzumrichter bzw. Stern-/Dreieck- 

Anlasser, kommt besonders Anlagenbauern 

entgegen, denn damit reduzieren sich die Aufwendungen 

für Planung, Bau, Inbetriebnahme, 

Dokumentationen und Zertifizierung erheblich 


Abbildung 2 Ein Compact-Gebläse der neuesten Bauart – 

DB 166/236C-OFC mit Omega Control von KAESER. 

Dem Gedanken höchstmöglicher Effizienz entspricht auch das „Innenleben“ der 

Gebläse: Dreiflügelige Drehkolben mit dem energieeffizienten Omega-Profil in 

einem genau darauf abgestimmten Blockgehäuse (Abbildung 3) bieten hohe 

Förderleistungen bei niedrigem Energieverbrauch. Die geradverzahnten Block- 

Synchronräder mit minimiertem Zahnflankenspiel bewirken aufgrund verringerter 

Spaltmaße eine hohe spezifische Liefermenge. Überdies können bei Geradver- 

zahnung langlebige Zylinder-Rollenlager eingesetzt werden. Das bedeutet vielfach 

längere Lagerstandzeiten und somit höhere Verfügbarkeit bei niedrigeren Instand- 

haltungskosten. Weitere Energieersparnis von bis zu fünf Prozent ergibt sich durch 

den Einsatz von „EU-eff1“- beziehungsweise Premium-Effizienz-Motoren. 

Für optimierte Kraftübertragung vom Motor auf den Gebläseblock sorgt ein 

Riemenantrieb mit automatischer Nachspannung. Nicht zuletzt wird dadurch 

eine deutlich verlängerte Lebensdauer der Motor- und Gebläselager erreicht. 

Möglichst hohe thermische Belastbarkeit der Blöcke erlaubt hohe Ansaugtempe- 

raturen und bei drehzahlgeregelten Anlagen einen sehr breiten Regelbereich so- 

wie weitere Energieeinsparung dank der Möglichkeit, die Gebläse auf sehr kleine 

Fördermengen abzuregeln. 

Auch hinsichtlich Schallemissionen und Pulsationen des Förderluftstroms arbeiten 

Gebläse heute dank modernster Technik vorbildlich. Mit Breitband-Absorptions- 

schalldämpfern auf Ansaug- und Druckseite lassen sich die Anlagengeräusche 

dämpfen und ungewollte Rohrleitungspulsationen vermeiden. Die Schalldämpfer 

müssen dazu allerdings über das gesamte Frequenzspektrum, d. h. für alle Dreh- 

zahlen und Betriebspunkte, voll wirksam sein. Darauf abgestimmte Schalldämm- 

hauben ermöglichen extrem niedrige Schallabstrahlung, so dass Gebläse sogar als 

superschallgedämmte Anlagen zu haben sind. >> 

Abbildung 3 Gebläseblock mit dreiflügeligen Drehkolben. 

5

0 

Zu Energieeffizienz und niedrigem Wartungs- 

bedarf von Gebläsen trägt auch ein effektives 

Kühlsystem erheblich bei. Förderluft und Mo- 

torkühlluft sollten separat von außerhalb des 

Anlagengehäuses angesaugt werden. So wird 

die Förderluft nicht „vorgeheizt“, und der nutz- 

bare Luftmassenstrom ist bei gleichbleibender 

Antriebsleistung größer. Die Motorkühlung mit 

ebenfalls von außen angesaugter, nicht vorer- 

wärmter Kühlluft ermöglicht verlängerte Nach- 

schmierintervalle der Motorlager und senkt 

somit die Wartungskosten. Unabhängig von 

der Gebläsedrehzahl gewährleistet nur eine 

Zwangsbelüftung des Anlagengehäuses stets 

eine gute Kühlung des Gebläse- und des Mo- 

torblocks. Bei drehzahlvariablem Betrieb kann 

so der mögliche Frequenzbereich maximal 

genutzt und entsprechend Energie eingespart 

werden. 

Kompakt-Gebläse lassen sich direkt nebeneinander 

aufstellen. Das spart zusätzlich Platz ein. 

b) Energiesparende Steuerungen 

Interne Steuerungen wie Volllast-, Leerlauf-, Aus- 

setzsteuerung (Dualregelung) und Frequenzum- 

richtung, die auch in Kompressoren zum Einsatz 

kommen, erlauben es heute, Gebläse auch im 

Teillastbereich energiesparend zu betreiben. 

Sogar die Belüftung von Belebungsbecken in 

Kläranlagen lässt sich mittels Konstant- oder 

Gleitdruckregelung inzwischen wesentlich en- 

ergieeffizienter gestalten. Dies geschieht im 

Verbundbetrieb mehrerer Gebläsen unter der 

Leitung eines übergeordneten Managementsys- 

tems. Dessen Kernstück ist eine hocheffiziente 

Druckbandsteuerung. Sie erfasst über äußerst 

sensible Sensoren die jeweiligen Druckwerte 

sehr genau und regelt eine Station aus meh- 

reren Gebläsen in den engen Grenzen eines 

schmalen Druckbands höchst energiesparend. 

Der Betrieb der einzelnen Gebläse wird mit 

Volllast-, Leerlauf-, Aussetzsteuerung oder 


Abbildung 4 Übergeordnete Druckluft-Managementsysteme auf Industrie- 

PC-Basis sorgen für energieeffizientes Zusammenspiel aller installierten Gebläse 

sowie für höchstmögliche Betriebs- und Kostentransparenz. 

Drehzahlregelung genau auf das spezifische Maschinenensemble abge- 

stimmt. Dieses Druckluft-Managementsystem (Abbildung 4) basiert auf 

einem updatefähigen Industrie-PC mit hoher Rechenleistung und großem 

Arbeitsspeicher; es lässt sich leicht in vorhandene betriebliche Computer- 

netzwerke einbinden. Lediglich das Bereitstellen eines proportionalen 4 bis 

20 mA Solldrucksignals ist erforderlich. Der integrierte Webserver macht 

sämtliche Betriebsdaten über die Netzwerkanbindung auf jedem internet- 

fähigen PC mit entsprechender Berechtigung sofort sichtbar. Und nicht nur 

Autor: Michael Bahr 

KAESER KOMPRESSOREN GmbH • Carl-Kaeser-Straße 26 • 96450 Coburg • Telefon (0 95 61) 6 40-0 • E-Mail: info@kaeser.com • www.kaeser.com

das: Ein Langzeit-Analysetool erlaubt es außer- 

dem, Netzdruck, Last- und Leerlaufverhalten, 

Energieverbrauch und Auslastung der Gebläse 

bis zu einem Jahr zurückzuverfolgen und aus- 

zuwerten. So ist ein regelrechtes Controlling 

der gesamten Belüfter- bzw. Gebläsestation 

möglich. 

Darüber hinaus wird die Gebläsestation mit 

Hilfe dieser Technologie teleservicefähig: Über 

Modemschnittstellen können alle relevanten 

Daten via SMS oder Internet unverzüglich zum 

Service-Center der Leitwarte gelangen. Das 

ermöglicht vorbeugende Wartung per Fern- 

diagnose, was die Verfügbarkeit der einzelnen 

Komponenten und der gesamten Station noch- 

mals erheblich steigern kann. Zugleich ist damit 

eine wichtige Grundlage für die Versorgung 

über ein so genanntes Betreibermodell (Druck- 

luft-Contracting) gegeben. 

Druckluft in Kläranlagen – 

den genauen Bedarf ermitteln 

Effiziente Versorgung mit Gebläseluft setzt aber 

nicht nur optimierte Systemelemente voraus. 

Vor Beginn der eigentlichen Planung muss die 

Bedarfssituation der jeweiligen Anlage eingehend 

untersucht werden (Abbildung 5). Dazu dient 

eine computergestützte Druckluftbedarfsanaly- 

se; sie ermittelt Betriebsdaten wie Verbrauchs- 

und Druckwerte detailliert und zeichnet sie auf. 

Damit lässt sich die Verbrauchsstruktur einer 

Kläranlage über die Zeit genau analysieren. 

Natürlich muss die Bedarfsanalyse auch Be- 

triebssicherheit und -struktur, Räumlichkeiten, 

Umweltschutzauflagen, Klima- und besondere 

Einsatzbedingungen soweit wie möglich berück- 

sichtigen. All diese Informationen sowie eine ge- 

naue Untersuchung des Betriebsregimes haben 

schon in vielen Fällen zu drastischen Energie- 

einsparungen durch den Einsatz entsprechend 

optimierter Gebläsesysteme geführt. 

Abbildung 5 Vom Druckluft-Managementsystem 

erfasster und visualisierter Druckluftverbrauch 

(Druckluft-Liefermenge) während einer Woche. 

PC-gestützte Planung für optimierte Druckluftsysteme 

Mit Hilfe moderner Computersysteme ist es heute nicht nur möglich, vorhan- 

dene Anlagen detailliert zu analysieren, sondern auch neue Anlagen effizient zu 

planen. Speziell zu diesem Zweck entwickelte Planungs- und Optimierungssoft- 

ware erlaubt es außerdem, verschiedene Systemvarianten miteinander zu ver- 

gleichen. Die Planung darf sich aber nicht darauf beschränken, rechnerisch Werte 

zu ermitteln. Sie muss vielmehr auch beurteilen können, wie gut ein Druckluft- 

leitungsnetz aufgebaut ist, wie die Kühlung der Gebläse, wie Be- und Entlüftung 

der Station auszusehen haben und welche Funktionsaufteilung der Gebläse im 

gegebenen Fall vorzuziehen ist. Mit Hilfe der beschriebenen Analyse, Planung, 

Steuerungs- und Überwachungstechnik lässt sich ein Gebläseluftsystem verwirk- 

lichen, das alle Kriterien höchstmöglicher Sicherheit und Effizienz erfüllt. 

Energieeffizienzsteigerung über Wärmerückgewinnung 

Ist Energieeffizienzsteigerung mit Wärmerückgewinnung geplant, ist ein den Ge- 

bläsen nachgeschalteter Luft/Wasser- oder Luft/Luft-Wärmetauscher zu installie- 

ren. Die so gewonnene Energie lässt sich beispielsweise direkt zum Schlamm- 

trocknen oder zum Erzeugen von Warmwasser beziehungsweise zum Speisen 

einer Wärmepumpe verwenden. 

Fazit 

Moderne Druckluft-, Analyse- und Planungstechnik ermöglichen heute auch im 

Gebläsebereich, die Druckluftversorgung sehr energieeffizient und betriebssi- 

cher zu gestalten. Dieses Ziel lässt sich aber nur mit entsprechenden Produkten, 

genauer Kenntnis des Anwenderbedarfs, ganzheitlicher Systembetrachtung und 

-optimierung erreichen. Darüber hinaus können Betreibermodelle die Kosten- 

transparenz und Effizienz eines Druckluftsystems nachhaltig sichern. 

1

Abbildungen: Kaeser Kompressoren GmbH 

Effektive Druckluftnutzung – 

Einsparpotenziale durch Wärmerückgewinnung 

Bei vielen industriellen Prozessen ent- 

steht Wärme. Sie kann genutzt werden, 

um Energie zu sparen. 

Druckluft gehört zu den Standardanwendungen 

in der Industrie – kaum ein Unternehmen 

kommt heute ohne die Energie aus kompri- 

mierter Luft aus. Trotzdem wissen viele Unter- 

nehmen noch nicht, dass die entstehende Ab- 

wärme auch genutzt werden kann – angesichts 

der kontinuierlichen Verteuerung von Energie 

ist ein sparsamer Umgang mit Energieressour- 

cen nicht nur eine ökologische, sondern zuneh- 

mend auch eine wirtschaftliche Notwendigkeit. 


Wärme aus Kompressoren ist fast vollständig nutzbar 

Bei der Komprimierung von Luft werden 100 Prozent der zugeführten 

Energie in Wärme umgewandelt. Bis zu 94 Prozent dieser für den Kom- 

pressor eingesetzten Energie sind wärmetechnisch nutzbar (Bild 2). 

Lediglich zwei Prozent gehen durch Abstrahlung verloren, vier Prozent 

verbleiben in der Druckluft. Die Nutzung dieser Wärmequelle spart nicht 

nur Kosten, sondern schont auch die Umwelt. Denn jeder Liter Heizöl, 

der eingespart wird, bedeutet 2,727 Kilogramm weniger CO 2 -Emissi- 

onen. Die Wärmepotenziale von Kompressoren sind beträchtlich: Allein 

ein 18,5 kW-Kompressor erzeugt genug Energie, um mühelos ein Einfa- 

milienhaus zu beheizen. 

Anwender, die an einer wirtschaftlicheren Druckluftnutzung interessiert 

sind, können sich für verschiedene Alternativen entscheiden: Zum einen 

ist es möglich, die vom Kompressor erwärmte Kühlluft direkt zum Hei- 

zen zu nutzen (Warmluftheizung). Zum anderen kann durch den Einbau 

eines Wärmetauschers warmes Wasser erzeugt werden (Warmwasser- 

heizung). 

Autoren: Dipl.-Ing. Andreas Czuja • Dieter Engel 

KAESER KOMPRESSOREN GmbH • Am Pestalozziring 8a • 91058 Erlangen • Telefon (0 9131) 61 73-0 • E-Mail: andreas.czuja@kaeser.com • www.kaeser.de

Bild 1: Wärmerückgewinnungssystem zur 

Warmlufterzeugung mit Abluftkanal und eingebauter 

Schwenkklappe. 

Warmluft ist vielseitig einsetzbar 

Die einfachste Möglichkeit zur Wärmerückge- 

winnung ist die direkte Nutzung der vom Kom- 

pressor erwärmten Kühlluft (Bild 1). Dabei 

wird die Abwärme über ein Luftkanalsystem in 

die zu beheizenden Räume geleitet. So lassen 

sich beispielsweise dem Kompressorraum be- 

nachbarte Lagerräume oder Werkstätten mit 

Kompressorabwärme beheizen. 

Darüber hinaus kann man die Warmluft bei- 

spielsweise auch einsetzen, um Brennerluft 

vorzuwärmen oder Trocknungsprozesse zu 

unterstützen. Wird die Wärme nicht benötigt, 

kann der Abluftstrom mit einer Schwenkklap- 

pe oder Jalousie ins Freie geleitet werden. Eine 

thermostatgeregelte Jalousiesteuerung erlaubt 

es, die Warmluft so genau zu dosieren, dass 

die Temperatur konstant bleibt. So sind bis zu 

94 Prozent der elektrischen Leistungsaufnahme 

eines Schraubenkompressors nutzbar. 

Mit dem Einbau eines Wärmetauschers in den 

Fluidkreislauf kann Warmwasser zum Duschen 

und Waschen, aber auch für Produktions- und 

Reinigungsprozesse mit Wassertemperaturen 

von bis zu 70 °C erzeugt werden (Bild 3). Je 

nachdem, wozu das Warmwasser verwendet 

werden soll, kommen Plattenwärmetauscher 

oder Sicherheitswärmetauscher zum Einsatz. 

Die zusätzlichen Aufwendungen für diese Wär- 

merückgewinnungsvariante amortisieren sich 

bei Kompressoranlagen ab 18,5 kW erfah- 

rungsgemäß innerhalb von zwei Jahren. 

Bild 3: Wärmerückgewinnungsanlage zur Warmwassererzeugung – 

der Plattenwärmetauscher erzeugt Warmwasser bis zu +70 °C. 

Wärmerückgewinnung lohnt sich 

Die vorgestellten Möglichkeiten zeigen: Wärmerückgewinnung ist eine durch- 

aus bedenkenswerte Möglichkeit, mit verhältnismäßig niedrigem Aufwand die 

Wirtschaftlichkeit einer Druckluftanlage zu erhöhen und zugleich die Umwelt zu 

schonen. Die Höhe der Investitionen richtet sich dabei nach den örtlichen Gege- 

benheiten des Anwenderbetriebes, nach dem Einsatzzweck und dem gewählten 

Wärmerückgewinnungsverfahren. 

Bild 2: Wärmeflussdiagramm 

3

4 

Mehr Wirtschaftlichkeit 

für die Infrastruktur von morgen 

Der Schwerlastverkehr auf Deutsch- 

lands Straßen nimmt zu. Die Folge: hohe 

Belastungen, zum Beispiel für Schächte 

und Schachtabdeckungen. Innovative 

Schachtabdeckungen verhindern Bau- 

stellen, Staus und Kosten. 

Eine aktuelle Studie des Bundesministeriums für 

Verkehr, Bau und Stadtentwicklung prognosti- 

ziert, dass sich bis zum Jahr 2050 die Güterver- 

kehrsleistung in Deutschland verdoppelt. Dabei 

werden Straßen auch langfristig die Hauptlast 


des Güterverkehrs tragen. Fahrtdistanzen nehmen weiter zu, und vor 

allem der grenzüberschreitende Verkehr wird in Zukunft überproportio- 

nal ansteigen. Auch im Personenverkehr wird das Auto trotz des demo- 

grafischen Wandels langfristig das wichtigste Fortbewegungsmittel blei- 

ben. Die ständig steigende Verkehrsbelastung bleibt für die Straßen nicht 

ohne Folgen. Beispielsweise führt sie zu hohem Verschleiß an Schächten 

und Schachtabdeckungen. Aus diesem Grund hat der Tiefbau-Spezialist 

ACO eine neue Schachtabdeckung D 400 entwickelt. Sie wird derzeit 

unter dem Namen „Multitop System Bituplan“ eingeführt. 

Baustellen und Staus verhindern, Kosten sparen 

Ein zentrales Problem von herkömmlichen Abdeckungen ist der Ver- 

schleiß im Rahmen. Besonders ältere Bausubstanz ist davon betroffen. 

Die Folgen: Schachtköpfe werden zerstört, Deckel klappern trotz dämp- 

fender Einlage und Rahmen müssen in regelmäßigen Abständen ausge- 

tauscht werden. Das zieht nicht nur hohe Sanierungskosten nach sich, 

sondern behindert auch den Verkehrsfluss. 

Autor: Bernd Bathke 

ACO Tiefbau Vertrieb GmbH • Am Ahlmannkai • 24782 Büdelsdorf • Telefon (0 43 31) 3 54-5 15 • E-Mail: bbathke@aco-online.de • www.aco-online.de 

Abbildungen: ACO Tiefbau

Bild 1: Links ein Schnitt durch einen neuen Rahmen 

nach DIN 19584, rechts ein Schnitt durch einen 

Rahmen gleichen Typs nach einer Einsatzdauer von 

einigen Jahren. 

Bild 2: Bei Multitop liegt die dämpfende 

Einlage im Rahmen und nicht im Deckel. 

Bild 3: Bei Multitop wird bewusst auf die 

„Schwachstelle“ Mörtelfuge verzichtet. 

Verschleiß 

Bei marktüblichen Abdeckungen nach DIN 19584 mit dämpfender Einlage im De- 

ckel tritt im Rahmen unter Verkehrsbelastungen starker Verschleiß auf. Durch Mul- 

titop lässt sich der Verschleiß zwar nicht vermeiden, aber besser steuern (Bild 1). 

Dies ist möglich, weil die dämpfende Einlage nicht, wie bisher üblich, im Deckel, 

sondern im Rahmen liegt (Bild 2). So verschleißt die Auflagefläche des Deckels, 

nicht aber der Rahmen. Der Vorteil: Deckel lassen sich schneller austauschen. So 

können Baustellen, Staus und unnötige Kosten verhindert werden. 

Entwickler verzichten auf Mörtelfuge 

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Mörtelfuge, die Schachtabdeckung und Schacht 

miteinander verbindet. Heute ist es üblich, Schachtabdeckungen leicht vertieft ein- 

zubauen. So werden zwar Schäden an der Abdeckung vermieden, allerdings ent- 

stehen hohe Schlagbelastungen auf Schachtabdeckung, Mörtelfuge und Schacht- 

hals. Dadurch werden Mörtelfuge und Schachthals zerstört (Bild 3). Bei Multitop 

verzichteten die Entwickler auf eine Mörtelfuge. Außerdem hat die Abdeckung ei- 

nen auskragenden Rand, der eine materialschonende Kräfteverteilung ermöglicht. 

Die Verkehrslasten werden so nicht mehr direkt in den Schachtkörper, sondern in 

die angrenzende Fahrbahn eingeleitet. Da das System oberflächenbündig einge- 

baut wird, kommt es darüber hinaus nicht zu Schlagbelastungen beim Überrollen. 

Das reduziert die Geräuschemissionen. 

Bild 4: Multitop leitet die Verkehrslasten in die angrenzende Fahrbahn. 

Bis zu 85 Prozent Entlastung der Schächte 

Das Institut für Unterirdische Infrastruktur (IKT) sicherte die Entwicklung durch 

umfangreiche 1:1-Versuche ab. Gegenstand der Untersuchungen war die Last- 

abtragung auf den Schacht bei Verkehrslast. Verglichen wurde Multitop dabei mit 

Schachtabdeckungen DIN 19584 A1-D400. Das Ergebnis: Durch den Einbau 

der Abdeckung reduziert sich die Belastung der Schächte um bis zu 85 Prozent. 

So ist eine längere Gebrauchsdauer von Abdeckung und Schacht möglich. Das 

spart Unterhaltskosten für die Straße. 

5

Abwasserpumpstationen – auf die richtige 

Planung und Einstellung kommt es an 

Die aktuelle Diskussion zur Reduzierung 

von CO 2 -Emissionen spielt auch in der 

Technik zur Abwasserbeseitigung eine 

Rolle. Abwasserpumpstationen, die zur 

Förderung von Schmutzwasser einge- 

setzt werden, müssen bereits während 

der Planung optimal auf die zukünftigen 

Randbedingungen wie etwa die Topo- 

graphie des Geländes, den Abwasserzu- 

fluss oder die Abwasserzusammenset- 

zung ausgelegt werden. 

Dadurch lassen sich die Energiekosten während 

des Lebenszyklus einer Anlage minimieren. 

Für Pumpstationen existieren intelligente Lö- 

sungen. Kommunale Abwässer fallen an vielen 

Orten an – in privaten Haushalten, öffentlichen 

Einrichtungen, Gewerbebetrieben und je nach 

Abwasserkonzept (Trennsystem/Mischsystem) 

auch aus Niederschlags- und Drainagewasser. 

Lässt die Topographie des Geländes keinen Ab- 

transport des Abwassers über Freigefällekanäle 

zu, werden Pumpstationen (Bild 1) eingesetzt. 

Sie sammeln das Abwasser in Schächten, pum- 

pen es auf ein höheres Niveau oder fördern es 

mehrere Kilometer in das nächste Klärwerk be- 

ziehungsweise die nächste Freispiegelleitung. 

Auf die Pumpe kommt es an 

Mit den Beimengungen und Feststoffen, die 

sich im Abwasser befinden, ändern sich auch 

die Anforderungen an den richtigen Pumpen- 

typ. Damit der Betrieb ohne Störungen und 

Verstopfungen verläuft, werden in der Regel 

Kreiselpumpen mit großen freien Durchgängen eingesetzt. Pumpen 

mit Freistromrädern laufen nahezu verstopfungsfrei, da Feststoffe oder 

langfasrige Stoffe berührungslos am Laufrad vorbeigefördert werden. 

Kanalradpumpen weisen dafür höhere Wirkungsgrade auf und erzielen 

in der Regel größere Förderhöhen. Aus diesem Grund sollten Kanalrad- 

pumpen immer dann eingesetzt werden, wenn eine hohe Pumpleistung 

erforderlich ist. 

Bei abrasiven Stoffen (z. B. Sand) im Fördermedium ist es darüber hinaus 

ohne weiteres möglich, das Kanalrad mit einer Beschichtung zu verse- 

hen, die dem Abtrag entgegenwirkt. Abrasive Stoffe bewirken, dass sich 

der Axialspalt – also der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse – durch 

den Abtrag von Material im Laufe der Zeit vergrößert. Dadurch verliert 

die Pumpe an Leistung. Damit die hohen Wirkungsgrade bei Kanalrad- 

pumpen auch über die Lebensdauer erhalten bleiben, lässt sich bei hoch- 

wertigen Pumpen der Axialspalt einfach nachstellen (Bild 2). 

Einsparpotenziale im Stromverbrauch: 

Der Wirkungsgrad macht den Unterschied 

Ein Praxisbeispiel soll die Unterschiede veranschaulichen. Eine Tauchmo- 

torpumpe innerhalb einer Abwasserstation ist ausgelegt für eine Förder- 

höhe von 18 Metern bei 280 m 3 /h Volumenstrom. Es wurde eine Ka- 

nalradpumpe UFK 300 4/C4 ausgewählt, die laut Kennlinie (Bild 4) im 

Betriebspunkt 22 kW elektrische Leistung benötigt. Der Wirkungsgrad im 

Bild 1: 

Abwasser-Pumpstation 


Abbildungen: JUNG PUMPEN 

Spalt 

Bild 2: Einstellbarer Axialspalt sorgt für hohe Wirkungsgrade. 

Autor: Dr. Andreas Kämpf 

JUNG PUMPEN GmbH • Industriestraße 4-6 • 33803 Steinhagen • Telefon (0 52 04) 17-320 • E-Mail: andreas.kaempf@pentair.com • www.jung-pumpen.de

Wirkungsgrad (%) 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Bild 3: Vergleich des Wirkungsgrades 

mit und ohne Axialspaltjustierung 

Pumpe – konventionell 

Pumpe mit nachstellbarem Axialspalt 

1 12 23 34 45 56 67 78 

Laufzeit in Monaten 

Bild 4: Pumpenkennlinie einer Kanalradpumpe 

0 Q(m 160 240 320 400 480 560 

3 /h) 

0 (L/s) 40 60 80 100 120 140 160 

Quelle: JUNG PUMPEN Quelle: JUNG PUMPEN 

Betriebspunkt beträgt 62 Prozent, so dass eine 

wirksame Leistung von 13,64 kW auf das Me- 

dium übertragen wird. Jährlich befördert die 

Anlage 230.000 m 3 Abwasser. Bei einer För- 

dermenge von 280 m 3 pro Stunde ergibt das 

821 Betriebsstunden. Der jährliche Energiever- 

brauch beträgt also 18.062 kWh, was bei Kosten 

von 0,2 Euro je Kilowatt jährlichen Kosten von 

3.612 Euro entspricht. Der Wirkungsgrad wird 

wegen der Nachjustierung des Axialspaltes über 

der Laufzeit nahezu konstant gehalten (Bild 3). 

Bei der konventionellen Pumpe wird der Wir- 

kungsgrad durch Abnutzungserscheinungen nach 

bereits sieben Jahren von 62 Prozent auf 43 Prozent sinken. Das bedeutet, dass 

bei gleicher elektrischer Aufnahme (22 kW) die konventionelle Pumpe nur 9,46 

kW hydraulische Leistung erbringt. Dadurch verlängert sich die jährliche Laufzeit 

der Pumpe auf 1.182 Stunden, so dass die Anlage im siebten Jahr 7.947 kWh 

mehr verbraucht und damit Mehrkosten von 1.589 Euro pro Jahr verursacht. 

Bei einem Emissionsfaktor von 638,9 g CO 2 pro kWh betragen die CO 2 -Ein- 

sparungen durch eine Kanalradpumpe mit Axialspalt-Justierung rund 5,0 Tonnen 

pro Jahr. Selbstverständlich nehmen die Unterschiede mit zunehmender Laufzeit 

noch zu. 

! 

Tipps zum Energiesparen 

beim Betrieb von Abwasserpumpen 

Pumpen, die im Dauerbetrieb laufen, sollten immer im optimalen 

Betriebspunkt bei höchsten Wirkungsgraden arbeiten. Das stellt den 

energieeffizienten Betrieb sicher. 

Pumpsysteme nicht überdimensionieren. Das ist mit größeren 

Fördermengen, höheren Reibungsverlusten und entsprechend höheren 

Energiekosten verbunden. Die in den aktuellen Richtlinien empfohlenen 

150 Liter Abwasser pro Einwohner und Tag sind bereits sehr großzügig 

bemessen und werden in der Regel weit unterschritten (Bundesdurch- 

schnitt ca. 127 l/E). Eine knappe Dimensionierung der Pumpenleistung 

ist durchaus sinnvoll. 

Kosten auf dem Prüfstand: Teuer ist günstig 

Viele Kommunen vergessen den Grundsatz, dass Investitions- und Installations- 

kosten in der Regel nur einen Bruchteil – nämlich 5 Prozent der Gesamtkosten 

– ausmachen. Wesentlich höher sind die Lebenszykluskosten, die sich aus den 

unterschiedlichsten Einzelkosten zusammensetzen. Energiekosten nehmen mit ca. 

85 Prozent den mit Abstand größten Anteil der Gesamtkosten ein – entsprechend 

groß sind die Einsparpotenziale. Der Rest entfällt auf die Service- und Wartungsar- 

beiten. Geringe Investitionskosten, z. B. einfache Materialien wie verzinkter Stahl 

für die Druckrohrleitung, günstige Schachtringe aus Beton oder Abwasserpumpen 

rächen sich in der Regel schnell. Die aggressiven Fördermedien sorgen dafür, dass 

die Komponenten schon nach kurzer Zeit ausgetauscht werden müssen. Inves- 

titionen in qualitativ hochwertigere Materialien, z. B. PE-Schächte mit Edelstahl- 

Druckrohrleitungen und Qualitätspumpen für Abwasser sind dagegen sinnvoll: 

Hohe Standzeiten, geringe Betriebs- und Energiekosten machen die teurere 

Anfangsinvestition zur günstigeren Alternative. Entscheidend ist eine ganzheitliche 

Betrachtung der Abwasserbeseitigung. Daher sollten schon in der Planungsphase 

zuverlässige und langlebige Materialien vorgesehen werden. Zuverlässige Produkte 

für Pumpen, Schächte und Druckleitungen stehen hier besonders im Fokus. Die 

Hersteller dieser Komponenten bieten viele intelligente Lösungen, um den Ener- 

gieeinsatz für den Abwassertransport weiter zu reduzieren.

Nachhaltige Trinkwasseraufbereitung – 

Beispiel Wasserwerk Krondorf 

Um den Verbrauchern stets Trinkwas- 

ser in der benötigten Menge, mit einem 

angemessenen Druck und natürlich in 

herausragender Qualität liefern zu kön- 

nen, bedarf es einer nachhaltigen Pla- 

nung des kommunalen Wasserversor- 

gungskonzeptes. Die Stadt Schwandorf 

hat damit bereits in den 90er Jahren be- 

gonnen und die Erneuerung der Trink- 

wasseraufbereitungsanlage in Krondorf 

vorangetrieben. 

Die Wasseraufbereitungsanlage 

in Krondorf vor der Modernisierung. 


Analyse von Sanierungsbedarf und Anlagenmängeln 

Das Wasserwerk Krondorf stammt aus der ersten Hälfte des zwanzigs- 

ten Jahrhunderts. Es wurde mehrfach umgebaut und erweitert. Die Auf- 

bereitungsanlage war bereits seit 1976 in Betrieb und nach 25 Jahren 

sanierungsbedürftig. Zudem war sie seinerzeit nur für einen Volumen- 

strom von 80 Litern in der Sekunde (l/s) ausgelegt worden – die Kapa- 

zität müsste dringend verdoppelt werden, um den zukünftigen Anfor- 

derungen zu genügen. Darüber hinaus entsprach die elektrische Anlage 

nicht mehr dem Stand der Technik, da einzelne Teile noch aus den 50er 

Jahren stammten und auch nicht mehr sanierungsfähig waren. 

Vor der Erneuerung der Trinkwasseraufbereitungsanlage wurde die Situ- 

ation genauestens analysiert und ein individuelles Anforderungsprofil erar- 

beitet. Die Wassergewinnung erfolgt in den Brunnen Krondorf V und Vll 

sowie in den Brunnen Irrenlohe l und II. Die dort zur Verfügung stehen- 

den Rohwasser weisen im Wesentlichen folgende Mängel auf: 

Die gemessenen pH-Werte liegen zum Teil außerhalb des 

zulässigen Bereichs der Trinkwasserverordnung 

Die Sauerstoffkonzentrationen sind zu gering. 

Die Mangan- und Eisenkonzentrationen liegen über dem 

Grenzwert der Trinkwasserverordnung 

Die Wässer sind als betonangreifend nach DIN 4030 zu 

bezeichnen 

Autor: Dipl.-Ing. (TU) Dionys Stelzenberger 

Stelzenberger+Scholz Beratende Ingenieure • Sarchinger Feld 1 • 93092 Barbing • Telefon (0 94 01) 52 84-0 • info@s2bi.de • www.s2bi.de

Abbildung 1: Die Flachbettbelüfter (oben) dienen der 

physikalischen Vorentsäuerung. Seitenkanalverdichter 

sorgen dabei für den nötigen Lufteintrag (unten). 

Abbildung 2: Vom Zwischenpumpwerk im 

Erdgeschoss aus (oben) wird das teilentsäuerte 

Wasser durch die Filterkessel (unten) gepumpt. 

Aufgaben der Aufbereitungsanlage festlegen 

Zur Beseitigung der genannten Mängel der aufzubereitenden Rohwässer sind 

grundsätzlich folgende Verfahrensschritte erforderlich: 

Belüftung zur Sauerstoffanreicherung 

Gasaustausch zur Teil-Entfernung von Kohlenstoffdioxid 

(physikalische Entsäuerung) und Schwefelwasserstoff 

Filtration zur Enteisenung und Entmanganung sowie zur biologischen 

Oxidation von Ammonium, Nitrit und restlichem Schwefelwasserstoff 

Entsäuerungsfiltration (Aufhärtung) 

Prinzip der neuen Trinkwasser-Aufbereitung 

Im ersten Schritt dienen Flachbettbelüfter (Abbildung 1) zur physikalischen 

Vorentsäuerung und zur Vergleichmäßigung der Rohmischwässer. Das heißt: mit 

ihnen wird in allen Fällen der pH-Wert auf größer 6,20 angehoben und damit 

die Voraussetzung zur Entmanganung in den nachfolgenden Mehrschichtfiltern 

gegeben. 

Seitenkanalverdichter (Abbildung 1) sorgen für Lufteintrag in den Flach- 

bettbelüftern. Die Seitenkanalverdichter werden frequenzgeregelt, um die Ent- 

säuerungsleistung auf den Durchsatz und unterschiedliche Rohwasserqualitäten 

einstellen zu können. Sie saugen die Außenluft direkt über eine Rohrleitung an, die 

mit Wetterschutzgitter, Motorjalousie, Fliegengitter, Kulissenschalldämpfer und 

einer Kombination aus Feinstaub- und Schwebstofffilter geschützt ist. Darüber 

hinaus wird über eine Abzweigung dieser Zuluftleitung auch die zur Spülung der 

Filter benötigte Luftmenge zum Spülluftgebläse geführt. Die Seitenkanalverdich- 

ter sind aus Lärmschutzgründen in einem separaten Raum platziert und mit einer 

Lärmschutzhaube versehen. Um eine Überhitzung der Seitenkanalverdichter zu 

vermeiden, darf die Raumlufttemperatur dort allerdings 35 Grad Celsius nicht 

überschreiten. Eine künstliche Belüftung sorgt für die wirksame Wärmeabfuhr. 

Das Zwischenpumpwerk (Abbildung 2) im Erdgeschoss der Aufbereitungs- 

halle besteht aus vier Kreiselpumpen mit je 40 l/s Förderstrom. Das teilentsäuer- 

te Wasser aus dem Flachbettbelüfter wird von hier aus durch die nachfolgenden 

Filterkessel gepumpt. Zwei Zwischenbehälterkammern aus Stahlbeton mit 

je 73 Kubikmetern (m 3 ) Inhalt dienen dabei als Saugbehälter für die Zwischen- 

pumpen. Die Kammern enthalten belüftetes eisen- und manganhaltiges Wasser. 

Die Mehrschichtfilter der Enteisenungs- und Entmanganungsfiltration 

dienen zur Entfernung von natürlicherweise im Rohwasser enthaltenem Eisen 

und Mangan sowie zur biologischen Oxidation von Ammonium, Nitrit und 

Schwefelwasserstoff. Die Anlage ist für insgesamt vier Filterbehälter mit je fünf 

Metern Durchmesser ausgelegt. Derzeit sind drei Behälter mit einem Betriebs- 

gewicht von je 180 Tonnen im Einsatz. Die Filterfüllung besteht aus Athrazitkoh- 

le, Quarzsand und Quarzkies. >>

0 

Abbildung 3: Im Entsäuerungsfilter wird das 

Wasser über halbgebrannten Dolomit entsäuert. 

Abbildung 4: Im normalen Betrieb wird das 

aufbereitete Wasser von den beiden Reinwasserkammern 

direkt zu den Verbrauchern abgegeben. 

Abbildung 5: Die Spülwasserpumpen regeln die 

Zuführung des zum Spülen verwendeten entsäuerten 

Wassers in die Mehrschicht- und Entsäuerungsfilter. 


Nach der Entfernung von Eisen und Mangan wird das Wasser im Ein- 

schichtfilter der Restentsäuerung (Abbildung 3) über halbge- 

brannten Dolomit entsäuert. Dafür ist ein Filtervolumen von rund 116 

m 3 erforderlich, das mit vier Filtern von je dreieinhalb Metern Durch- 

messer erreicht wird. Das Betriebsgewicht pro Filterbehälter beträgt 

84 Tonnen. Nach Vollausbau der Aufbereitungsanlage muss mit einem 

Verbrauch von rund 7,7 m 3 halbgebranntem Dolomit gerechnet wer- 

den. Zur Lagerung ist deshalb ein Silo mit fest verrohrter und von außen 

anzuschließender Einspüleinrichtung vorhanden. Die Anlieferung erfolgt 

mit Tanklastzügen. 

Das aufbereitete Wasser fließt anschließend in die beiden Reinwasser- 

kammern (Abbildung 4) aus Stahlbeton mit je 300 m 3 Inhalt. Hier 

wird das Wasser für die Filterrückspülung bevorratet. Im normalen Be- 

trieb wird das Trinkwasser von hier aus auch direkt in das Rohrnetz zu 

den Verbrauchern abgegeben. 

Zur dauerhaften Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Aufbereitungs- 

erfolges ist eine Spülung der Mehrschichtfilter sowie der Entsäuerungs- 

behälter erforderlich. Die Bereitstellung des dafür benötigten Spülwas- 

sers erfolgt mittels zweier Spülwasserpumpen mit einem Förderstrom 

von je 140 Litern in der Sekunde (l/s). Aus hydraulischen Gründen sind 

diese durch eine von der Hauptförderung unabhängigen Saugleitung an 

die Reinwasserbehälter angeschlossen (Abbildung 5). Als Spülluft dient 

Außenluft, die dem Gebläse über die Luftzuführung der Seitenkanalver- 

dichter zugeführt wird. Wieder nach außen abgeführt wird die Spülluft 

über geschlossene Schlammwasserbeobachtungsbecken. Auch das Ge- 

bläse ist aus Lärmschutzgründen mit einer Lärmschutzhaube versehen 

und befindet sich mit den Seitenkanalverdichtern in einem separaten 

Raum. 

Aufgrund der einwandfreien mikrobiologischen Beschaffenheit des Roh- 

wassers ist bei der Wasseraufbereitung in Krondorf keine Desinfekti- 

onsstufe nötig. 

Das Rückspülwasser aus dem zuvor beschriebenen Spülvorgang wird 

in den Klärbehältern aufgefangen. Nachdem sich dort der Schlamm 

abgesetzt hat, wird das Klarwasser abgezogen und in den Vorfluter gelei- 

tet. Das Speichervolumen von insgesamt 500 m 3 ist aus bautechnischen 

Gründen auf zwei Klärbehälterkammern aufgeteilt. Der in den Klärbe- 

hältern abgesetzte Schlamm wird in einen Schlammstapelbehälter 

gepumpt und dort weiter entwässert. Das Schlammspeichervolumen 

muss für die sukzessive Trocknung in der wärmeren Jahreshälfte den 

Schlammanfall von rund fünf Monaten fassen können. Das entspricht, 

bei einer jährlichen Gesamtmenge von rund 365 Kubikmetern etwa 150 

Kubikmetern. 

Autor: Dipl.-Ing. (TU) Dionys Stelzenberger 

Stelzenberger+Scholz Beratende Ingenieure • Sarchinger Feld 1 • 93092 Barbing • Telefon (0 94 01) 52 84-0 • info@s2bi.de • www.s2bi.de

Nachhaltigkeit bei Technik 

und Werkstoffen 

Aus korrosionschemischen Gründen, wegen 

der Auslegung der Anlagen für eine Betriebszeit 

von mindestens 25 Jahren sowie aufgrund gering 

zu haltender Wartungs- und Reparaturkosten 

sind die wasserberührten Anlagenteile aus ent- 

sprechenden Werkstoffen (Abbildung 6) 

gefertigt. 

Einen wirksamen passiven Korrosionsschutz 

bieten hier etwa organische Beschichtungen. 

Die Rohrleitungen bis Nenndruckstufe PN 10 

wurden aus Aluminium-Gussrohr mit allseitiger 

Kunststoffbeschichtung (Alu/Rilsan.) ausgeführt. 

Die Filterbehälter sind aus Stahl P 265 GH (frü- 

her Kesselblech H II) gefertigt und haben eine 

Innengummierung mit KTW- und DVGW- 

Zeugnis. Alle weiteren wasserberührten Teile 

der Aufbereitungsanlage wurden in korrosions- 

beständiger Ausführung ausgeführt – zum Bei- 

spiel mit Gummierung, Emaillierung oder aus 

nichtrostendem Stahl der V4A-Klasse. 

Das Hauptpumpwerk im Keller des Betriebs- 

gebäudes ist mit vier Kreiselpumpen bestückt. 

Von hier aus wird das Reinwasser zu den Hoch- 

behältern und in das Versorgungsnetz gefördert. 

Um einen wirtschaftlichen Betrieb der Pumpen 

sowie eine ausreichende Sicherheit beim even- 

tuellen Ausfall einer Pumpe zu erreichen, ist die 

Fördermenge der Pumpen gestaffelt. Es wurden 

vier Pumpen mit einer Fördermenge je 40 l/s 

installiert. 

Abbildung 6: Bei den verwendeten Rohrleitungen 

und Anlagen wurde auf die Langlebigkeit geachtet. 

Blick auf die Baustelle der Trinkwasseraufbereitung am Wasserwerk Krondorf. 

Bauliche Maßnahmen und Bauausführung 

Neben des technischen Verfahrens und der Anlagentechnik sind bei Projekten 

wie in Krondorf auch die Installation und die räumliche Koordination der Abläufe 

zu planen. Teil davon ist auch der Neu- oder Umbau von Gebäuden. Die Halle 

zur Unterbringung der für die Aufbereitung erforderlichen technischen Anlagen 

ist in Krondorf als Stahlhalle konzipiert. Ihre Abmessungen betragen in der Länge 

rund 27 Meter, in der Breite etwa 28 Meter und in der Höhe rund elfeinhalb 

Meter. Das Betriebsgebäude an der Südostseite der Halle ist wie die an der 

Südost- und Nordostseite angrenzenden Saug- und Klärbehälter in Stahlbeton- 

bauweise errichtet – ebenso der Schlammstapelbehälter. Das Betriebsgebäude 

einschließlich der Klär- und Saugbehälter misst in der Länge rund 17 Meter. Die 

Breite einschließlich der Klärbehälter beträgt hier etwa 36 Meter. Die Höhe des 

Betriebsgebäudes beträgt rund acht Meter. Die Oberkante des Rohfußbodens im 

Erdgeschoss liegt auf einer Höhe von 358,26 Meter über Normalnull (müNN). 

Die Saug- und Klärbehälter sowie der Schlammstapelbehälter sind bis zu einer 

Höhe von rund viereinhalb Metern über Gelände mit Erde überschüttet. 

Im Anschluss an das Wohngebäude wurde nach dem Abriss der bestehenden 

Aufbereitungsanlage zudem eine rund sechs Meter hohe Stahlhalle mit einer 

Grundfläche von etwa 17 mal 15 Metern als Rohrlager errichtet. Neben den 

Lagerregalen befinden sich in der Halle auch zwei Garagen zur Unterbringung 

der betriebseigenen Fahrzeuge. 

Der Neubau der Aufbereitungsanlage wurde im November 2003 begonnen. 

Nach 24 Monaten Bau- und Einrichtungszeit ist die Anlage Ende 2005 in den 

Probebetrieb und mit der Einweihung am 24. März 2006 offiziell in den regu- 

lären Betrieb gegangen. 

1

Foto: Zweckverband für Geowärme Erding 

Erfolgsgeschichte aus Bayern: 

Das Geoheizkraftwerk Erding 

Eines der bekanntesten deutschen Geoheiz- 

kraftwerke steht im oberbayerischen Erding. 

Dort stieß man bei einer Probebohrung für Öl 

bereits im Jahr 1983 zufällig auf 65 °C heißes 

Thermalwasser. Erst Jahre später erkannte 

man den Wert dieses Fundes: Seit 1998 ver- 

sorgt ein intelligent ausgebautes Fernwärme- 

netz die Stadt mit Wärme. 

Dadurch werden die Emissionen in Erding 

drastisch gesenkt. Die installierte Leistung von 

33 Megawatt (MW) reicht zur Fernwärmever- 

sorgung von bis zu 3.300 Einfamilienhaushalten. 

Die dadurch jedes Jahr umgerechnet eingespar- 

ten drei Millionen Liter Heizöl verringern die 

Emissionswerte um rund 7.000 Tonnen CO 2 , 

5.700 Kilogramm SO 2 , 5.600 Kilogramm NO x 

und 150 Kilogramm Staub. 

Und die Erfolgsgeschichte geht weiter: Der- 

zeit entsteht ein zweites Geoheizwerk, das 

zusätzlich 10.000 Megawattstunden (MWh) 

pro Jahr aufbringen wird. Weltweit einzigartig 

ist in Erding übrigens, dass das aus der Tiefe 

gewonnene Thermalwasser nicht nur zur Wär- 

meerzeugung, sondern auch zur Trinkwasser- 

gewinnung und zur Speisung der Therme Er- 

ding genutzt wird. 


Die Kraft kommt aus der Erde 

Dass beispielsweise Wärmeerzeugung aus geothermischen Quellen 

einwandfrei funktioniert, zeigt das Geoheizkraftwerk Erding. 

Die Energie der Zukunft 

liegt direkt unter uns 

Unter uns, tief im Inneren der Erde schlummert eine der ge- 

waltigsten und für menschliche Maßstäbe unerschöpfliche En- 

ergiequelle: die Erdwärme, auch Geothermie genannt. Nicht 

nur in den „klassischen“ Geothermieländern wie etwa Island, Neuseeland 

oder den USA, sondern auch in Deutschland gibt es die Möglichkeit, die 

Energiequelle Erde anzuzapfen. Bereits in wenigen Tausend Metern Tiefe 

findet man in den Gesteinsschichten Temperaturen von über 100 °C. 

Geologische Gegebenheiten vorab überprüfen 

Um diese wirtschaftlich zu nutzen, bedarf es geeigneter geologischer 

Gegebenheiten und spezieller Techniken. Ob die geologischen Voraus- 

setzungen im ganz konkreten Fall vorliegen, muss vorab ein Planungs- 

büro untersuchen. In den Regionen des Norddeutschen Beckens, des 

Oberrheingrabens und des bayrischen Molassebeckens sind solch güns- 

tige Bedingungen vorzufinden. Zwischen Donau und Alpen eignen sich 

wiederum besonders die reichlich vorhandenen Thermalwasservorkom- 

men zur Fernwärmenutzung und zur Verstromung. Diese heißen Ther- 

malwässer liegen in einer Kalksteinschicht – ein bislang unerschlossener 

heißer Bodenschatz, der viele Menschen jahrhundertelang kostengünstig 

und unabhängig von fossilen Energieträgern versorgen könnte. 

Unerschöpfliche Fernwärme aus Geothermie 

Kommunen nutzen Thermalwasser bereits seit Jahren erfolgreich zur 

Wärmeversorgung. Vor allem in Bayern nutzt man die günstigen geolo- 

gischen Bedingungen. Mögliche Abnehmer sind: private Haushalte, Frei- 

zeit- und Heilbäder, öffentliche Gebäude sowie Industrie und Gewerbe. 

Die wasserführenden Schichten werden hierfür über eine Tiefenbohrung 

erschlossen. Mit Hilfe moderner Pumptechnik kann das Wasser nach oben 

gefördert werden. Nach erfolgreichem Abschluss der ersten Bohrung kann 

der zweite Bohrvorgang beginnen. Durch dieses nun entstandene Zwei- 

leitersystem (Dublette) kann das heiße Thermalwasser in der Förderboh- 

rung gehoben, wieder abgekühlt und durch die Reinjektionsbohrung in die 

Autoren: Martin Fleer und Dipl.-Ing. Herbert Schambeck 

e.terras AG • Johannisplatz 3 • 81667 München • Telefon (0 89) 44 42 99 05 • Telefax (0 89) 33 98 30 46 • E-Mail: info@eterras.com • www.eterras.com

Quelle: Institut für Energetik und Umwelt Leipzig 

Bodenschicht zurückgeführt werden, aus der es 

stammt. So entsteht ein stetiger, geschlossener 

Kreislauf, ohne dass das Wasser in der Menge 

verändert wird. Nur die Erdwärme wird dem 

Wasser entzogen. 

Strom aus Geothermie – 

sicher und dauerhaft 

Nicht nur Wärme lässt sich aus der Tiefe der 

Erde gewinnen, auch Strom kann geothermisch 

erzeugt werden. Dank neuester Technologien 

und Rahmenbedingungen, wie dem Erneuer- 

bare-Energien-Gesetz (EEG) ist dieses Thema 

aktueller denn je. Das EEG sichert über einen 

Zeitraum von 20 Jahren eine feste Einspei- 

severgütung für Geo-Strom. Technisch und vor 

allem wirtschaftlich möglich ist die geothermische 

Stromerzeugung erst durch den neu entwickel- 

ten Niedertemperaturprozess New Kalina. 

Dieses Verfahren nutzt das heiße Wasser mit 

einer Temperatur von mehr als 100 °C aus der 

Erde. Die Erdwärme wird in dem oberirdischen 

Kraftwerk auf ein anderes Arbeitsmedium über- 

tragen – ein Zweistoffgemisch aus Ammoniak 

und Wasser, welches schon seit Jahrzehnten 

erfolgreich in Großkälteanlagen verwendet wird. 

Laut Experten gehört dem New Kalina-Kreis- 

lauf die Zukunft in der geothermischen Kraft- 

werkstechnik und industriellen Abwärmenut- 

zung. Der Grund: Gegenüber herkömmlichen 

Name Hauptnutzung (Nebennutzung) 

Verfahren, verspricht er einen bis zu 30 Prozent höheren Wirkungsgrad und 

spart somit ein Vielfaches an CO 2 ein. Besonders effektiv laufen diese Kraftwerke 

mit einer Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Das heißt, dass die im Arbeitsmedium 

restlich enthaltene Energie nach der Verstromung zum Beispiel für Fernheizzwe- 

cke eingesetzt wird. 

Leistung 

gesamt MW t 

Leistung 

geotherm. MW t 

Jahresproduktion 

GWh/a 

Unterhaching Fernwärme 85 38 neu in Betrieb 

Unterschleißheim Fernwärme 13 13 28 

Erding Fernwärme (Thermalbad) 18 8 28 

München Riem Fernwärme 20 8 44 

Simbach-Braunau Fernwärme 40 7 67 

Neustadt-Glewe Fernwärme, Strom 17 7 12 

Straubing Fernwärme (Thermalbad) 5 4 12 

Neubrandenburg Fernwärme 14 4 8 

CO 2 -Ausstoß in kg/MWh Geothermie ist besonders umweltfreundlich – 

das zeigt der Vergleich mit dem CO 2 -Ausstoß anderer Energiequellen. 

Stromerzeugung aus Geothermie ist im Kommen 

Mittlerweile ist die Geothermie im Kommen – die Potenziale sind noch längst 

nicht ausgeschöpft. Das erste funktionsfähige Geothermiekraftwerk in Deutsch- 

land steht in Neustadt-Glewe (Mecklenburg-Vorpommern). Das vor kurzem 

fertig gestellte Kraftwerk in Unterhaching verwendet den in den 80er Jahren 

entwickelten KCS-Prozess. Zahlreiche Kraftwerke mit dem modernerem New 

Kalina*-Verfahren sind zurzeit in Planung. 

*Kalina ® ist eine eingetragene Marke der e.terras AG 

Quelle: EIA 1998; Bloomfi eld und Moore 1999 

Geothermie ist in 

Deutschland angekommen: 

Zahlreiche Anlagen versorgen 

bereits Gemeinden und Industrie 

mit Strom und Wärme – 

und die Zahl steigt kontinuierlich. 

3

4 

Die „Tiefe Erdwärmesonde“ ermöglicht 

standortunabhängiges und 

CO 2 -freies Contracting von Tiefengeothermie 

Die „Tiefe Erdwärmesonde“ ist eine 

wirtschaftliche und klimafreundliche 

Alternative zur fossilen Grundlastwär- 

meerzeugung. Sie macht unabhängig 

von Preissteigerungen anderer Ressour- 

cen, da als einziger Inputfaktor Geo- 

thermie benötigt wird. Zudem können 

mithilfe der Tiefen Erdwärmesonde 

Standorte hydrogeothermisch erkundet 

werden, ohne sich den hohen Projekt- 

entwicklungsrisiken für seismische Vor- 

erkundungen oder dem verbleibenden 

Fündigkeitsrisiko aussetzen zu müssen. 

Seit Einführung der neuen Richtlinien zur „För- 

derung von Maßnahmen zur Nutzung erneu- 

erbarer Energien im Wärmemarkt“ zum 5. 

Dezember 2007 wird auch die Errichtung von 

Anlagen gefördert, die Tiefengeothermie zur 

ausschließlichen Wärmeproduktion einsetzen. 

Doch nicht nur diese Tatsache macht das The- 

ma nachhaltig interessant: Auch der Ölpreis 

ist seither um nahezu 40 Prozent gestiegen. 

Auf Basis dieser Tatsachen hat die Stoltenberg 

Energie GmbH ein Konzept entwickelt, das es 

ermöglicht, die Tiefengeothermie an jedem 

Standort in Deutschland als Wärmequelle zu 

nutzen – ohne Risiken der Fündigkeit, der Boh- 

rung oder des späteren Betriebes. 


Tiefe Erdwärmesonde als Basis für Wärmecontracting 

Auf Basis von Wärme, die mittels einer koaxialen Erdwärmesonde aus 

3.000 bis 4.000 Metern Tiefe gewonnen wird, bietet die Stoltenberg 

Energie GmbH ein interessantes Wärmelieferungs-Contracting an: Mit 

diesem Konzept können Preise angeboten werden, die aktuell unter den 

Gestehungskosten für Gas und Öl liegen. Darüber hinaus bleibt die Ener- 

giequelle aufgrund des nahezu 100-prozentigen Einsatzes der tages- und 

jahreszeitenunabhängigen Geothermie langfristig kostenstabil und CO 2 - 

neutral. Unter günstigen geologischen Vorraussetzungen erreicht eine 

Tiefe Erdwärmesonde ein Megawatt (MW) thermische Leistung mit rund 

80 Grad Celsius auf Höhe der Geländeoberkante (GOK). Das tech- 

nische Konzept der Stoltenberg Energie GmbH beinhaltet dabei eine 

vorausschauende Dimensionierung des Bohrlochdurchmessers. Diese 

macht es bei entsprechender Fündigkeit möglich, geeignete Thermal- 

wasseraquifere zu fördern und durch ein Dublettensystem Strom und 

Wärme aus Geothermie zu erzeugen. Damit ist das Konzept der Tiefen 

Erdwärmesonde auch eine grundlegende und risikolose Vorgehensweise 

im Zuge der Umsetzung von Geothermiekraftwerken. 

Die annähernd risikolose Bohrung, eine lange Betriebsdauer von mehr 

als 40 Jahren und die vernachlässigbaren Betriebskosten der Tiefen Erd- 

wärmesonde zeichnen diese Technik der CO 2 -freien Wärmeerzeugung 

aus. Sie machen es zu einer entscheidenden Option für die Energiever- 

sorgung von Städten, Kommunen und der Industrie. Im Gegensatz zu 

Dubletten- und Hot-Dry-Rock (HDR)-Systemen sind Tiefe Erdwärme- 

sonden grundsätzlich standortunabhängig und damit abnehmernah und 

ohne weiträumige Verteilungsnetze einsetzbar. Sie zeichnen sich durch 

ihr einfaches Konstruktionsprinzip und außerordentliche Langlebigkeit 

aus. Zwar ist ihre Leistungsfähigkeit von 750 Kilowatt (kW) bis etwa ein 

Megawatt im Vergleich zu Dubletten-Konzepten bei ähnlichen Tiefen 

wesentlich geringer, aber die ebenfalls deutlich niedrigeren Investitions-, 

Betriebs- und Wartungskosten wiegen diese Schwäche mehr als auf. 

Autor: Dipl. Kaufmann Robert John Doelling 

Stoltenberg Energie GmbH • Große Mühlenstr. 45 • 24217 Schönberg • Telefon (0 43 44) 41 10-0 • rdoelling@stoltenberg-energie.de • www.stoltenberg-energie.de

Funktionsprinzip der 

Tiefen Erdwärmesonde 

Das Funktionsprinzip einer Erdwärmesonde 

(Abbildung 1) beruht auf dem konduktiven 

Wärmetransport aus dem Gestein in die Boh- 

rung. Sobald die Temperatur des umgebenden 

Gesteins höher ist als die des innerhalb der 

Bohrung zugeführten Wassers, nimmt dieses 

auf seinem Weg in die Tiefe durch die Stahlwan- 

dung hindurch Wärmeenergie auf. Am tiefsten 

Punkt der Bohrung angekommen, kehrt sich 

die Fließrichtung um. Das nun erhitzte Wasser 

gelangt durch ein zentral in der Bohrung instal- 

liertes Förderrohr wieder zurück an die Ober- 

fläche. Bei einer Erdwärmesonde handelt es 

sich um einen geschlossenen Wasserkreislauf. 

Ein Eindringen von stark salzhaltigem Formati- 

onswasser ist damit ebenso ausgeschlossen wie 

das Ausfließen von neutralem Bohrungswasser 

aus der Erdwärmesonde. 

Das im Kreislauf mittels natürlicher Geothermie 

erwärmte Wasser gibt seine Energie an der 

Erdoberfläche über einen Wärmetauscher ab. 

Die Wasserzirkulation wird über eine Pumpe 

gesteuert, wobei die natürliche Konvektion 

aufgrund des Dichteunterschiedes von kaltem 

und heißem Wasser die Zirkulation erheblich 

unterstützt. 

Abbildung 1 Schematische 

Darstellung des Funktionsprinzips einer 

Tiefen Erdwärmesonde. 

Leistungsfaktoren von Konzept 

und technischer Ausführung 

Die thermische Leistung einer Erdwärmeson- 

de wird von geologischen Randbedingungen 

wie dem regionalen Wärmefluss sowie dem 

konvektiven und konduktiven Wärmetransport 

beeinflusst. Im Gegensatz zu diesen, für einen 

Nutzungsstandort unveränderlichen Faktoren, 

kann durch die technische Ausführung der 

Erdwärmesonde und das Nutzungskonzept 

Einfluss auf die maximale Leistung und die jährlich gewinnbare Wärmemenge 

genommen werden. Die Bedeutung des technischen Nutzungskonzeptes wur- 

de bisher weitgehend unterschätzt. Auf der einen Seite kann die Entzugsleistung 

mit der Vergrößerung des Bohrungsquerschnittes gesteigert werden. Auf der 

anderen Seite haben auch die allseitige Ankopplung der Sonde an das Gebir- 

ge und das nicht laminare Fließen (Wasserteilchen in parallelen Bahnen) des 

Wärmeträgermediums in der Erdwärmesonde Einfluss auf die Leistung. Zudem 

wächst die Leistung einer Erdwärmesonde mit sinkender Abnahmetemperatur 

und steigendem Volumenstrom. Je nach dem gewählten technischen Konzept 

der Wärmeveredelung kann die Leistung auch durch eine diskontinuierliche 

Nutzung mit kurzen Regenerierungsphasen oder durch den Einsatz von Wär- 

mespeichern gesteigert werden. Die durchschnittliche Entzugsleistung im Teu- 

fenbereich der positiv wirksamen Wärmetauscherfläche variiert in Abhängigkeit 

der Endteufe und den obigen Faktoren zwischen 200 und 300 Watt je Meter 

(W/m) Bohrtiefe. >> 

Quelle: Stoltenberg Energie GmbH 

5

Investitionskosten 

für eine Tiefe Erdwärmesonde 

Die Kosten einer Erdwärmesonde werden wei- 

testgehend durch den erforderlichen Aufwand 

zur Erstellung der Tiefbohrung bestimmt. Da- 

bei spielt die Intensität bisheriger Erkundungen, 

zum Beispiel für die Erdöl- und Erdgasindustrie, 

ebenso eine Rolle wie die petrophysikalischen 

Gesteinsparameter, die tektonische Beanspru- 

chung und die Bohrteufe. Konkrete Kosten- 

prognosen für solcherlei Bohrprojekte sind al- 

lerdings schwierig, da wechselnde geologische 

Situationen eine Anpassung des Bohrkonzeptes 

erfordern können. Auch die Kosten von Bohr- 

anlagen können im Jahresverlauf schwanken 

und hängen maßgeblich von den Explorations- 

aktivitäten der Erdöl- und Erdgasindustrie ab. 

Denn da das Bundesbergbaugesetz mit seinen 

Ausführungsbestimmungen für ausländische 

Anbieter gelegentlich ein Hemmnis darstellt, 

ist der Kreis von Anbietern hierzulande meist 

gering. Zudem sind die Bohrkosten in Deutsch- 

land durch gesetzliche Bestimmungen und in 

Bezug auf Umweltschutz und Personalkosten 

generell signifikant höher als in anderen Staaten 

der Europäischen Union. 

Neben den Bohrungskosten fallen bei Erdwär- 

mesondensystemen Aufwendungen für den 

Emissionsschutz in urbanen Siedlungsräumen 

an, weil solche Systeme typischerweise ab- 

nehmernah zu installieren sind. 

Die Investitionskosten werden auch erheblich 

von der Risikoverteilung bestimmt. Wünscht 

der Auftraggeber eine „Rundum-sorglos“-Lö- 

sung, kann diese leicht 25 Prozent teurer sein 

als ein Projekt, bei dem der Auftraggeber bereit 

ist, einen Teil des Risikos mitzutragen. 


Die kürzlich von der EU notifizierte Förderung der Tiefen Erdwärme- 

sonde für gewerbliche Antragsteller sieht im Wesentlichen die Förderung 

der Nennwärmeleistung und der Bohrtiefe durch einen Tilgungszuschuss 

zu Beginn der Darlehenslaufzeit vor: 

Fördergelder für Projekte der Tiefen Geothermie 

Förderfähig ist die Errichtung und Erweiterung von Anlagen 

zur Nutzung der Tiefen Geothermie (ab 400 Meter Bohrtiefe) 

für die ausschließliche thermische Nutzung. 

Die Förderung beträgt 200 Euro je kW errichteter 

beziehungsweise erweiterter Nennwärmeleistung, höchstens 

jedoch 2.000.000 Euro je Einzelanlage. 

Für die Bohrtiefe ab 400 Meter bis 1.000 Meter unter 

Geländeoberkante werden 375 Euro je Meter vertikale Tiefe 

(nicht Bohrstrecke) bezuschusst. 

Für die Bohrtiefe zwischen 1.000 Meter bis 2.500 Meter unter 

Geländeoberkante werden 500 Euro je Meter vertikale Tiefe 

bezuschusst. 

Ab 2.500 Meter Bohrtiefe unter Geländeoberkante bis Endtiefe 

werden 750 Euro je Meter vertikale Tiefe bezuschusst. 

Die Förderung beträgt höchstens 2.500.000 Euro je Bohrung. 

Bei Tiefenbohrungen mit besonderen technischen Bohrrisiken 

kann zur Abdeckung eingetretener Mehraufwendungen 

gegenüber der Planung eine Förderung gewährt werden. 

Wirtschaftlichkeitsanalyse zur Tiefen Erdwärmesonde 

Die Wirtschaftlichkeit des Systems der Tiefen Erdwärmesonde hängt 

im Wesentlichen von der Systemleistung (geotechnische Bedingungen, 

technisches Ausbaukonzept und Abnahmesituation) und der Betriebs- 

stundenzahl ab. Da die Tiefe Erdwärmesonde nur verschwindend ge- 

ringe Betriebskosten aufweist, sinken auch die Kosten pro erzeugter Ki- 

lowattstunde (kWh) mit zunehmender Nutzungsdauer. Vergleicht man 

den sich daraus ergebenden Kostenverlauf mit den Gestehungskosten für 

eine kWh Wärme aus konventioneller Erzeugung, die im Durchschnitt 

bei 5,00 Cent/kWh liegt, so lässt sich damit der Break-Even-Point be- 

stimmen beziehungsweise die Grenze der wirtschaftlichen Vorteilhaftig- 

keit in einem Diagramm wiedergeben (Abbildung 2). 

Autor: Dipl. Kaufmann Robert John Doelling 

Stoltenberg Energie GmbH • Große Mühlenstr. 45 • 24217 Schönberg • Telefon (0 43 44) 41 10-0 • rdoelling@stoltenberg-energie.de • www.stoltenberg-energie.de

Sinnvolle Einsatzgebiete 

Eine Kostenersparnis und somit die wirtschaft- 

liche Vorteilhaftigkeit einer Investition in eine 

Tiefe Erdwärmesonde ergibt sich demnach erst 

ab einem jährlichen Grundlastbedarf von mehr 

als 4.000 Stunden. Dieses Kriterium schränkt 

das Kundenpotenzial ein und fokussiert Stand- 

orte, an denen die thermische Leistung der 

Tiefen Erdwärmesonde ganzjährig abgegeben 

werden kann. 

Abbildung 2 Break-Even-Analyse geothermischer 

Wärmeerzeugung in Abhängigkeit der jährlichen 

Nutzungsdauer. 

Denkbar wäre beispielsweise die Einbindung 

der Tiefen Erdwärmesonde in den Rücklauf von 

Heizkraftwerken. Aber auch Bäderbetriebe, 

die im Sommer einen hohen Wärmebedarf 

aufweisen oder große Immobilien mit hohem 

Kühlbedarf sind grundsätzlich als Abnehmer zu 

avisieren. Zudem können geologische Beson- 

derheiten wie etwa ein Salzstock dazu führen, 

dass Leistungsspitzen im Winter besser bedient 

werden können. 

Von besonderer Bedeutung für die Überle- 

gungen über den Einsatz der Tiefen Erdwär- 

mesonde ist die hohe Stabilität der erzeugten 

kWh-Preise und somit die Unabhängigkeit von 

den in letzter Zeit hohen Schwankungsbreiten 

sämtlicher Inputpreise zur Energieerzeugung. 

Dies schafft für den Wärmeabnehmer eine er- 

hebliche Planungssicherheit und für den Inves- 

tor ein erhebliches Renditepotenzial. Da auch 

die variablen Wärmegestehungskosten bei der 

Tiefen Erdwärmesonde zum großen Teil durch 

den Stromverbrauch der Umwälzpumpe be- 

dingt sind, profi tieren alle Beteiligten zudem 

von der jährlichen Infl ation. Die auf Sicht von 

zwanzig Jahren bei unterschiedlichen Preisstei- 

gerungsraten für konventionelle Energieträger 

resultierenden Ersparnisse sind im nebenste- 

henden Schaubild dargestellt (Abbildung 3). 

Cent/kWh 

9,00 

8,00 

7,00 

6,00 

5,00 

4,00 

3,00 

2,00 

1,00 

0,00 

Mio. Euro 

2,5 

2,0 

1,5 

1,0 

0,5 

0 

-0,5 

Abbildung 3 Gesamte Kostendifferenz bei gleichen Preissteigerungsraten für Gas und Strom 

(Ausgangspunkt: Gas = 0,045 Euro/kWh, Geothermie = 0,0469 Euro/kWh). 

Geothermie als Standortvorteil nutzen 

Die Nutzung von Tiefengeothermie durch Systeme wie die Tiefe Erdwärme- 

sonde ist aufgrund steigender Preise für fossile Brennstoffe eine wirtschaftliche 

und klimafreundliche Alternative der Wärmeerzeugung; vor allem an Standor- 

ten, die einen hohen Grundlastbedarf aufweisen. Die völlige CO 2 -Freiheit und 

die nachhaltige Unabhängigkeit von Preissteigerungen bei der Wärmeerzeugung 

bieten ein Potenzial, das sich in den nächsten Jahren als wichtiger Standortfaktor 

entfalten wird. 

2.500 Std. 

3.000 Std. 

3.500 Std. 

4.000 Std. 

= 10,0 % 

= 7,5 % 

= 5,0 % 

= 2,5 % 

4.500 Std. 

5.000 Std. 

5.500 Std. 

= Kosten geothermisch 

= Kosten konventionell 

0 5 10 15 20 Jahre 

6.000 Std. 

6.500 Std. 

7.000 Std. 

7.500 Std. 

8.000 Std. 

Quelle: Stoltenberg Energie GmbH 

Quelle: Stoltenberg Energie GmbH

„Die größte Herausforderung 

im Bereich Versickerung“ 

Es ist eine Baustelle der Superlative 

am neuen Hauptstadt-Flughafen Ber- 

lin-Brandenburg International (BBI) in 

Berlin-Schönefeld. 2.000 Fußballfelder 

ist sie groß. Eine Fläche, die nicht nur 

bebaut sondern auch effektiv und si- 

cher entwässert werden muss. Damit 

planmäßig Ende Oktober 2011 der ers- 

te Flieger am Airport BBI landen kann, 

sind allein 2009 rund 3.000 Arbeiter im 

Einsatz. 

Die Konturen von Terminal, neuer Startbahn, 

Straßen- und Schienenanbindung sind im Som- 

mer 2009 schon deutlich zu sehen. Aber auch 

unter der Erde tut sich einiges. So ist der neue 

Hauptstadtflughafen für das Unternehmen Wa- 

vin, einen der führenden Hersteller von Kunst- 

stoff-Rohrsystemen in Europa, nach eigenen 

Angaben die bislang größte logistische Heraus- 

forderung im Bereich Regenwasserversicke- 

rung – und das wahrscheinlich größte System 

seiner Art, das jemals installiert wurde. 

I VERSICKERUNG 

Mehr als 100 LKW-Ladungen Versickerungselemente 

für Europas größte Flughafenbaustelle 

Aber der Reihe nach. Die Aufgabe klingt ziemlich alltäglich: Das Nieder- 

schlagswasser aus dem Bereich der privaten Straßen, d. h. der Zufahrts- 

straßen zu den auf dem Flughafengelände ansässigen Dienstleistern, ist 

nach einer naturnahen Vorbehandlung in einer belebten Bodenzone de- 

zentral zu versickern. Den Zuschlag bekam das technische Konzept von 

Wavin, das mit dem System Q-Bic eine alternative Lösung zu den ausge- 

schriebenen Rigolenbausteinen mit vorgesetzten Schächten beinhaltete. 

Q-Bic – leistungsfähig und schnell zu installieren 

Das Entwässerungssystem von Wavin ist für den BBI eine Lösung mit 

der geforderten Leistungsfähigkeit, aber einfacher und schneller in der 

Installation. Das gilt besonders für die Schächte. Beim System Q-Bic wird 

der Zugang zum Rigolensystem über aufgesetzte Schächte ermöglicht. Es 

ist nicht nötig, separate Schachtbauwerke zwischen den Rigolen zu plat- 

zieren. Trotzdem – oder gerade deshalb – sind die Rigolenelemente von 

Wavin besser inspizierbar als bei anderen Systemen. Der Vorteil aufge- 

setzter Schächte liegt auf der Hand: Es müssen weniger Artikel eingebaut, 

keine Schächte separat gesetzt und keine Verbindungsrohrleitungen zwi- 

schen Schächten und Rigolen gelegt werden. Die Bauzeit wird dadurch 

erheblich verkürzt und der Einbau deutlich vereinfacht. Statt mehrerer 

Rigolen wird in Berlin-Schönefeld nur eine einzige zweilagige Rigole mit 

rund 22 Metern Breite und 330 Metern Länge installiert. 

Autor: Bernhard Pieper 

Wavin GmbH • Industriestraße 20 • 49767 Twist • Telefon (0 59 36) 12-275 • E-Mail: bernd.pieper@wavin.de • www.wavin.de 

Großbaustelle Flughafen 

19.000 Speicherelemente von Wavin 

sorgen in Berlin-Schönefeld für eine effektive 

Entwässerung.

Schnelle Installation Beim System Q-Bic 

von Wavin ermöglichen aufgesetzte Schächte 

den Zugang zum Rigolensystem. 

Möglich wurde das durch das intelligente De- 

sign der Q-Bic-Versickerungsbausteine. Jeder 

der 600 x 600 x 1.200 mm messenden Kunst- 

stoff-Hohlkörper ist multifunktionell konzipiert. 

Einerseits kann er von allen Seiten durchströmt 

werden. Andererseits übernimmt der Wavin- 

Versickerungsbaustein je nach Einbauweise die 

unterschiedlichsten Funktionen innerhalb der 

Rigole: als Speichermodul, Inspektions- und 

Reinigungsmodul aber auch als Schachtrohr und 

Schachtboden. Das heißt, jeder Q-Bic Baustein 

kann an jeder beliebigen Stelle in der Rigole mit 

einem handelsüblichen 600er Schachtrohr für 

Inspektions- und Reinigungszwecke ausgestattet 

werden. Beispielsweise mit dem Wavin Tegra 

600 Schachtrohr. Wie Q-Bic wird das Rohr 

komplett aus umweltfreundlichem Polypro- 

pylen-Neumaterial (PP Copolymer) gefertigt 

– einem Material, das für seine außerordent- 

liche Stabilität, Schlagfestigkeit und Haltbarkeit 

bekannt ist. Nachhaltige Gründe, weshalb auch 

der Auftraggeber die Verwendung dieses Ma- 

terials vorgegeben hat. Ein weiterer Vorteil der 

Q-Bic Elemente ist, dass sie nicht aus vielen 

Einzelteilen zusammengesteckt, sondern im 

Spritzgussverfahren aus zwei Hälften hergestellt 

werden. Diese werden warm verpresst und sind somit dauerhaft haltbar. Der 

Rigoleneinbau mit den Kunststoff-Hohlkörpern von Wavin wird also nicht zur 

Wackelpartie. Bei einer Erdüberdeckung von zum Teil weniger als 1,20 Metern 

ist das PP-System schwerlasttauglich (SLW 60). 

Nachhaltigkeit für den dauerhaft zuverlässigen Betrieb 

Beide Faktoren – Werkstoffwahl und Herstellverfahren – bilden die Grundlage 

für eine verlässliche Aussage über das langfristige statische Verhalten und damit 

über die Haltbarkeit der Bauteile. Für das Wavin Q-Bic System bedeutet das 

konkret: die Rigole ist für mindestens 50 Jahre funktionssicher. Neben dem 

integrierten Schacht besitzt das System Q-Bic weitere Raffinessen, welche die 

Inspektion sehr komfortabel machen. Das fängt beim Einbringen der Inspektions- 

und Reinigungswerkzeuge an, das über einen so genannten Soft-Glide-Adapter 

erleichtert wird. Weiter geht es mit TV-Kamera & Co. ganz bequem durch ein 

Tunnelsystem, das sehr großzügig bemessen ist. Jeder Versickerungsblock ent- 

hält zwei Inspektionstunnel der Dimension DN 500. Im Rigolensystem sind die- 

se Tunnel miteinander verbunden und bilden ein geschlossenes Tunnelsystem, 

durch das man freie Fahrt zu jeder entscheidenden Stelle der Rigole hat. 

Für das Rigolensystem des neuen Hauptstadt-Flughafens hat Wavin knapp 19.000 

Q-Bic Speicherelemente und 36 Tegra 600 Inspektions- und Reinigungsschächte 

geliefert. „Das sind mehr als einhundert voll beladene LKW, die zusammen eine 

fast zwei Kilometer lange Kolonne ergeben würden“, veranschaulicht Bernhard 

Pieper die logistische Meisterleistung. „Dass die geforderte Menge des Materials 

stets zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle war, konnten wir nur ge- 

währleisten, indem ein abgestimmtes Netzwerk aus Vertrieb, Produktion, Logis- 

tik und Handel Hand in Hand zusammenarbeiteten“, so Pieper zufrieden. 

Zufrieden waren auch die Mitarbeiter der Matthäi Bauunternehmen GmbH & 

Co. KG aus Velten. Sie lobten insbesondere, wie leicht und schnell ihnen der 

Einbau der Q-Bic Bausteine von der Hand ging. „Lego für Große“, schmunzelte 

Bauleiter Mario Krex.

0 

! Projektdaten 

Bauherr 

Blindeninstitutsstiftung Würzburg 

Freiraumplanung 

Landschaftsarchitekturbüro Kiefer, 

Berlin 

Örtliche Projektleitung 

Wamsler Rohloff Wirzmüller, 

Regensburg 

Architekten 

Georg Scheel Wetzel Architekten, 

Berlin 

Godelmann-Produkte 

• SCADA ® ferro, 60x40x12 cm, 

3.100 Quadratmeter Fläche 

• SCADA ® ferro, 80x40x12 cm, 

rund 65 Quadratmeter Fläche 

• Tetrago, 25x25x8 cm, 

rund 800 Quadratmeter Fläche 

• Tiefborde und Rasenkantensteine 

J OBERFLÄCHE 

Innovation Für den Neubau des Blindeninstituts 

Regensburg kamen exklusive Großformatplatten 

von Godelmann zum Einsatz. 

Nachhaltige 

Oberflächengestaltung 

mit Steingut aus 

ressourcenschonender 

Herstellung 

Zur nachhaltigen Anlage und Pflege öffentlicher Liegen- 

schaften gehört neben der Energieeffizienz-Steigerung von 

Gebäuden auch der Einsatz von langlebigen und umwelt- 

freundlichen Produkten im Außenbereich. Die Betonwerke 

Godelmann bieten beispielsweise ein breites Sortiment an 

ökologischen Pflastersystemen aus besonders ressourcen- 

schonender Produktion. 

Seit über 30 Jahren entwickelt das Unternehmen aus Högling Flächenbe- 

läge auf höchstem Niveau – Pflastersysteme und Betonfertigteile. „Wer 

Baustoffe herstellt, die jahrzehntelang die Umgebung gestalten, hat auch 

eine Verantwortung gegenüber der Umwelt“, so Geschäftsführer Bern- 

hard Godelmann. Externe und interne Prüfstellen überwachen die kon- 

sequente Einhaltung dieses hohen Anspruchs. 

Die Schule der Sinne – ein architektonisches Konzept 

Das Blindeninstitut im ostbayerischen Regensburg repräsentiert im Be- 

reich des behindertengerechten Bauens eine neue Art von Schule. Das 

von Georg Scheel Wetzel Architekten aus Berlin entworfene kammartige 

Gebäude wurde bereits mehrfach ausgezeichnet und erntet vielerorts 

Lob und Anerkennung. Heute bietet der Komplex mit Tagesstätte, In- 

ternat, Sport- und Therapieeinrichtungen rund einhundert blinden und 

Autor: Dipl.-Ing. Götz Hartmann 

BETONWERK GODELMANN KG • Industriestraße 1 • 92269 Högling • Telefon (0 94 38) 94 04-35 • E-Mail: neugebauer@godelmann.de • www.godelmann.de

Fotos: Godelmann 

sehbehinderten wie auch mehrfachbehinder- 

ten Kindern und Jugendlichen eine Förderung, 

die ihnen ein selbstständiges Leben ermöglicht. 

Der Grundriss und die Ausbaumaterialien des 

Gebäudes sind für die Orientierung über den 

Tast- und Hörsinn ausgelegt. Die Nutzer rich- 

ten sich nach gut organisierten Raumfolgen, 

unterschiedlichen Raumklängen und Lichtver- 

hältnissen sowie nach taktil wahrnehmbaren 

Aushängeschild Der Vorplatz bildet den gelungenen Auftakt 

zu einem ambitionierten und prämierten Architekturobjekt. 

Bodenbelägen aus Beton. Muschelkalk, Sichtbeton und heller Putz prägen das 

Erscheinungsbild. Starke Kontraste oder Farbleitsysteme wurden nur vereinzelt 

gesetzt, um individuelle Orientierungshilfen geben zu können. 

SCADA ® ferro – individueller Farbakzent im harmonischen Bild 

Die Freiraumgestaltung durch das Berliner Landschaftsarchitekturbüro Kiefer 

nimmt sich angenehm zurück und lässt stattdessen Raum für Sinnesreize. Dabei 

besteht eine klare Differenzierung zwischen dem halböffentlichen Vorplatz, der 

durch seine homogen formulierte Oberfläche überzeugt, und den Randzonen 

mit Bewegungsflächen und den so genannten Sinnesgärten. 

Die Platzbefestigung entwickelt sich aus einem Läuferverband mit Großformat- 

platten der Marke Scada von Godelmann. Das exklusive Flächensystem zeichnet 

sich durch den mit Natursteinkörnungen veredelten Vorsatz aus. Der Hersteller 

fertigte die Platten in der Objekt-Sonderfarbe Graugrün mit Oberflächen in stahl- 

kugelgestrahlter Qualität. Der Vorplatz wird durch seine erhöhte Lage und eine 

breite Rampe zusätzlich akzentuiert. Einige Gleditschien bereichern die Szene. 

Richtung Süden schließt sich der Anlage ein bewaldeter Hang an. Westlich der 

fingerförmigen Klassentrakte zieht der Schlosspark des ehemaligen Benediktiner- 

klosters Prüfening die Blicke auf sich. 

Farbakzent Für die Außenflächen der Regensburger 

Schule wurde das exklusive Flächensystem Scada in 

dem Sonderfarbton Graugrün produziert. 

1

Ausgezeichnet: Mit ihrem Wärmerückgewinnungs-System (rechts) wurde die Berliner Sporthalle zum „KlimaSchutzPartner 2006“ gekürt. 

Berliner Sporthalle erfolgreich 

mit rückgewonnener Abwasserwärme beheizt 

Nach und nach erkennen die Kommu- 

nen das Energiepotenzial, das im täg- 

lich anfallenden Abwasser schlummert. 

Wie diese ungenutzte Wärmeenergie 

erschlossen und wo sie genutzt wer- 

den kann, ist oftmals jedoch noch un- 

klar. Beispiele, wie die Beheizung einer 

Sporthalle in Berlin, geben Antworten 

auf offene Fragen und stehen Pate für 

nachfolgende Projekte. 

Abwasser – eine vielseitige 

und den CO 2 -Ausstoß senkende 

Energiequelle 

Die im Abwasser vorhandene Wärmeenergie 

kann in Radiatoren- oder Flächenheizungen 

sowie zur Warmwasser- und Kälteerzeugung 

genutzt werden. Dazu muss sie an einer von 

vielen möglichen Stellen zwischen Entstehungs- 

ort und Kläranlage durch Wärmetauscher ge- 

wonnen und mit Hilfe einer Wärmepumpe 

verwertet werden. 


! Wege der Abwasserwärme-Rückgewinnung 

Ort der Wärmegewinnung aus Abwasser: 

• Mischwasserkanal ab DN 800 

• Druckleitung z. B. industrieller Direkteinleiter 

• Pumpensumpf eines Abwasserpumpwerkes 

• Auf der Kläranlage 

Art der eingesetzten Wärmepumpe: 

• Elektrowärmepumpe 

• Gaswärmepumpe 

• Elektrowärmepumpe plus Blockheizkraftwerk (BHKW) 

Art der Nutzung von gewonnener Energie: 

• Raumheizung mit konventionellen Heizkörpern im Bestand 

• Niedertemperaturheizung oder Fußbodenheizung 

• Warmwasserbereitung 

• zusätzliches Erzeugen von Klimakälte mit der Wärmepumpe 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Wolfram Stodtmeister 

ECO.S Energieconsulting Stodtmeister • Morgensternstraße 24 • 12207 Berlin • Telefon (0 30) 25 930 961 • stodtmeister@eco-s.net • www.eco-s.net

Zufrieden: Bürgermeister Dr. Franz Schulz (links), mit Rainer 

Kurz (Vattenfall, mitte), Wolfram Stodtmeister (ECO.S) und 

einem Wärmetauscher, plant bereits für eine weitere Sporthalle 

den Einsatz einer Abwasserwärmepumpe. 

Beispielhaft und ausgezeichnet – 

KlimaSchutzPartner des Jahres 2006 

Ein positives Beispiel für die effektive Nutzung 

von Abwasserwärme ist die Schul- und Ver- 

einssporthalle im Bezirk Friedrichshain-Kreuz- 

berg in Berlin. Seit zweieinhalb Jahren wird 

die öffentliche Einrichtung mit Hilfe einer Ab- 

wasserwärmepumpe beheizt. 2006 wurde das 

Konzept deshalb von der IHK Berlin zum „Kli- 

maSchutzPartner“ gekürt. 

Dipl.-Ing. (FH) Wolfram Stodtmeister vom 

Ingenieurbüro ECO.S zeichnet für die Pla- 

nung und Ausführung des eingesetzten Wär- 

merückgewinnungs-Systems verantwortlich. 

Zur Energiegewinnung wurde zunächst ein 

Wärmetauscher auf die Sohle des vor dem 

Schulgrundstück verlaufenden Abwassersamm- 

lers installiert. Aufgabe dieses Wärmetauschers 

ist es, Wärme aus dem Abwasser des Misch- 

wasserkanals zu gewinnen. Mit Hilfe eines 

Zwischenkreislaufes, dem Wärmequellenkreis, 

wird die gewonnene Energie zur knapp 200 

Meter entfernten Heizzentrale gepumpt und 

dort über eine Wärmepumpe ins Heiznetz 

eingespeist. Die somit rückgewonnene Energie 

macht es möglich, dass der vorhandene Erd- 

gaskessel nur noch an besonders kalten Tagen 

in Betrieb genommen werden muss. Durch die 

Rückgewinnung von Abwasserwärme spart die 

Stadt gegenüber früher mehr als fünfzig Prozent 

Energiequelle: Blick in den Abwasserkanal. 

des Erdgasverbrauches in der Sporthalle – zum Nutzen der Umwelt und des 

öffentlichen Geldbeutels. Denn die Wärme aus dem Abwasser ist für die Stadt 

preiswerter als das Heizen mit Erdgas. Dies ist auch dem Contractor Vattenfall 

zu verdanken, der die gesamte Anlage finanziert hat und sie betreibt. Die Stadt 

selbst hätte die gegenüber der Erdgasheizung erhöhten Investitionskosten nicht 

aufbringen können. 

Was bei der Anlagenplanung zu beachten ist 

Aus wirtschaftlichen und technischen Gründen sollten bei Wärmerückgewin- 

nungs-Systemen sowohl der Kanal als auch die zu versorgende Heizzentrale 

eine gewisse Mindestgröße aufweisen. Der verwendete Kanal sollte etwa die 

Abwässer von wenigstens 10.000 Einwohnern beziehungsweise ein entspre- 

chendes Volumen gewerblicher Abwässer führen. Müssen die Wärmetauscher 

nachträglich eingebaut werden, ist es zudem erforderlich, dass der Kanal einen 

Durchmesser von mindestens DN 800 hat. 

Die Heizlast des Gebäudes beziehungsweise die installierte Kesselleistung sollte, 

nach Erfahrungswerten von ECO.S, aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bei meh- 

reren hundert Kilowatt (kW) liegen. Die relativen Kosten für eine größere Anlage 

sind trotz steigender Energiepreise einfach günstiger. Eine genaue Grenze lässt sich 

allerdings nicht allgemein festlegen. „Dazu unterscheiden sich die Einflussfaktoren 

auf die Wirtschaftlichkeit von Standort zu Standort einfach zu stark“, stellt Wolfram 

Stodtmeister fest. „Eine verlässliche Entscheidung lässt sich erst auf Basis einer tech- 

nisch-wirtschaftlichen Voruntersuchung oder einer Machbarkeitsstudie treffen.“ 

Eine Vorauswahl der Standorte kann auf Basis folgender Richtwerte erfolgen: 

• Heizlast / Kesselleistung > 300 kW 

• Möglichst niedrige Heizkreistemperaturen, ideal sind Flächenheizungen, 

Bestandsanlagen, die zum Beispiel auf 70/55 °C ausgelegt sind, erlauben 

jedoch auch einen effizienten Wärmepumpenbetrieb 

• Platzreserve von wenigen Quadratmetern in der Heizzentrale 

3

84 

Energiequelle Abwasser 

Intelligente Lösungen zur Steigerung 

der Energieeffizienz fördern die Wertschöpfung 

im Inland, schonen endliche 

Ressourcen, reduzieren CO -Emissionen 

2 

und verringern die Abhängigkeit von Ölund 

Gasimporten. 

Die Nutzung der im Abwasser enthaltenen 

Wärme durch Wärmepumpen stellt insbesondere 

zum Beheizen innerstädtischer Gebäude 

eine vorteilhafte Alternative gegenüber ande- 

Abbildung 1 

Prinzipzeichnung eines Bypass-Wärmetauschers 

mit Abwassersiebung im Entnahmeschacht. 


ren regenerativen Energiequellen wie der Sonne oder der Erdwärme 

sowie natürlich gegenüber fossilen Brennstoffen dar. 

Grundlagen der Abwasserwärmenutzung 

Durch Duschen, Waschmaschinen und weitere Nutzungen wird das 

Wasser in Haushalten, Gewerbe und Industrie erwärmt. Im Vergleich 

zum Grundwasser weist das Abwasser somit auch im Winter eine deutlich 

höhere Temperatur von 12 bis 14 Grad Celsius auf. Durch die geringe 

Temperaturdifferenz zwischen Abwasser und Heizungsvorlauftemperatur 

kann eine Wärmepumpe besonders effizient betrieben werden. 

Autoren: Dr.-Ing. Oliver Christ und Dr.-Ing. Ralf Mitsdoerffer 

GFM Beratende Ingenieure GmbH • Akademiestraße 7 • 80799 München • Telefon (0 89) 38 01 78-0 • E-Mail: info@gfm.com • www.gfm.com 

Bild: ThermWin, Hans Huber AG, Berching

Um die Abwasserwärme nutzbar zu machen, 

entzieht ein Wärmetauscher dem Abwasser 

Energie, welche dann durch die Wärmepumpe 

auf das erforderliche Temperaturniveau 

gebracht wird. Der Wärmetauscher wird dabei 

üblicherweise in der Kanalsohle als Rinnen-System 

(Abbildung 2) verlegt oder über einen 

externen Wärmetauscher im Bypass zum Kanal 

geführt (Abbildung 1). 

Günstige Voraussetzungen 

in Städten und Kommunen 

Als technische Randbedingungen für eine wirtschaftliche 

Abwasserwärmenutzung sind im 

Wesentlichen ein minimaler Trockenwetterabfluss 

im Kanal von rund 15 l/s sowie ein Heiz- 

Bild: ThermLiner, Uhrig GmbH 

wärmebedarf von mindestens 150 Kilowatt (kW) zu nennen. Somit kommen 

viele der öffentlichen Gebäude wie Schulen, Rathäuser oder Sportstätten aber 

auch größere Wohnkomplexe in innerstädtischen Lagen für diese ökoeffiziente 

Art der Wärmeerzeugung in Frage. 

Projektbeispiel: Abwasserwärmenutzung in Straubing 

Ein stadteigener Mietwohnungskomplex aus den 60er Jahren soll einer energetischen 

Sanierung unterzogen werden. Insbesondere sind die vorhandenen 

Ölbrenner in den einzelnen Wohnungen durch eine moderne Fußbodenheizung 

zu ersetzen. Da sich in unmittelbarer Nähe zu diesen Wohngebäuden ein Abwasserkanal 

mit einem Trockenwetterabfluss zwischen 100 und 200 l/s befindet, 

hat sich das Tiefbauamt der Stadt Straubing entschlossen, für die Beheizung 

dieses Objekts die Energie aus dem Abwasser zu nutzen. 

Über eine Pumpe wird das Abwasser dem Kanal entnommen und über eine 

Siebanlage in den neu entwickelten Rohabwasser-Wärmetauscher (Abbildung 

1) geführt. Die Siebung ist notwendig, da sich der Wärmetauscher sonst durch 

die im Abwasser enthaltenen Fest- und Faserstoffe zusetzen würde. Der erwärmte 

Wasserstrom im Wärmetauscher wird über eine Elektrowärmepumpe 

auf die erforderliche Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung angehoben. 

Auf diese Weise gelingt es, rund 65 Prozent der erforderlichen Heizenergie aus 

dem Abwasser zu generieren. Lediglich 10 Prozent der Heizwärme müssen zur 

Spitzenlastabdeckung für besonders kalte Tage konventionell über Erdgas abgedeckt 

werden. Zwar sind für den Betrieb der Wärmepumpe rund 25 Prozent 

der Gesamtheizenergie nötig. Da diese aber in Form von preiswertem Wärmepumpenstrom 

aus der Kläranlage bezogen wird und dieser dort klimaneutral 

über eine Biogasanlage entsteht, reduziert sich der CO -Ausstoß der Gesamt- 

2 

lösung gegenüber einer konventionellen Heizung auf 10 Prozent – nämlich den 

Emissionen des Erdgasspitzenlastanteils. 

Anhand dieses Beispiels vom Tiefbauamt der Stadt Straubing wird deutlich, 

dass Abwasser nicht nur ein zu beseitigendes Übel ist, sondern durch innovative 

Technologien zur nachhaltigen Energiegewinnung in Form von Wärme und 

Strom genutzt werden kann. 

Abbildung 2 

Nachträglich eingebauter Wärmetauscher 

in einem Abwasserkanal. 

85

Blick in die Heizzentrale (Übergabestation) 

Anfallende Prozess-Abwärme 

als Energiequelle zur Raumbeheizung nutzen 

Ein namhafter Hersteller von Polystyrol- 

Materialien aus der Nähe von Koblenz 

kann sich freuen. Denn im Zuge der 

baulichen Erweiterung seiner Lagerflä- 

chen um rund 11.000 Quadratmeter 

entschied sich das vorausschauende In- 

dustrieunternehmen in Sachen Raum- 

beheizung für eine innovative wie um- 

weltfreundliche Lösung. Statt fossiler 

Energieträger nutzt die auf BETAINOX- 

Wärmetauschern basierende Anlage die 

überschüssige Prozesswärme. 


Franz Graf (BetaTherm, links) und Dirk Geis (WKG Energietechnik) 

mit den neu entwickelten BETAINOX Edelstahl-Wärmetauschern. 

74 Tonnen weniger CO 2 -Ausstoß pro Jahr – 

dank industrieller Wärme-Rückgewinnung 

… so lautet das stolze Ergebnis, das durch den industriellen Einsatz der 

Wärmerückgewinnungs-Anlage jedes Jahr erzielt werden kann. Dabei ist 

die Entstehungsgeschichte der technischen Innovation nicht minder in- 

teressant wie die Lösung selbst. In einer gemeinsamen Aktion der betei- 

ligten Partnerfirmen WKG Energietechnik (technische Entwicklung) und 

BetaTherm (Produktion) wurde eigens für dieses Projekt der Edelstahl 

Wärmetauscher BETAINOX entwickelt – ein Produkt, das mit seinen 

Eigenschaften für unzählige Anwendungen in der Industrie geeignet ist. 

Beide Unternehmen sind übrigens aktive Partner der Initiative CO 2 , die 

sich bekanntermaßen dafür einsetzt, innovative Systeme im Energie- und 

Ressourcen-Management zu etablieren (www.initiative-co2.de). 

Prozesswärme nicht ungenutzt lassen 

In der Planungsphase wurden zunächst die vorhandenen Rahmenbedin- 

gungen auf dem Betriebsgelände des Herstellers analysiert. Dabei wurde 

festgestellt, dass die ungenutzte Abwärme aus Produktionsprozessen der 

Polystyrol-Fabrik potenziell zur Beheizung der neuen Lagerhalle genutzt 

werden könnte. Bisher floss das entsprechende Prozesswasser mit einer 

Autor: Dirk Geis 

WKG Energietechnik GmbH • Sebastian-Kneipp-Straße 55 • 56179 Vallendar • Telefon (02 61) 8 76 79 90 • info@wkg-gmbh.de • www.wkg-gmbh.de

Eingangstemperatur von rund 65 Grad Celsius 

in drei Rückhaltebecken mit gemeinsam über 

450 Kubikmetern Inhalt. Über konventionelle 

Platten-Wärmetauscher wurde dort die ener- 

getische Kapazität transformiert und wertvolle 

Energie ungenutzt an die Außenluft abgegeben. 

Zusätzliches Problem dieser Art der „Wär- 

mevernichtung“: Konventionelle Platten-Wär- 

metauscher sind naturgemäß sehr anfällig für 

Verkalkung und Verstopfung und deshalb min- 

destens viermal jährlich unter großem Aufwand 

zu reinigen. Denn während dieser kosteninten- 

siven Wartungsphasen müssen die Rückhalte- 

becken vollständig entleert und der Produkti- 

onsprozess zeitweise umgeleitet werden. 

Entstehungsprozess eines 

innovativen Heizsystems 

Im Zuge des Neubaus und der Erweiterung der 

Lagerflächen um 11.000 Quadratmeter im ers- 

ten Schritt sowie unter Berücksichtigung einer 

möglichen Erweiterung um zusätzliche 4.000 

Quadratmeter im zweiten Schritt, hat sich das 

planende Ingenieurbüro dafür entschieden, die 

Prozesswärme zur Raumbeheizung heranzu- 

ziehen. Das spart in Zukunft sowohl Energie- 

kosten als auch die aufwändige Reinigung der 

Platten-Wärmetauscher. 

In enger Zusammenarbeit zwischen Planer, Hersteller, Handel und Verarbeiter 

entstand im Folgenden ein innovatives Heizsystem für die Lagerhallen. Zunächst 

fertigte Kollektorspezialist BetaTherm 16 Prototypen eines neuartigen Edelstahl- 

Wärmetauschers zur Wärmerückgewinnung. Dabei verwendete das Team um 

Franz Graf das flexible Edelstahl-Rohrsystem „Spiraflex“ von BRUGG, das in 

Wärme-Kälte-Tauschern, Warmwasserbehältern sowie Abwasserwärme- und 

Geothermie-Anlagen eingesetzt werden kann. Bei BetaTherm führte man die 

Leitungen in einem neu entwickelten Verfahren in Wangen zu so genannten 

„Energie-Körben“ zusammen. Der BETAINOX-Wärmetauscher war geboren. 

Die Auslegung der zylinderförmigen Spiralkörper erfolgte entsprechend der ge- 

forderten Leistung und unter Berücksichtigung der engen Platzverhältnisse zur 

Einbringung und Montage vor Ort. 

Die komplette Montage des Heizsystems für die neuen Lagerhallen in den alten 

Rückhaltebecken erfolgte durch die Firma WKG Energietechnik aus Vallendar 

bei Koblenz. Das bundesweit im industriellen Rohrleitungsbau tätige Unterneh- 

men hat schon reichlich Erfahrung mit BetaTherm-Produkten gesammelt und 

zahlreiche Projekte im Bereich Regenerative Energien erfolgreich realisiert. Be- 

sonders schätzt Dirk Geis, verantwortlicher Projektleiter und Inhaber der Fir- 

ma WKG Energietechnik, die Flexibilität von BetaTherm. Denn dank der neu 

konstruierten BETAINOX-Wärmetauscher wurde selbst die schmale, maximal 1 

Meter breite Einbringöffnung in den Bodenraum nicht zum „Nadelöhr“. 

Dieses Projekt zeigt beispielhaft eine von vielen interessanten Anwendungsmög- 

lichkeiten der Wärmerückgewinnung und somit Energieeinsparung. Vor allem 

aber hat die beschriebene Systemlösung erhebliches CO 2 -Einsparungspotenzial 

und ist in vielen Bereichen der Industrie einsetzbar. „Viele bisher nicht genutzte 

Energiepotenziale im industriellen Bereich könnten mit Systemen wie diesem 

erschlossen werden – dafür leistet die Initiative CO 2 großartige Aufklärungs- und 

Beratungsarbeit“, so Dirk Geis. 

Ausgedient: ausgebaute Platten-Wärmetauscher Montage der zylindrischen BETAINOX-Wärmetauscher im Rückhaltebecken.

Energetische Optimierung von Kläranlagen 

Kläranlagen sind in den Kommunen die größten 

Energieverbraucher – gleichzeitig ist Abwasser 

eine nahezu ideale Quelle zur Energie- aber 

auch zur Nährstoffgewinnung. In den vergan- 

genen Jahrzehnten ging es bei Planung, Bau und 

Betrieb von Kläranlagen in erster Linie um die 

Optimierung der Ablaufwerte, ohne dabei die 

Umweltbelange jenseits des Gewässerschutzes 

zu berücksichtigen. Selbstverständlich bleibt 

der Gewässerschutz Triebfeder für den Kläranlagenbetrieb 

– aber es ist an der Zeit vermehrt 

auch den Belangen des Klima- und Ressourcenschutzes 

Rechnung zu tragen. Gewässerschutz 

darf nicht auf Kosten anderer Umweltbelange 

betrieben werden. 

Strukturierte Energieanalyse 

Um den Strombezug einer Kläranlage nachhaltig 

zu senken, empfiehlt sich zunächst die 

Durchführung einer strukturierten Energieanalyse. 

Diese kann im ersten Schritt durch einen 

einfachen Kennwert erfolgen: dem Verhältnis 

zwischen Jahresenergieverbrauch und der 

mittleren EW -Belastung. Liegt dieser Wert 

60/120 

deutlich über 25 kWh /(EW x a), ist eine detailliertere 

Energieanalyse nötig (Abbildung 2 – 

Input-Strom für die Belebung und die Faulung). 


Abbildung 1 Beispiel für ein 

energetisch ungünstig ausgeführtes 

Schneckenpumpwerk. Trennung der Zuflüsse zweier 

unterschiedlicher Ortsteile. Hier sind häufig alle 

Schnecken in Betrieb, obwohl für die Förderung 

der Gesamtsumme des Abwassers nur ein 

Teil der Schnecken erforderlich wäre. 

Dabei wird dann der Energieverbrauch einzelner Aggregate und Funktionsgruppen 

den Betriebstagebüchern entnommen oder durch eine 

Messung bestimmt. Je detaillierter diese Daten vorliegen, desto qualifizierter 

ist die Energieanalyse. Aus diesem Grund ist es den Betreibern 

empfohlen, bereits im Vorfeld der Analyse ein Energieerfassungs-Protokoll 

anzufertigen. Der so ermittelte Energieverbrauch wird dann mit den 

Belastungsdaten wie Wasser-, Schlamm- oder Gasmenge korreliert und 

anhand von bekannten Idealwerten bewertet. 

Maßnahmenermittlung 

Nach der Energieanalyse kann eine Maßnahmenermittlung 

durchgeführt werden, die auf folgende Bereiche fokussiert ist: 

Verfahrenstechnik 

Mess-, Steuer- und Regeltechnik 

Zustand und Leistung der jeweiligen Aggregate 

Da die umzusetzenden Maßnahmen auch wirtschaftlich sein müssen, ist 

eine entsprechende monetäre Vergleichsrechnung aufzustellen. Dabei 

wird unterschieden in 

Sofort-Maßnahmen – Energieeinsparungen, die keine 

nennenswerten Investitionen erfordern 

Kurzfristige Maßnahmen – Investitionen sind notwendig, 

sind aber alleine durch die Energieeinsparungen wirtschaftlich 

Abhängige Maßnahmen – Investitionen, die sich nicht alleine 

durch die Energieeinsparungen rechnen; diese sollten im Rahmen 

der Instandhaltung zu einem späteren Zeitpunkt getätigt werden 

Autoren: Dr.-Ing. Oliver Christ und Dr.-Ing. Ralf Mitsdoerffer 

GFM Beratende Ingenieure GmbH • Akademiestraße 7 • 80799 München • Telefon (0 89) 38 01 78-0 • E-Mail: info@gfm.com • www.gfm.com

Durch diese strukturierte und differenzierte 

Vorgehensweise ist es in der Regel möglich, 

die Energiebezugskosten einer Kläranlage zwi- 

schen 20 und 60 Prozent zu reduzieren. Durch 

die Integration einer Co-Vergärung kann die 

Anlage darüber hinaus auch noch zum Energie- 

Produzenten werden. 

Maßnahmen zur Energieeinsparung 

Als Ursachen für den energetischen Mehr- 

verbrauch, die in der Regel nicht im Betrieb 

sondern vielmehr in der maschinen- und rege- 

lungstechnischen Ausstattung zu suchen sind, 

lassen sich angeben: 

ineffiziente, veraltete und oftmals zu 

groß dimensionierte Aggregate 

nicht regelbare Pumpen, Gebläse 

und Motoren, die somit nicht leistungs- 

angepasst betrieben werden können 

(keine EFF1-Motoren, kein FU, 

undifferenzierte Leistungsstaffelung) 

Unzureichende Berücksichtigung von 

schwankenden Zulaufmengen und 

Zulauffrachten in der Anlagenregelung 

Zu hohes Schlammalter in der 

Belebungsstufe, so dass der Sauerstoff- 

bedarf steigt und die Faulgasausbeute 

sinkt 

Unnötig hohe Wasser- und Schlamm- 

kreislaufmengen infolge nicht 

angepasster Verfahrenstechniken 

(z. B. keine Nebenstrombehandlung, 

zu geringe Speicherkapazitäten, 

fehlende oder uneffektive Eindick- 

und Entwässerungsaggregate) 

Abbildung 2 

Energie- und CSB-Bilanz 

einer konventionellen Kläranlage 

mit Schlammfaulung 

Maßnahmen zur Energiegewinnung 

Steigerung der Faulgasmenge durch 

bedarfsangepasste Beschickung der Faulbehälter 

desintegrative Maßnahmen zur Schlammbehandlung bei überlasteten 

Faulbehältern 

Optimierung der Faulgasverwertung durch 

angepasste Abstimmung zwischen Gas-Produktion, -Speicherung 

und -Verwertung im BHKW, in Brennstoffzellen oder Mikrogasturbinen 

angepasste Wärmenutzung zur Beheizung des Schlammes/der Gebäude 

maschinelle Überschussschlammeindickung zur Verringerung der 

zu erwärmenden Schlammmenge, Schaffung der Möglichkeit das 

Schlammalter zu senken und Gewinnung von Faulraumkapazitäten 

zur Co-Vergärung 

Nutzung weiterer Energiequellen auf der Kläranlage durch 

Verwendung von Abwärme der Maschinen (insbesondere Gebläse) 

und des Abwassers 

Nutzung von Photovoltaik, Solarthermie, Wasserkraft, Abwasserwärme 

Integration einer Co-Vergärung 

Die energetische Kläranlagenoptimierung ist ein erster Schritt zu einer nachhal- 

tigen Wasserwirtschaft, bei der nicht allein die Gewässergüte im Vordergrund 

steht, sondern alle Umweltbelange berücksichtigt werden. Dennoch können 

dadurch aber die Ablaufwerte verbessert werden, da ein energieeffizienter 

Betrieb gleichzeitig ein geregelter Betrieb ist. In Zukunft wird auch das Thema 

Nährstoffrückgewinnung eine große Bedeutung haben, da es aufgrund der sich 

verknappenden Rohstoffe – hier insbesondere der Phosphor – und der energie- 

intensiven Gewinnungsverfahren für Stickstoff nicht länger hinnehmbar ist, dass 

Nährstoffe in Kläranlagen unter Energieaufwand vernichtet werden.

0 

Optimierung der biologischen Reinigungsstufe 

Am Beispiel der Kläranlage Markt 

Schwarzenfeld wird aufgezeigt, wie stark 

regelungstechnische Maßnahmen die 

Abbauprozesse in Klärwerken beeinflus- 

sen können und wie erfolgreich die Ver- 

rechnung der Abwasserabgabe mit den 

Investitionsaufwendungen sein kann. 

Das Objekt Die technischen Daten der Kläranlage 

Bemessung nach: 

BSB 

N 

P 

14.000 EW 

20.000 EW 

25.000 EW 

Qt 3.500 m 3 /d 

Qm 10.000 m 3 /d 

Belebungsbecken 8.100 m 3 

Nachklärung 2 x 1.800 m 3 

Abbildung 1 Belebungsbecken 

in Markt Schwarzenfeld. 

Warmes, aber schwieriges Abwasser. 


Das Abwasser im Zulauf zur Kläranlage in Markt Schwarzenfeld erweist 

sich als echte Herausforderung für die Aufbereitung. Ein biochemischer 

Sauerstoffbedarf (BSB), der etwa 14.000 Einwohnerwerten (EW) ent- 

spricht, trifft auf eine Stickstoff-Fracht von rund 20.000 EW. Hinzu kommt 

noch eine Phosphorbelastung von etwa 25.000 EW. Verantwortlich für 

diese ungleichmäßige Zusammensetzung ist das vorbehandelte Abwasser 

aus einer Molkerei. Diese Vorbehandlungsstufe entlässt relativ wenig BSB, 

dafür aber mehr als 50 Prozent der gesamten Stickstoff-Fracht im Kläranla- 

genzulauf. Positiver Nebeneffekt: Da es sich um warmes Wasser handelt, 

liegen die Wassertemperaturen in der Belebung immer über 11 Grad Cel- 

sius (Abbildung 1). 

Autor: Manfred Beck 

ELO Consult GmbH • Kochstraße 23 • 93077 Bad Abbach • Telefon (0 94 05) 95 55-20 • manfred.beck@elo-consult.de • www.elo-consult.de

Nach der mechanischen Reinigung auf der Klär- 

anlage gelangt das Abwasser infolge ungünstiger 

Strömungsverhältnisse im Verteilerbauwerk 

in einem Verhältnis von 70:30 in die jeweils 

vorgeschaltete Denitrifikationsstufe der zwei- 

straßigen Anlage. Zudem verhindern geringe 

Verweilzeiten bei gleichzeitig niedrigen BSB- 

Werten eine ausreichende Denitrifikationsleis- 

tung. Im folgenden belüfteten Teil schließlich 

sorgt eine einzige Sauerstoff-Leitung (O 2 ) für 

eine gleichmäßige Versorgung der beiden un- 

gleichmäßig beschickten Straßen – mit Unter- 

schieden von bis zu 5 mg/l O 2 . Die Folge: ein 

Gesamt-Stickstoff-Wert von 12-18 mg/l N im 

Ablauf und ein spezifischer Energieverbrauch 

von 0,40 kWh/m 3 Abwasser. 

Anlagenoptimierung durch Umbau 

im Verteiler 

Die Abwasserzusammensetzung konnte natür- 

lich nicht beeinflusst werden, aber durch eine 

einfache Umbaumaßnahme im Verteilerbau- 

werk wird das Abwasser jetzt gleichmäßig auf 

die beiden Straßen verteilt. Der Wechsel von 

vorgeschalteter Denitrifikation zu intermittie- 

rendem Betrieb erzeugt wesentlich größere 

Denitrifikations-Kapazitäten und ermöglicht in 

langen unbelüfteten Phasen trotz C-Mangels ei- 

nen wirkungsvollen Stickstoffabbau. Getrennte 

Sauerstoffleitungen und zwei Ringkolbenventile 

Leistungsdaten: 

Parameter vorher nachher 

N ges (mg/l) 12-18 > 

1

Abbildung 3 

In jeder Straße wird der Sauerstoffgehalt separat bestimmt; 

Ammonium und Nitrat gemeinsam im Ablauf 

der Biologie (Schema). 

Basierend auf diesen Messwerten erarbeitet der 

Fuzzy-Regler die wirtschaftlichste 

Belüftungsstrategie (Diagramm). 

Fazit: Finanzierung durch 

Stickstoffreduzierung 

30 Prozent geringere Energiekosten (von 0,40 

kWh/m 3 auf 0,28 kWh/m 3 Abwasser), im Ab- 

lauf weniger als 5 mg/l N und ein CSB unter 30 

mg/l sind eindrucksvolle Zahlen, die die Leis- 

tungsfähigkeit dieses Regelungssystems über- 

aus deutlich zum Ausdruck bringen. Die Zu- 

sammenarbeit zwischen der Kläranlage Markt 

Schwarzenfeld und der ELO Consult GmbH 

macht sich somit nachhaltig bezahlt. Dabei gab 

es diese Anlagenoptimierung sogar zum Null- 

tarif, wie die Auflistung der Finanzierung zeigt 

(Abbildung 4). Die erfolgreiche Stickstoffre- 

duzierung um mehr als 20 Prozent führte zu 

einer Rückerstattung an Abwasserabgabe, mit 

der rund 85 Prozent der Investitionskosten ab- 

gedeckt waren. Nebeneffekt dieser Optimie- 

rungsmaßnahme: Die verbesserte biologische 

Phosphorelimination führte zu einer Reduzie- 

rung des P ges und des CSB um jeweils 50 Pro- 

zent. 

Finanzierung 

Abbildung 4 Optimierung zum Nulltarif 

dank Rückerstattung der Abwasserabgabe. 

Investition -120.158 € 

Rückerstattung 2001* 9.806 € 




Zwischenbilanz -17.920 € 

Energieeinsparung jährlich ca. 14.600 € 

Minderung Abwasserabgabe 23.450 € 

*durch Stickstoffreduzierung um mehr als 20 Prozent 


Zweistraßige Belebung mit Prozess-Messtechnik 

Belüftung 

Zulauf Belegung 

Rücklaufschlamm 

Auslauf Belebung 

Deutlicher Rückgang der Stickstoff-Fracht in den ersten 

sieben Monaten der Jahre 2004/2005 (oben). 

Zeitgleich konnte der Stromverbrauch erheblich gesenkt werden (*). 

Rechnerisch basierend auf der Abwassermenge 2004 (unten). 

Autor: Manfred Beck 

ELO Consult GmbH • Kochstraße 23 • 93077 Bad Abbach • Telefon (0 94 05) 95 55-20 • manfred.beck@elo-consult.de • www.elo-consult.de

Die Initiative CO 2 hat als besonderen 

Service für Bauherren und Betreiber 

aus Kommunen und der Industrie auf ih- 

rer Internetseite eine virtuelle 3-D-Welt 

mit beispielhaften Energieeffizienz-Pro- 

jekten eingerichtet – die „CO 2 Earth“. 

Mithilfe dieser „virtuellen Infrastruktur für Kommunen und die Industrie“ haben Ent- 

scheider unter www.initiative-co2.de die Möglichkeit, virtuell öffentliche Gebäude 

oder Industrieanlagen zu besuchen. Dort können technische Lösungen zur Einspa- 

rung von Energie und Kosten, zur Energieeffizienzsteigerung, zur energetischen 

Sanierung oder für den Einsatz erneuerbarer Energien betrachtet werden. 

CO 2 Earth – Inspirationsquelle und Entscheidungshilfe 

CO 2 Earth nimmt die Besucher per Mausklick auf einen „Rundflug“ durch ver- 

schiedene kommunale, gewerbliche und öffentliche Gebäude sowie Industriean- 

lagen mit. Beispielsweise kann ein Klärwerk besucht und dort erfahren werden, 

wie Wärme aus Abwasser zum Heizen von kommunalen Anlagen verwen- 

det oder wie die Energieeffizienz der Anlage an sich gesteigert wird. Auch die 

Maßnahmen im Zusammenhang mit der Nutzung von Erdwärme als langfristig 

gesicherte Energieversorgung, zur energetischen Sanierung oder nachhaltiger 

Oberflächengestaltung werden anschaulich dargestellt – vom Einsatz modernster 

Technologie über die Exploration der geothermischen Felder, die Planung und 

Errichtung der Anlagen bis hin zum nachhaltigen Betrieb. 

Eine Besonderheit an CO 2 Earth ist, dass sie aufgrund neuer Projekte und Ener- 

gietechniken beständig weiter wächst. „Mit CO 2 Earth wollen wir Entscheidern 

aus Kommunen einen aktuellen Überblick über bereits realisierte Projekte aus 

der Praxis zur Steigerung der Energieeffizienz und Reduzierung von CO 2 -Emissi- 

onen geben und über den aktuellen Stand der Technik aufklären“, erklärt Katrin 

Standl, Sprecherin der Initiative in Bayern. 

Mithilfe der CO 2 Earth finden Bauherren und Betreiber 

schnell eine geeignete Energieeffizienzmaßnahme und 

einen Partner für die praxisgerechte Umsetzung. 

CO 2 Earth – Projektbeispiele für 

nachhaltige Infrastrukturen und Anlagentechnik 

Vorbildfunktion: Anhand konkreter Projektbeispiele kann schnell ein Überblick über 

mögliche Energieeffizienz-Maßnahmen gewonnen werden – zum Beispiel in einer 

Industrieanlage, beim Einsatz eines Biomasse-Heizkraftwerkes oder in einem Supermarkt (v.o.). 

3

4 

Turbo in der Abwassertechnik – 

Terra-N ® -Verfahren nutzt Deammonifikation 

Bereits in den 80er Jahren wurde ein 

Bakterium entdeckt, das heute den 

klassischen Stickstoffabbau in Klärwer- 

ken revolutioniert – Candidatus Broca- 

dia anammoxidans. 

Bisher muss in Klärwerken der im Abwasser 

enthaltene Ammoniumstickstoff (NH 4 -N) un- 

ter hohem Energieaufwand zunächst zu Nitrit- 

stickstoff (NO 2 -N) und dann zu Nitratstickstoff 

(NO 3 -N) oxidiert werden – um anschließend 

durch Zugabe von Kohlenstoff zu elementarem 

Stickstoff (N 2 ) umgewandelt werden zu können 

(Abbildung 1, links). Die dazu nötige Energie 

beziehungsweise die dadurch anfallenden Be- 

triebskosten sind erheblich. 

Anammox-Reaktion senkt 

Prozesskosten und CO 2 -Emissionen 

Die Betriebskosten in Klärwerken können 

durch den Einsatz der so genannten Anam- 

mox-Reaktion um bis zu 90 Prozent gesenkt 

werden. Denn der Stromverbrauch (und damit 

die CO 2 -Produktion) durch die benötigte Belüf- 

tung in der Nitrifikationsstufe beziehungsweise 

die Kohlenstoffveratmung in der Denitrifikati- 

onsstufe sinken deutlich. 

„Anammox“ ist ein Kunstwort, das sich aus den 

Begriffen „Anaerobe“ und „Ammoniak-Oxidati- 

on“ zusammensetzt. Die anaerobe Ammoniak- 

Oxidation ist ein biologischer Vorgang aus dem 

Bereich des Stickstoffkreislaufes. Wie der Begriff 

Abbildung 1 Die Reaktionen im Vergleich. 


schon andeutet, ist die Anammoxidation ein Oxidationsvorgang, der 

+ ohne Sauerstoff (anoxisch) abläuft. Dabei wird Ammonium (NH ) mit 4 

− Nitrit (NO ) unter anaeroben Bedingungen zu molekularem Stickstoff 

2 

(N ) umgesetzt (Abbildung 1, rechts). 

2 

Verantwortlich für diesen Vorgang ist in unserem Beispiel das bisher we- 

nig beachtete Bakterium Candidatus Brocadia anammoxidans. Neben 

diesem Bakterium wurde der Anammox-Prozess bisher aber auch bei 

den Süßwasserorganismen Kuenenia stuttgartiensis und den Meeresbak- 

terien Scalindua sorokinii beobachtet. 

Autor: Andreas Zacherl 

SÜD-CHEMIE AG • Trink- und Abwasserbehandlung (PES) • Ostenriederstraße 15 • 85368 Moosburg • Telefon (0 87 61) 8 26 12 • andreas.zacherl@sud-chemie.com 

www.sud-chemie.com

Das chemische Verfahren 

der Anammox-Oxidation 

Schritt 1, Nitritation: Rund 50 Prozent 

des anfallenden Abwassers werden mit dem 

Terra-N ® -Verfahren behandelt. In diesem 

Prozess wird der Ammoniumstickstoff durch 

ammonium-stickstoffoxidierende Bakterien zu 

Nitrit oxidiert (Abbildung 1, Mitte). 

Schritt 2, Deammonifikation: Das nitrit- 

haltige Abwasser aus der Terra-N ® -Anlage 

wird nun mit dem unbehandelten ammonium- 

stickstoffhaltigen Abwasser unter Luftausschluss 

(anoxisch) in einer Deammonifikationsbiologie 

zusammengeführt (Abbildung 1, rechts). 

Bedeutung für die 

zukünftige Abwasserreinigung 

Der Anammox-Prozess ist nicht nur von wis- 

senschaftlichem Interesse, sondern bietet 

gegenüber der klassischen Methode eine viel- 

versprechende Alternative, um Stickstoffverbin- 

dungen in Kläranlagen zu entfernen. Im Gegen- 

satz zu den für biologische Klärstufen typischen 

Mikroben benötigt Brocadia anammoxidans 

keinen Sauerstoff und verbraucht noch dazu 

das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid. Die Ver- 

fahrenskosten reduzieren sich auf etwa zehn 

Prozent und der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid 

verringert sich um rund 90 Prozent. 

Die Anammox-Mikroorganismen werden in 

Zukunft eine wichtige Rolle bei der Abwasser- 

behandlung spielen. Betreiber von Kläranlagen, 

Ölraffinerien und Düngerproduzenten erzeu- 

Abbildung 2 Granulierte Deammonifikanten 

gen Millionen Liter ammoniumhaltiger Abwässer, die abgebaut werden müssen. 

Betreiber könnten auf den teuren und umweltbelastenden Einsatz von Sauer- 

stoffgas verzichten, denn genügsame Bakterien erledigen die Umsetzung von 

Ammonium zu Stickstoff. Wie Nature vorrechnet, ließen sich auf diese Weise 

nicht nur 90 Prozent der Betriebskosten sparen – entsprechende Anlagen benö- 

tigen auch nur die Hälfte an Platz. 

Vorteile des Terra-N ® -Verfahrens von Süd-Chemie 

Mit dem patentierten Terra-N ® -Verfahren (EP 1 071 637 B1) werden hoch am- 

moniumstickstoffhaltige Abwässer (NH 4 -N < 500 mg/l), wie sie beispielsweise 

bei der Schlammentwässerung anfallen, zu Nitrit oxidiert (Abbildung 3). 

Durch den Einsatz von TERRANA ® als Trägermaterial für die ammoniumstick- 

stoff-oxidierenden Bakterien kann die Raumbelastung deutlich erhöht werden. 

Dadurch werden Beckenvolumen optimaler genutzt und das Volumen kann 

deutlich reduziert werden. Man spricht hier von einem Faktor 5 gegenüber kon- 

ventionellen Verfahren. Außerdem wirkt das Trägermaterial schlammbeschwe- 

rend (SVI > 30), was die Dimensionierung des Sedimentationsbeckens dement- 

sprechend reduziert. 

Vorteile des TERRA-N ® -Verfahrens 

Deutlich geringere CO 2 -Produktion 

Reduktion des Energieverbrauchs 

Verringerung des Schlammwachstums 

Keine Zugabe einer Kohlenstoffquelle 

Absenkung des Sauerstoffverbrauchs 

Geringe Beckenvolumen 

Investitionskosten werden deutlich gesenkt 

Zweistufiger Prozess = höhere Umsatzraten & stabilerer Betrieb 

Anlage in bestehende Bauwerke integrierbar 

Abbildung 3 Verfahrensfließbild 

5

Optimierung der Klär- und Biogaserzeugung 

durch Desintegration im elektrischen Feld 

Bei der anaeroben Behandlung von 

Schlämmen in Kläranlagen ist es be- 

sonders wichtig, auch die noch aktiven 

Zellinhaltsstoffe zur Faulgasgewinnung 

zu nutzen – vor allem bei Überschuss- 

schlämmen und Substraten für Biogasan- 

lagen. Das Verfahren der Desintegration 

im elektrischen Feld macht das möglich. 

Abbildung 1 Ausbildung des 

elektrischen Feldes in der Rohrleitung. 

Effektive Schlammverwertung und Kostenreduzierung 

Durch die biologische Aktivität kann nur ein Teil der Zellinhaltsstoffe 

zur Faul- oder Biogaserzeugung genutzt werden. Aufgrund der Struk- 

tur beziehungsweise Beschaffenheit der Zellmembranen ist oftmals ein 

biochemischer Aufschluss nicht oder nur nach langer Behandlungsdauer 

möglich. Somit steht das in der Zelle gebundene Substrat zur Gaserzeu- 

gung nicht zur Verfügung. 

Durch die Desintegration im elektrischen Feld werden Zellmembranen 

mechanisch geschwächt und porös, Zellverbände werden aufgetrennt 

und eine größere Angriffsoberfläche für die biochemische Reaktion steht 

zur Verfügung. Damit kann dann der Zellinhalt zur Gaserzeugung genutzt 

werden. Darüber hinaus reduziert die Behandlung den Schlammanfall 

(Output), was sich im Gesamtsystem „anaerobe Schlammbehandlung 

– Biogaserzeugung“ positiv auf die Kosten für Transport und Entsorgung 

auswirkt. 


Prinzip der Desintegration im elektrischen Feld 

Der zu behandelnde Schlamm oder die zu behandelnde Biomasse 

durchfließen ein spezielles Rohrleitungssystem, in dem ein Hochspan- 

nungswechselfeld im Kilovolt- (kV) bzw. Kilohertz-(kHz)Bereich anliegt. 

Durch Anlegen eines elektrischen Feldes, das höher ist als das kritische 

Membranpotenzial der Zellmembran, führt das elektrische Feld dazu, die 

Zellmembran auf Dauer zu destabilisieren. Das elektrische Feld fördert 

eine Konzentration von Ladungen an beiden Seiten der Zellmembran. 

Diese deutlich erhöhte Ladungsdichte erhöht die Anziehungskräfte der 

Ladungen. Durch die Frequenzänderung werden die Ladungsdichten 

ständig geändert, was eine laufende Neuanordnung der Ladungen an 

der Zellmembran (Abbildung 1) bewirkt. Durch die hohe Spannung 

in Verbindung mit dem Wechselfeld werden die Zellen einem hohen 

„osmotischen Druck“ durch ständige Ladungsänderung ausgesetzt, wel- 

cher auf Dauer den Zellverbund auflöst, die Zellmembran schädigt und 

schließlich zerstört (Abbildung 2). 

Abbildung 2 Langsame Perforation 

der Zellmembran durch das Wechselfeld. 

Autor: Andreas Zacherl 

SÜD-CHEMIE AG • Trink- und Abwasserbehandlung (PES) • Ostenriederstraße 15 • 85368 Moosburg • Telefon (0 87 61) 8 26 12 • andreas.zacherl@sud-chemie.com 

www.sud-chemie.com

Desintegration am elektrischen Feld 

Der Schlamm durchfl ießt ein solches 

Rohrleitungssystem, in dem über eine Elektrode ein 

Hochspannungswechselfeld erzeugt wird. 

Vorteile des Verfahrens 

Höherer Gasanfall 

Schlammreduktion 

Bessere Entwässerbarkeit 

Geringer Energieeinsatz 

Kein Verschleiß 

Kein Personaleinsatz 

Positive Ergebnisse im Praxistest 

Bei einem halbtechnischen Versuch in einer 

kommunalen Kläranlage konnte durch die Des- 

integration im elektrischen Feld eine deutliche 

Erhöhung des Kohlenstoffanteils erzielt wer- 

den. Dieser kann zur Gasgewinnung oder als 

Substrat zur Denitrifi kation genutzt werden. 

Während des Versuches wurden rund 30 Li- 

ter Belebtschlamm 15 Minuten lang durch die 

Desintegrationseinheit zirkuliert. Bei dieser 

Behandlung wurde eine Versechsfachung des 

chemischen Sauerstoffgehaltes (CSB) erreicht. 

Ebenfalls stieg der Anteil an leicht abbaubaren 

Kohlenstoffverbindungen (BSB 5 ) deutlich an 


In einem weiteren halbtechnischen Versuch 

wurde eingedickter Überschussschlamm (rund 

90 Liter) mit einem Trockensubstanzgehalt von 

etwa sechs Prozent über einen Zeitraum von 30 

Minuten mit der Desintegrationseinheit behan- 

delt. Während des Versuches wurden in Fünf- 

Minuten-Abständen Proben entnommen und 

analysiert. Dabei konnte eine kontinuierliche 

Steigerung des chemischen Sauerstoffbedarfs 

(CSB) festgestellt werden (Abbildung 4). 

Abbildung 3 Behandlung von Belebtschlamm – Analyse vor und nach der Desintegration. 

mg/l 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

10 

40 

22 

137 

14,5 

0,83 3,18 1,21 

= Nullprobe 

= Desintegration 

2 4,43 

BSB 5 CSB P ges N ges NH 4 -N 

Abbildung 4 Behandlung von Überschussschlamm – Erhöhung des CSB an der Zeitachse. 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

0 min umgepumt 



5 min 

10 min 

= CSB (mg/l) 

15 min 

20 min 

30 min 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

0

Das SDN ® -Verfahren – sofort realisierbar, 

kostengünstig und stabil 

Die Optimierung einer Kläranlage ist 

eigentlich nie abgeschlossen. Alles, was 

Stand der Technik ist oder auf dem 

Gebiet der Abwasserreinigung möglich 

erscheint, sollte in Erwägung gezogen 

und bei Eignung eingesetzt werden. Das 

SDN ® -Verfahren der SÜD-CHEMIE AG 

eignet sich beispielsweise ideal zur Op- 

timierung der Stickstoffelimination, hier 

der Denitrifikation. 

Das SDN ® -Verfahren – Simultane 

Denitrifikation im Vorklärbecken 

Beim SDN ® -Verfahren erhält das Vorklärbe- 

cken die zentrale Funktion. Es dient hier nicht 

nur der Sedimentation des Rohschlammes, 

sondern übernimmt zusätzlich die Funktion 

einer Denitrifikationsbiologie. Es handelt sich 

beim SDN ® -Verfahren um eine vorgeschalte- 

te Denitrifikation mit hoher Leistungsfähigkeit. 

Weil Sedimentation und Denitrifikation zudem 

simultan erfolgen, kann bei diesem Verfahren 

auch auf den Neubau eines zusätzlichen Be- 

ckens verzichtet werden. 

Der zügige Aufbau der Denitrifikationsbiolo- 

gie im Vorklärbecken erfolgt durch Animpfung 

mit Überschuss-Schlamm aus dem Nach- 

klärbecken sowie der internen Rezirkulation 

des Rohschlamm-Belebtschlamm-Gemisches 

(Funktionsschema). Dadurch wird dort ein 

Schlammspiegel aufgebaut, der die erforder- 

liche Biomasse mit dem passenden Schlamm- 

alter enthält. Der Räumer sorgt dabei für eine 

Funktionsschema 

des SDN®-Verfahrens. 


Durchmischung des Rohschlamm-Belebtschlamm-Gemisches und den 

Transport in die Schlammtrichter des Vorklärbeckens. Darüber hinaus 

wird nitrathaltiges Wasser aus dem Ablauf der Nitrifikationsstufe oder 

des Nachklärbeckens zurück ins Vorklärbecken geleitet. Diese Rückfüh- 

rung des nitrathaltigen Wassers erfolgt mit einem Sollwert, der sich aus 

der Summe von Zulauf und Rückführung ergibt. Meist wird ein Sollwert 

mit 2 Q TW gewählt. Der Überschussschlamm-Abzug erfolgt über die 

Schlammtrichter aus dem Vorklärbecken. 

Mögliche Einsatzbereiche des SDN ® -Verfahrens 

Sowohl Belebungsanlagen als auch Tropfkörper- und SBR-Anlagen sind 

grundsätzlich für den Einsatz des SDN ® -Verfahrens geeignet. Durch die 

geschilderte Umfunktionierung des Vorklärbeckens in ein Denitrifikati- 

Vorklärbecken 

Belebungsbecken 

Nachklärbecken 

Faulturm 

Rohschlamm- 

Belebtschlamm- 

Gemisch 

Überschussschlamm 

Nitrathaltiges Abwasser 

Nitrifikation 

Autorin: Dipl.-Biol. Karin Kulicke 

SÜD-CHEMIE AG • Trink- und Abwasserbehandlung (PES) • Ostenriederstraße 15 • 85368 Moosburg • Telefon (0 87 61) 8 26 19 • karin.kulicke@sud-chemie.com 

www.sud-chemie.com 

Rücklaufschlamm 

Überschussschlamm 

Pumpensumpf 

Abbildung: Süd-Chemie AG

onsbecken und die Einleitung von nitrathaltigem 

Wasser lässt sich so in jedem Fall kostengünstig 

und schnell eine zusätzliche Denitrifikations- 

stufe auf einer Kläranlage verwirklichen. Bei 

Tropfkörperanlagen, die ganz ohne Denitrifi- 

kationsstufe geplant wurden, kann das Vorklär- 

becken die Funktion einer Denitrifikationsstufe 

übernehmen. Voraussetzung für den Einsatz 

des SDN ® -Verfahrens auf einer Kläranlage ist 

aber stets eine bereits vorhandene Nitrifikati- 

onsstufe. 

Umsetzung des SDN ® -Verfahrens 

Für den Einsatz des SDN ® -Verfahrens ist im 

Vorfeld eine Machbarkeitsstudie zu erstellen. 

Anschließend bietet die Süd-Chemie AG ne- 

ben dem Lizenzerwerb auch ein breites Spek- 

trum an Dienstleistungen an: von der Versuchs- 

Referenzanlage Ausbaugröße (EGW) Einsparung Bemerkung 

KA Landshut EGW 260.000 

KA Schrobenhausen EGW 55.000 

KA Wasserburg EGW 40.000 

KA Volkach EGW 19.500 

KA Ebersberg EGW 18.000 

KA Werneck EGW 18.000 / 35.000 

KA Oberaudorf EGW 15.000 

begleitung und -optimierung über die verfahrenstechnische Anpassung an die 

Kläranlage bis hin zur Abstimmung mit den Behörden. Darüber hinaus sind auch 

der Einsatz eines Messprogramms mit Auswertung der Daten und gegebenen- 

falls die Bemessung der Kläranlage möglich. 

Referenzanlagen – das SDN ® -Verfahren in der Praxis 

Vorteile des SDN ® -Verfahrens 

Kein Neubau von Becken nötig 

Keine künstliche Kohlenstoffquelle nötig 

Investition kann mit der Abwasserabgabe verrechnet werden, wenn 

ein Abwasserabgabe-pflichtiger Parameter um 20% gesenkt wird 

Schneller Einsatz des Verfahrens 

Stabilität auch bei Belastungsschwankungen 

Fazit: Das SDN ® -Verfahren ist ein kostengünstiges und schnell zu realisierendes 

Verfahren, das auch bei Belastungsschwankungen Stabilität beweist. 

Neubau 

Denitrifikationsstufe 

Neubau 


Neubau 


Neubau 


Neubau 


Neubau 


Neubau 


Hier: Entwicklung von SDN ® -Verfahren 

und TERRA-N ® -Verfahren 

Stets waren Kostenersparnis und Platzmangel die Hauptgründe für den Einsatz 

des SDN ® -Verfahrens. Die Einsparungen für die Gemeinden und Städte lagen 

zwischen einer und dreißig Millionen Euro.

100 

Modernes Turbulenzreinigungsverfahren 

für saubere Regenbecken 

Regenrückhaltebecken und Regenüber- 

laufbecken haben die Funktion, bei stär- 

keren Niederschlägen das anfallende 

Regen- bzw. Mischwasser (Regen- und 

Abwasser) zwischenzuspeichern und 

danach verzögert zur Kläranlage abzu- 

leiten. Durch Einstau erfolgt aufgrund 

der Schwerkraft eine Sedimentation 

(Absetzung) bestimmter im Abwasser- 

strom mitgeführter Schmutzpartikel. Es 

entstehen Ablagerungen, die durch re- 

gelmäßige Reinigung beseitigt werden 

müssen. Eine innovative Lösung für die 

automatische Reinigung von Regenbe- 

cken ist das Turbulenzreinigungsver- 

fahren (TRV). Die Kommune als Be- 

treiber solcher Bauwerke kann teure 

Wartungseinsätze deutlich reduzieren 

und Komplikationen bei der Abwas- 

serentsorgung vermeiden. 

Regenbecken regulieren den Abwasserstrom 

Die hydraulische Leistung von Sammlern und Kläranlagen ist begrenzt. 

Einleitungen in Gewässer sind möglichst zu reduzieren. Aus diesem 

Grund werden im Kanalsystem Rückhalte- bzw. Speicherbauwerke vor- 

gesehen, die bei Niederschlag anfallendes Oberflächenwasser bzw. den 

daraus resultierenden Abwasserstrom aufnehmen und verzögert ablei- 

ten. Während des Einstaus von Regenbecken setzen sich Feststoffe auf 

der Sohle der Becken ab. Das wiederholte Einstauereignis der Becken 

bewirkt eine Anreicherung mit Feststoffen, die auf Dauer die Funkti- 

on des Systems beeinträchtigen kann. Aus diesem Grund kommt der 

Beckenreinigung eine wesentliche Funktion zu, um den hydraulischen 

und hygienischen Betrieb auf Dauer zu gewährleisten. 2008 waren in 

Deutschland etwa 60.000 Regenbecken in Betrieb (Abbildung 1). 

Das Turbulenzreinigungsverfahren (TRV) 

In den letzten Jahrzehnten haben sich unterschiedlichste Reinigungs- 

verfahren etabliert, die auch heute noch überall angewendet werden. 

Die Maßnahmen reichen von der manuellen Reinigung mit Schaufel und 

Wasserschlauch über automatische Schiebesysteme und Schwallspü- 

lungen bis hin zur Reinigung mit Strahlreinigern, auch Turbulenzreini- 

gungsverfahren (TRV) genannt. 

Besonders wirkungsvoll ist das Turbulenzreinigungsverfahren, da es auf 

alle Becken-Geometrien anwendbar ist. Hier übernimmt eine Abwasser- 

pumpe kombiniert mit einer Injektoreinheit die Reinigungsfunktion (Ab- 

bildung 4). Durch den Betrieb des TRV-Systems wird das im Becken 

befindliche Abwasser durch einen Einlaufkrümmer der Reinigungspumpe 

zugeführt. Die Tauchmotor-Pumpe fördert das Abwasser zu einem In- 

jektor, wo durch Querschnittsreduzierung eine höhere Fließgeschwin- 

digkeit und ein Unterdruck erzeugt werden. Durch ein aufgesetztes Be- 

lüftungsrohr wird das Abwasser mit Luft angereichert, was sowohl zu 

einer größeren Strahlweite als auch zu einer Verlangsamung des anaero- 

ben Abbaus im Abwasser führt. 


Abbildung 1 Typische Formen von Regenentlastungsbecken 

mit TRV-Systemen: Rund- und Rechteckbecken. 

Autoren: Dr. Andreas Kämpf und Dipl.-Ing. Andreas Möller 

JUNG PUMPEN GmbH • Industriestraße 4-6 • 33803 Steinhagen • Telefon (0 52 04) 17-320 • E-Mail: andreas.kaempf@pentair.com • www.jung-pumpen.de

Abbildung 2 Eine unzureichende Reinigung 

von Regenbecken führt innerhalb kurzer Zeit zu 

erheblichen Funktionsstörungen. 

Der austretende Strahl erzeugt bei teilgefülltem 

Becken Turbulenzen und Strömungen, um so 

die Sedimentation zu unterbinden. Die Sink- 

stoffe werden dadurch in einem Schwebezu- 

stand gehalten (Homogenisierung/Remobilisie- 

rung). Je nach Art, Größe und Ausführung des 

Regenbeckens (Abbildung 1) kommen un- 

terschiedliche Ausführungsvarianten mit einem 

oder mehreren Aggregaten zum Einsatz. 

Neben rein statischen Aggregaten, die fest 

installiert auf dem Boden des Beckens ange- 

ordnet sind, werden in der jüngsten Zeit auch 

drehbare Systeme eingesetzt (Abbildung 3). 

Diese so genannten Schwenkstrahler sorgen 

für eine Strömung, die den Beckeninhalt in Be- 

wegung setzt und Schmutzstoffe vom Boden 

ablöst. Durch die bewegliche Anordnung kann 

ein größerer Wirkkreis innerhalb des Beckens 

erzielt werden, und auch schwer zugängliche 

Bereiche sind mit dem TRV-Aggregat für eine 

gezielte Reinigung erreichbar. 

Abbildung 3 Schwenkstrahlreiniger mit Jung Pumpe 

und HST-Antrieb im RÜB Wermelskirchen. 

Dimensionierung und Auslegung 

Die Auslegung einer TRV-Anlage wird in der Re- 

gel projektbezogen vorgenommen. Trotzdem 

lassen sich allgemeingültige Auslegungsem- 

pfehlungen für die effektive Reinigung mit TRV- 

Anlagen formulieren. So sollte die Strömung, 

welche durch die Pumpe erzeugt wird, immer 

so geleitet werden, dass nach Möglichkeit die 

Trockenwetter- oder Ablaufrinne am Schluss mitgereinigt wird. Das Pumpen- 

Aggregat sollte immer am tiefsten Beckenpunkt installiert werden. Die Reinigung 

erfolgt in der Regel gegen die Gefällerichtung. Falls unterschiedliche Gefällerich- 

tungen in dem Becken realisiert sind oder Einbauten (wie Säulen, Nischen usw.) 

den Reinigungsprozess behindern, werden befriedigende Reinigungsergebnisse 

nur durch die Verwendung von beweglichen Strahlreinigern erreicht. Mit Hilfe 

von Strömungssimulationen kann für jedes Becken eine exakte Dimensionierung 

erfolgen. Abbildung 5 zeigt das berechnete Strömungsfeld eines Jung Pumpen 

TRV-Systems in einem vorgegebenen Becken von 25 mal 6 Metern. 

Automatisierte Reinigungsverfahren für Regenbecken gewährleisten eine ein- 

wandfreie Funktion des Bauwerks und helfen den personellen Wartungsaufwand, 

der in der Regel von der Kommune geleistet wird, drastisch zu reduzieren. Das 

Turbulenzreinigungsverfahren hat sich für diesen Anwendungsfall bewährt. Für 

komplexere Beckengeometrien sind besonders Schwenkstrahlreiniger zu emp- 

fehlen, da die Freiheitsgrade des Schwenkbereiches die Anzahl an Aggregaten 

vermindert und ein optimales Reinigungsergebnis realisiert. 

Abbildung 4 Das TRV-System mit seinen wichtigsten 

Komponenten – Abwasserpumpe mit Ansaugstrecke 

und Injektoreinheit. 

Abbildung 5 Strömungsverhältnisse im Regenbecken beim 

Einsatz eines TRV-Systems mit einer Jung Pumpe UFK 150/4C5 

101

10 

Benchmarking als Instrument 

zur Qualitätssicherung – Erfolgsfaktor in 

der Wasser- und Abwasserwirtschaft 

Das Benchmarking ist ein wichtiges 

Instrument, um im permanenten Kos- 

ten- und Innovationswettbewerb zu be- 

stehen. Der folgende Beitrag zeigt die 

wichtigsten Begriffe, Bedeutung und die 

Vorgehensweise in aller Kürze auf. 

Abbildung 1: Merkmale zur Beurteilung 

der Leistungsfähigkeit der Wasserversorgung 

und Abwasserbeseitigung (DVWG, DWA (2005)). 

Was ist Benchmarking eigentlich? 

Benchmarking ist eine Methode, die Unternehmensvergleiche nutzt, um 

quantitative und qualitative Verbesserungspotenziale aufzudecken und 

entsprechende Maßnahmen zur Effizienzsteigerung zu ergreifen. Das 

Instrument kann dabei sowohl unternehmensintern (indem Teilbereiche 

des Unternehmens miteinander verglichen werden) als auch unterneh- 

mensübergreifend angewendet werden (indem verschiedene Unter- 

nehmen miteinander verglichen werden). Die Analyse kann im Grunde 

genommen alle Teilfunktionen des Unternehmens betreffen – also tech- 

nische wie wirtschaftliche Aspekte fokussieren. 

Für das national wie international stark gestiegene Interesse am Einsatz 

von Benchmarking in der Ver- und Entsorgungsbranche gibt es verschie- 

dene Gründe. Neben den steigenden Wasser- und Abwassergebühren 

Leistungsfähigkeit der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung 

Sicherheit Qualität Kundenservice Nachhaltigkeit Wirtschaftlichkeit 

Zuverlässigkeit der 

Ver- und Entsorgung 

Anlagenauslastung 

Zentrale Überwachung 

… 

Qualität d. Dienstleistung 

Anlagenüberwachung 

und Dokumentation 

Verluste 

Schäden 

Zustand der Netze 

… 

Beschwerden 

Servicequalität 

Öffentlichkeitsarbeit 

und Kundeninformation 

… 


Ressourcenherkunft 

Ressourcenschutz 

Ressourcenverbrauch 

Substanzerhaltung 

Personelle und soziale 

Kriterien 

… 

Kostentransparenz 

Kostenanalyse 

Investitionen 

Personal 

… 

Autor: Prof. Dr.-Ing. Frank Wolfgang Günthert • Professor für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik • Institut für Wasserwesen 

Universität der Bundeswehr München • Werner-Heisenberg-Weg 39 • 85577 Neubiberg • Telefon (0 89) 60 04-21 56 • E-Mail: wolfgang.guenthert@unibw.de

gehört dazu auch die Forderung nach mehr 

Wettbewerb in der Wasserversorgung und Ab- 

wasserentsorgung. Benchmarking eröffnet viele 

Möglichkeiten, um die Sicherheit, die Qualität, 

den Kundenservice, die Nachhaltigkeit und die 

Wirtschaftlichkeit von Betrieben der Branche 

zu steigern oder auch zu sichern. Daher ist es 

ein wichtiges Instrument zur Überprüfung und 

kontinuierlichen Verbesserung der Leistungsfä- 

higkeit von Unternehmen in der Wasserwirt- 

schaft (siehe Abbildung 1). 

Wie geht man 

Abbildung 2: Verfahrensschritte des 

Benchmarkings (ATV-DVWK-Arbeitsbericht 

„Benchmarking“ (2001)). 

beim Benchmarking vor? 

Benchmarking dient nicht nur dazu, den eige- 

nen Standort im Vergleich zu seinen Wettbe- 

werbern zu bestimmen, sondern zeigt auch 

auf, wo noch Potenziale für Verbesserungen im 

eigenen Unternehmen bestehen. Schließlich 

besteht das Ziel ja darin, die Effizienz und Wirt- 

1 

2 

3 

4 

5 

schaftlichkeit zu steigern. Da Benchmarking kontinuierlich und in relativ kurzen 

Abständen durchgeführt werden muss, können die Verbesserungen in einer 

Benchmarking-Analyse aufgezeigt werden (siehe Abbildung 2). 

Benchmarking als permanenter Verbesserungsprozess 

Ständig neue Herausforderungen am Markt, neue wissenschaftliche Erkenntnisse 

und steigender finanzieller Druck machen Benchmarking zu einer Daueraufgabe, 

die notwendig ist, um Qualität zu sichern und im Wettbewerb zu bestehen. Die 

Umsetzung der Maßnahmen ist also gleichzeitig Ausgangspunkt für eine neuer- 

liche Standortbestimmung. Zahlreiche erfolgreich umgesetzte Projekte, etwa in 

der Wasserversorgung oder der Abwasserentsorgung, verdeutlichen das Poten- 

zial, das dieser Methode zugrunde liegt. Beispiele sind Projekte zur Minimierung 

von Leitungsverlusten, Schadstoffeinleitwerten oder des Betriebsaufwands von 

Pumpwerken. 

Arbeitsschritte Aktivitäten 

Vorbereitung, Planung 

Datenbeschaffung 

Bestimmung Benchmarks 

Analayse 

Integration 

• Festlegung von Teilnehmerkreis 

und Benchmarkingobjekt 

• Definition des Benchmarkingobjekts 

• Beschreibung des 

Benchmarkingobjekts 

• Definition der Kennzahlen 

• Datenerhebung 

• Datenaufbereitung 

• Plausibilitätsprüfung 

• Kennzahlenvergleich 

• Bestimmung Benchmarks 

• Ursachenanalyse 

• Potenzialermittlung 

• Maßnahmenplan 

• Umsetzung 

Weitere Informationen: 

DVGW, DWA (2005): Leitfaden Benchmarking für die Wasserversorgungs- 

und Abwasserreinigungsunternehmen DVGW-Wasser-Information Nr. 68; Bonn; DWA-Themen; 

Hennef; November 2005. 

103

104 

Bakterien 

liefern Energie 

In einer Biogasanlage wird Biogas durch 

anaerobe Vergärung organischer Stoffe 

erzeugt. Zur Erhöhung des Gasertrages 

wird meist Pflanzensilage mit vergoren. 

Das Biogas kann direkt für Heizzwecke 

oder vor Ort mittels eines Blockheiz- 

kraftwerks (BHKW) zur gekoppelten 

Strom- und Wärmeerzeugung genutzt 

werden. Das vergorene organische Ma- 

terial wird als Dünger verwertet. 

Prinzip einer Biogasanlage 

Biogasanlage Ebenhofen 

Über- bzw. Unterdrucksicherung 

mit AK Typ 037. 

In einer Biogasanlage erfolgt der anaerobe mi- 

krobielle Abbau (Vergärung) der Biomasse, die 

aus verschiedenen Rohstoffen z. B. Bioabfall, 

Gülle, Klärschlamm, Fette oder Pflanzen be- 

steht. Die Biomasse wird dabei in einen luftdicht 

verschlossenen Fermenter eingebracht, wo ver- 

schiedene Arten von Mikroorganismen die Mas- 


se als Nährstoffe nutzen. Hauptprodukte sind, je nach Ausgangsstoff, 40 

bis 75 Prozent Methan (CH 4 ), 25 bis 55 Prozent Kohlendioxid (CO 2 ), bis 

zu 10 Prozent Wasserdampf sowie geringe Anteile Stickstoff, Sauerstoff, 

Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff. 

Verwendung des Biogases 

Derzeit wird Biogas vor allem zur dezentralen gekoppelten Strom- und 

Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken (Kraft-Wärme-Kopplung) 

genutzt. Dazu wird das Gasgemisch getrocknet, entschwefelt und dann 

einem Verbrennungsmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der 

produzierte Strom wird ins Netz eingespeist. Die im Abgas und Motorkühl- 

wasser enthaltene Wärme wird in Wärmeüberträgern zurückgewonnen. 

Ein Teil der Wärme wird benötigt, um die Fermenter zu beheizen. Über- 

schüssige Wärme kann zur Beheizung von Gebäuden oder zum Trocknen 

der Ernte verwendet werden. Besonders effektiv ist die Anlage, wenn die 

überschüssige Wärme ganzjährig zur Nutzung abgegeben werden kann. 

Rohrleitungssysteme in Biogasanlagen 

Rohrleitungssysteme und -komponenten von Georg Fischer kommen seit 

vielen Jahren in den unterschiedlichsten Anlagenbereichen von Biogasan- 

lagen zum Einsatz. Der Sicherheitsaspekt einer Biogasanlage ist hoch. Bei 

Konstruktionsfehlern oder bei Materialschäden besteht eine nicht unerheb- 

liche Gefahr. Aus diesem Grund wird großer Wert auf hochwertige Kom- 

ponenten und Systeme mit Zulassungen und verlässlicher Verbindungs- 

technologie sowie auf eine professionelle Planungsunterstützung gelegt. 

Aufgrund der noch fehlenden Prüfgrundlage für Rohrleitungskomponenten 

in Biogasanlagen empfiehlt es sich, auf anerkannte gängige Normung zu 

achten. Gülle-, Substrat-, Gärstoff-, Kondensat- und Biogasleitungen wer- 

den meist in den Werkstoffen PE 100 oder PVC ausgeführt. Sowohl Fit- 

tings als auch Rohre sind bei beiden Werkstoffen DIBt-zugelassen. PE 100 

besitzt zusätzlich die DVGW-Zulassung. 

Gülleleitung in PE 100 mit KH Typ 546 und Absperrklappen Typ 037. 

Autor: Ingo Pfirrmann 

Georg Fischer GmbH • Daimlerstraße 6 • 73095 Albershausen • Telefon (0 71 61) 3 02-20 4 • E-Mail: ingo.pfirrmann@georgfischer.com • www.georgfischer.com

Anlagen und staatliche Förderung 

In Deutschland wird das Einspeisen von elek- 

trischem Strom in das Stromnetz durch das 

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. 

Energieversorger müssen den Strom aus Block- 

heizkraftwerken zu festgelegten Preisen abneh- 

men. Wird das Biogas nur thermisch verwertet 

oder gereinigt, verdichtet und in ein Gasnetz ein- 

gespeist, erhält der Biogasanlagenbetreiber keine 

EEG-Vergütung. 

Der NawaRo-Bonus (Nachwachsende Rohstof- 

fe) kann auch bei der Verwendung von Gülle 

gewährt werden. Der Gülledurchfluss wird mit 

dem elektromagnetischen Durchflussmesser 

Typ 2551 gemessen. Der Sensor ist für eine prä- 

zise Durchflussmessung selbst in verschmutzten 

Flüssigkeiten bestens geeignet. Der elektromag- 

netische Eintauch-Durchfluss-Sensor besteht aus 

korrosionsbeständigem Material und ist ohne 

bewegte Teile. Aus diesem Grund besteht eine 

langjährige Zuverlässigkeit. Nähere Informati- 

onen finden Sie in der rechten Spalte. 

Der KWK-Bonus richtet sich nach der Strom- 

kennzahl. Diese berechnet sich nach dem Ver- 

hältnis des elektrischen zum thermischen Wir- 

kungsgrad des Blockheizkraftwerkes. Kann eine 

Biogasanlage z. B. 50% der anfallenden Wärme 

verkaufen, werden 50% des produzierten Stro- 

mes mit dem KWK-Bonus vergütet. 

Beispiel: Biogasanlage Ebenhofen 

In der Biogasanlage Rudolf Schmid in Ebenhofen 

(Allgäu) erfolgte die Installation aller Gülle- und 

Gasleitungen in PE 100 mit dem ELGEF® Plus- 

Schweißfittingssortiment. 

NawaRo-Bonus: Durchflussmesser wie 

der MID 2551 erfassen die Verwendung von 

Gülle für die staatliche Förderung. 

Zum Einsatz kamen Dimensionen von d 160 

mm bis d 315 mm sowie Armaturen Kugel- 

hahn Typ 546, Ab-sperrklappen Typ 567 und 

Typ 037 sowie der Durchflussmesser Typ MID 

2551 für die Gülledurchflussmessung. 

Gut für den NawaRo-Bonus – 

der elektromagnetische Durchfluss-Sensor Typ 2551 

Der Typ 2551 ist ein elektromagnetischer Eintauchsensor zur Messung 

des Durchflusses ohne bewegte Teile. Dies gewährleistet eine langfristi- 

ge Zuverlässigkeit und minimale Wartungskosten. Alle Ausführungen des 

Sensors sind in verschiedenen Werkstoffvarianten erhältlich. Bei Ver- 

wendung des umfangreichen Lieferprogramms von Installationsfittings 

in den Dimensionen DN 15 bis DN 200 sowie den Anschweißstutzen 

bis zur Größe DN 1200 erfolgt die Sensorausrichtung und Eintauchtiefe 

automatisch. Ein Falscheinbau des Sensors ist somit nicht möglich. 

Der vielseitige und einfach zu installierende Sensor ist für präzise Durch- 

flussmessung über einen großen dynamischen Messbereich (0,05 bis 10 

m/s) konzipiert. Er erfüllt damit die Anforderungen unterschiedlichster 

Anwendungen wie zum Beispiel der chemischen Verarbeitung, der Was- 

ser- und Abwasserbehandlung, im Schwimmbadbereich sowie bei Bio- 

gasanlagen. Der Typ 2551 bietet eine Reihe von Ausgangsoptionen an. 

Eine Variante stellt ein Frequenz- oder Digitalsignal (S3L) zur Verfügung. 

Diese kann an zahlreiche Anzeigengeräte wie den Transmitter Typ 8550 

oder den Batchcontroller Typ 5600 angeschlossen werden. Eine weitere 

Version liefert ein 4-20 mA-Analogsignal, welches mit Hilfe einer Soft- 

ware einfach auf die anwendungsspezifischen Kundenwünsche kalibriert 

werden kann. Mit einem 4-20 mA-Anzeigengerät wird die Durchfluss- 

menge zur Anzeige gebracht oder das Signal kann direkt an eine SPS- 

Eingangskarte weitergeleitet werden. 

Technische Daten: 

keine bewegten Teile, kein Druckabfall 

für Dimensionen DN 15 bis DN 200 Standardfittings; bis DN 1200 Anschweißstutzen 

Durchflussbereich 0,05 bis 10 m/s 

präzise Messung selbst in verschmutzten Flüssigkeiten 

4 bis 20 mA-Digital- oder Frequenzausgang 

minimale Leitfähigkeit des zu messenden Mediums 20 µS/cm 

105

10 

5.000 

Tonnen 

weniger 

CO 2 

Innovativ: Die industrielle Biogasanlage in Hamlar nutzt die im Zuge der Produktion 

von Gewürzkräutern anfallenden Pflanzenreste für die Energiegewinnung. 

Die Verarbeitung von Gewürzkräutern 

zu hochwertigen Trockenprodukten 

ist ein abgestimmter Qualitätsprozess, 

bei dem nur etwa die Hälfte der einge- 

brachten Pflanzen verwertet werden 

kann. 50 Prozent müssten demnach 

ungenutzt als Abfall entsorgt werden. 

Nicht so in Hamlar. Unter Regie des 

Münchener Energie- und Umwelttech- 

nik-Unternehmens INNOVAS entstand 

hier beim größten deutschen Gewürz- 

kräutertrocknungsbetrieb eine indus- 

trielle Biogasanlage zur Gewinnung von 

Energie und Dünger aus Pflanzenresten. 

Abbildung 1: Die Pflanzenreste werden im 

Trocknungsbetrieb aussortiert und anschließend der 

Biogasanlage zugeführt. 


Hochleistungs-Biogasanlage 

im industriellen Einsatz 

Die Systemlösung in Hamlar ist speziell auf die hier anfallenden Substrate 

und die Bedürfnisse des Trocknungsbetriebes zugeschnitten. Sie umfasst 

neben der Biogasanlage eine Hygienisierung sowie ein Konzept zur Rest- 

wärmenutzung. Mit rund 3.770 Kubikmetern Faulraum ist die individuell 

konzipierte, geplante und gebaute Anlage im bayerischen Schwaben die 

bislang größte nach dem INNOVAS-Prinzip. Die geschäftsführenden Ge- 

sellschafter Dipl.-Ing. (FH) Stefan Reitberger und Anselm Gleixner haben 

die industrielle Biogasanlage auf die maximalen Abfallmengen während 

der sommerlichen Trocknungssaison ausgelegt. 

Strom und Wärme aus ungenutzten Pflanzenresten 

Für die Erlangung optimaler Leistungsdaten wurde die Vergärung der Pflan- 

zenteile zweistufig ausgelegt. Die Gärrohstoffe, Stängel und Pflanzenreste 

(Abbildung 1) werden zunächst in einer geschlossenen Halle zusam- 

mengeführt und im Anmaischbehälter mithilfe eines Rührwerkes und einer 

Zerkleinerungseinheit zu einem homogenen Brei verarbeitet. Anschlie- 

ßend verweilt die Maische für mehrere Tage in den Hydrolysetanks, wo 

die ersten biochemischen Einzelprozesse stattfinden: Hydrolyse, Acidoge- 

nese und Acetogenese (Abbildung 2). Ein Entlüftungssystem führt das 

entstehende Hydrolysegas, hauptsächlich Kohlendioxid und Schwefelwas- 

serstoff, sowie die verbrauchte Hallenluft einem Biofilter zur Reinigung zu. 

In den Wintermonaten, wenn produktionsbedingt weniger Pflanzenres- 

te anfallen, wird die Maische ausschließlich aus externen Reststoffen der 

Lebensmittelindustrie gewonnen. Für diesen Zeitraum ist auch die Hygi- 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Reitberger 

INNOVAS – Innovative Energie- u. Umwelttechnik GbR • Margot-Kalinke-Str. 9 • 80939 München • Telefon (0 89) 16 78 39 73 • info@innovas.com • www.innovas.com

Abbildung 2: In den Hydrolysetanks finden die ersten 

mikrobiellen Prozesse der Biogasgewinnung statt. 

Technische Eckdaten: 

Fermentervolumen 2 x 1.885 m 3 

Biogasgewinn ca. 5.600 m 3 /d 

Methangehalt > 60 % CH 4 

BHKW-Anlage 2 x 345 kW el 

Gärsubstrate bis zu 100 t/d 

Gewürzkräuterabfall und ausgewählte Abfäl- 

le aus der Lebensmittelproduktion 

Belastungsgrenze max. 200 m3 /d 

bei Raumlast 3-4 kgOTS/ m3 *d 

CO -Einsparung 2 rund 5.000 t/a 

enisierungsstufe vorgesehen, wo die Abfälle aus 

der Lebensmittelproduktion vorschriftsgemäß 

eine Stunde lang bei 70 Grad Celsius hygienisiert 

werden, ehe sie in den weiteren Gärprozess 

gelangen. Dass man in Hamlar als externe 

Gärrohstoffe statt der üblichen Gülle lediglich 

Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion verwendet, 

liegt daran, dass die Biogasanlage ein 

fester Bestandteil des Gewürztrocknungsbetriebes 

ist. 

Aus den Hydrolysetanks wird das Gärgemisch 

in freistehende, isolierte Stahlbetontanks, die 

Fermenter, geleitet (Abbildung 3). Hier 

entsteht in der zweiten Prozessstufe, der Methanogenese, 

das verwertbare Biogas. Dieses 

Abbildung 3: Das schlussendlich in den Fermentern entstehende Biogas wird entschwefelt, 

auskondensiert und in Folienspeichern zwischengelagert (Abbildung 4). 

wird in Gassammeldomen über eine Ringleitung aufgefangen, anschließend ent- 

schwefelt, auskondensiert und zum Gaslager geleitet. In Folienspeichern kann 

das Biogas bei einem Druck von maximal 10 Millibar relativ trocken zwischen- 

gelagert werden. Mit zwei parallel den Gasspeichern nachgeschalteten Druck- 

gebläsen wird ein Vordruck erzeugt (60 bis 80 Millibar) und das Gas durch eine 

500 Meter lange Erdleitung zur BHKW-Anlage gedrückt (Abbildung 4). Zwei 

BHKW-Module MDE 3042 mit einer Leistung von 660 Kilowatt (kW) überneh- 

men hier die Erzeugung des Stromes, der über einen Netztrafo ins öffentliche 

Netz eingespeist wird. Da sich die BHKW-Anlage bewusst in unmittelbarer 

Nähe der Trocknungsanlage befindet, kann darüber hinaus die Abwärme der 

Kraftwerksanlage über Wasser-/Luftwärmetauscher zum Vorwärmen der Trock- 

nungsluft für die Gewürzkräuter genutzt werden. 

Gärrestverwertung als hochwertiger Wirtschaftsdünger 

Auch der noch verbleibende Gärrest wird verwertet. Er wird von den regionalen 

Anbaubetrieben als Dünger auf deren Feldern ausgebracht. Denn außer den 

in der Anlage abgebauten Kohlenstoffverbindungen sind nach dem Gärprozess 

noch alle Nährstoffe aus den Pflanzenresten in mineralisierter Form erhalten. 

Somit findet ein hochwertiger Wirtschaftsdünger den Weg auf die Felder in der 

Umgebung – und der Stoffkreislauf schließt sich wieder. 

Abbildung 4: Druckgebläse drücken das Biogas vom Folienspeicher zur BHKW-Anlage (rechts). 

10

10 

Optimierung von 

Biogasanlagen 

Bei neuen Bioenergiekonzepten sollte 

stets auch auf die Nachhaltigkeit der 

Systeme geachtet werden. So bietet es 

sich beispielsweise an, für die Energieer- 

zeugung vorrangig den Einsatz bereits 

vorhandener Biomassen vorzusehen. 

Derzeit werden überwiegend die nachwach- 

senden Rohstoffe (NaWaRo) Mais und Getrei- 

de in den Biogasanlagen genutzt. Problematisch 

dabei: Sie werden oftmals auf Ackerfl ächen 

angebaut, die für Nahrungsmittel vorgesehen 

waren. Hier muss ein Umdenken stattfi nden. 

Bioabfälle sinnvoll verwerten 

Derzeit verrotten Millionen Tonnen von Bioab- 

fällen ungenutzt oder werden einfach verbrannt, 

anstatt sie in Biogasanlagen in Bioenergie umzu- 

wandeln. Die Palette der nutzbaren Reststoffe 

ist groß: Speiseabfälle, Gemüseabfälle, Zellstoff- 

reste aus dem Recycling, Klärschlämme, Grün- 

schnitt aus der Landschaftspfl ege, Marktabfälle 

sowie Lebensmittelproduktionsabfälle können 

eingesetzt werden. Da diese Rohstoffe bereits 

vorhanden sind, müssen sie nicht mit hohem 

CO 2 -Einsatz auf unseren Feldern zusätzlich 

produziert werden. 

System mit Zukunft: 

Zentrales 

Energie-Management. 


Zukunftsprojekt: Modell des 

Energieparks Brandenburg. 

Biomethangas einspeisen statt dezentral verbrennen 

Eine weitere Optimierung des Systems erreicht man, indem das erzeugte 

Biomethangas nicht direkt vor Ort in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) 

verbrannt wird. Denn oftmals wird hier der größte Teil der bei der Ver- 

stromung entstehenden Wärmeenergie ungenutzt in die Umgebung abge- 

geben. Sinnvoller ist es, das Biomethangas in ein Ferngasnetz einzuspeisen. 

Das dort virtuell durchgeleitete Gas kann dann nach Bedarf aus dem Gas- 

netz entnommen und bei optimaleren Bedingungen zur Erzeugung von 

Elektro- und Wärmeenergie genutzt werden. Wird die Energie dann bei- 

spielsweise mit einer CO 2 -neutralen Brennstoffzelle erzeugt, kann sogar 

eine noch größere Menge CO 2 eingespart werden. 

Wie man sieht, können durch zentrales Energie-Management alle 

Komponenten energieoptimiert aufeinander abgestimmt werden. Nur 

durch Optimierung wird die Biogastechnologie einen wichtigen Schritt in 

Richtung CO 2 - und Kostenreduzierung gehen. Ein Weg, der bereits bei 

einem in Planung befi ndlichen Energiepark in Brandenburg verfolgt wird. 

Dieser leistet zukünftig einen Beitrag zur Umweltentlastung und verringert 

die wirtschaftliche Abhängigkeit von staatlich gesteuerten Vergütungszu- 

schüssen. Nur durch innovative Projekte wie dieses sind neue Wege in die 

Energie der Zukunft möglich. 

Autor: Peter Westerhoff 

UES Umwelt Energiesysteme GmbH • Heinsahl 16 • 21244 Buchholz in der Nordheide • Telefon (0 41 81) 9 40 96 76 • E-Mail: westerhoff@ues-gmbh.de

www.initiative-co2.de 

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Effektiv: Durch den Einsatz der Biogasanlage kann unter 

Berücksichtigung des Wirkungsgrades durch Stromproduktion 

und Wärmenutzung eine CO 2 -Einsparung von rund 

5.100 Tonnen im Jahr erreicht werden. 

5.100 

Tonnen 

weniger 

CO 2 

Die Biogasanlage Söhnergy in Schwai- 

gern nordwestlich von Heilbronn wurde 

Anfang 2008 fertiggestellt und in Betrieb 

genommen. Besonderheit dieser Anla- 

ge ist das bisher einmalige Wärmenut- 

zungskonzept. Die Betreibergesellschaft 

Söhnergy GmbH & Co KG ist mit dem 

Ziel gegründet worden, ein ökologisch 

und ökonomisch sinnvolles Wärme- und 

Energiekonzept für den benachbarten 

Industriebetrieb umzusetzen. 

Die Söhner Group ist ein führender Hersteller 

für elektromechanische Baugruppen aus Kunst- 

stoff und Kunststoff Metallverbindungen. In der 

Kunststoffverarbeitung wird viel Prozesskälte 

zur Kühlung der Werkzeuge und der Produkti- 

onshallen benötigt. Zur Kältebereitstellung wird 

ein 630 Kilowatt (kW) Kälteabsorber der Firma 

York eingesetzt, der mit der Abwärme des 

Biogas Blockheizkraftwerkes (BHKW) betrieben 

wird. Die Verstromung des Biogases erfolgt auf 

dem Gelände der Biogasanlage in einem Deutz 

BHKW mit 1021 kW elektrischer Leistung. Die 

anfallende Abwärme wird dann über eine 950 

Meter lange Fernwärmeleitung zum Industriebe- 


Biogasanlage Söhnergy – 

optimierte Wärmenutzung 

trieb geleitet. Zum Beheizen der Fermenter und des Nachgärers wird nur 

die Wärme des Gasgemischkühlers genutzt, so dass die gesamte Wärme 

des Abgaswärmetauschers und des Motorkühlkreislaufs des BHKW in die 

Fernwärmeleitung abgegeben werden kann. Als Back-Up-System wurde 

ein Weishaupt Gasbrenner installiert, der bei einem BHKW Ausfall das Gas 

verarbeitet und die benötigte Wärme bereitstellt. 

Kälteabsorber erzeugt Prozesskälte für die Fertigung 

Bei einem Kälteabsorber wird in einem kontinuierlichen Prozess mit un- 

terschiedlichen Druckstufen und Temperaturniveaus ein Kältemittel ver- 

dampft und von einer kältemittelarmen Lösung absorbiert. Durch eine 

zweite Verdampfungsstufe, unter äußerer Wärmezufuhr, wird das Kälte- 

mittel wieder von der Lösung getrennt und anschließend verflüssigt. Das 

System beruht auf der Fähigkeit einiger Stoffe, andere Stoffe gut zu ab- 

sorbieren und diese unter anderen Bedingungen wieder abzugeben. So 

läuft der ganze Prozess bei drei verschiedenen Temperaturen und zwei 

verschiedenen Druckstufen ab. Beim ersten Verdampfungsschritt entste- 

hen niedrige Temperaturen, mit denen ein Kälteträger abgekühlt wird. Als 

Arbeitsstoffpaare dienen Ammoniak und Wasser mit möglichen Tempera- 

turen von bis zu -60°C oder Wasser und eine Lithiumbromidlösung mit 

bis zu +4°C. Als Kälteträger wird Wasser oder eine Kühlsole verwendet. 

Bei Absorptionskälteanlagen ist das Lösungsmittel mit dem Verdichter bei 

Autor: Jörg Herbold (Biologischer Service) 

UTS Biogastechnik GmbH • Zeppelinstraße 8 • 85399 Hallbergmoos • Telefon (08 11) 9 98 84-0 • info@uts-biogas.com • www.uts-biogas.com

Rohstofftransport: Über ein Förderband gelangt 

das zu vergärende Material in die Fermenter. 

der mechanischen Kälteerzeugung zu verglei- 

chen. Bei den mechanischen Kälteaggregaten 

werden die entstehenden Kältemitteldämpfe 

durch einen Verdichter abgesaugt. Bei der Ab- 

sorptionskühlung wirkt hier das hygroskopische 

Lösungsmittel, das den Kälteträger wie ein 

Schwamm aufsaugt, also absorbiert. 

Regionale Rohstoffe zum Betrieb 

der Biogasanlage 

Am 3. März 2008 wurde der Probebetrieb der 

Biogasanlage gestartet; seit Anfang Juli läuft die 

Anlage nun auf Volllast. Als Gärsubstrate wer- 

den ausschließlich nachwachsende Rohstoffe, 

vornehmlich Silomais, Roggen und Triticale als 

Ganzpflanzensilage sowie Sudangras und Zu- 

ckerhirse eingesetzt. Die geernteten Energie- 

pflanzen werden in dafür errichteten Fahrsilos 

auf dem Gelände der Anlage gelagert. Die Pflan- 

zen werden von 44 Landwirten aus der näheren 

Umgebung angebaut. Durch ein GPS gesteuer- 

tes System auf Feldhäcksler und Transportfahr- 

zeugen ist eine Zuordnung der Erntemengen zu 

jedem einzelnen Feldblock möglich. Durch die 

Verwiegung und die Bestimmung des Trocken- 

substanzgehalts jeder einzelnen Fuhre wird eine 

exakte individuelle Abrechnung der einzelnen 

Landwirte gewährleistet. Aus den Silos werden 

einmal täglich die benötigten Mengen an Rohstoffen entnommen und in einen 

Feststoffdosierer der Firma Havelberger übergeben. Dieser bringt das zu vergä- 

rende Material in 48 Chargen pro Tag über ein Förderband und Einbringschnecken 

direkt in die Fermenter ein. Der Dosierbehälter ist auf Wiegestäben aufgestellt, 

so dass eine genaue Erfassung und Steuerung der eingebrachten Feststoffmengen 

gegeben ist. 

Aufbau und Arbeitsweise der Biogasanlage Söhnergy 

Die Biogasanlage ist so aufgebaut, dass die beiden Fermenter mit je rund 1800 Ku- 

bikmeter (m³) direkt beschickt werden. Nachgelagert ist der Nachgärbehälter mit 

etwa 3300 m³, in den das bereits teilweise vergorene Material aus den Fermentern 

ohne Energieaufwand durch einen speziellen Überlauf gelangt. Durch den Nach- 

gärer wird sichergestellt, dass auch das nur teilweise vergorene Material aus den 

Fermentern vollständig umgesetzt wird. Durch dieses zweistufige Verfahren wer- 

den die Einsatzstoffe effizient umgesetzt und rund 35 Prozent höhere Gaserträ- 

ge realisiert, als nach KtBL-Angaben zu erwarten sind. Diese überdurchschnittlich 

gute Umsetzung der organischen Bestandteile wird zu dem durch den großzügig 

bemessenen Faulraum in Verbindung mit einer langen Verweilzeit erreicht. Zur 

Durchmischung des Gärsubstrats im Fermenter werden jeweils zwei hydraulische 

Tauchrührwerke eingesetzt. Der hydraulische Antrieb hat zwei wesentliche Vor- 

teile: den EX-Schutz und die gute Wärmeableitung durch die extern aufgestell- 

ten Hydraulikaggregate. Dadurch bleibt der Wirkungsgrad der Rührwerke auch 

im warmen Biogassubstrat konstant – im Gegensatz zu elektrisch angetriebenen 

Tauchrührwerken. Die Rührwerke können von der Betondecke der Fermenter 

über die Serviceschächte in der Höhe und der Rührrichtung verstellt werden. Die 

patentierten UTS Serviceschächte erlauben eine einfache Wartung der Rührwerke 

im laufenden Anlagenbetrieb, ohne dass dafür der Behälterfüllstand abgesenkt 

Energieumsetzung: Im BHKW werden 

aus dem Biogas Strom und Wärme gewonnen. 

>> 

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11 

werden muss. Im Nachgärbehälter sind, wie in 

den Fermentern, zwei Tauchrührwerke einge- 

baut. Im Endlager sind aufgrund des geringeren 

Rühraufwands und der niedrigeren Temperatur 

zwei elektrische Tauchrührwerke verbaut wor- 

den. Die Hydraulikaggregate zum Antrieb der 

Rührgeräte sind im zentralen Zwischengebäude 

untergebracht. Dies gewährleistet einen guten 

Wärmeabtransport sowie kurze Wege für die 

Hydraulikleitungen. 

Bei biologischen Problemen kann zudem Mate- 

rial zwischen den Behältern ausgetauscht oder 

im Automatikbetrieb stabiles Material aus dem 

Nachgärer zum Rezirkulieren in die Fermenter 

zurückgeführt werden. Der Zwischenbau ist 


großzügig konstruiert und für Wartungsarbeiten gut zugänglich. Hier sind 

auch die Zentrale Pumpstation und die Substratverteilung untergebracht. 

So ist es möglich von jedem Behälter in jeden Behälter zu pumpen. Die in- 

tegrierte Durchflussmengenmessung und die Pneumatikschieber ermög- 

lichen automatisiert ablaufende Pumpvorgänge. Die hier untergebrachte 

Anlagensteuerung überwacht und regelt Füllstände, Temperaturen, 

Rühr- und Pumpvorgänge. Alle Verfahrensabläufe, bis auf das Befüllen 

des Feststoffdosierers, sind automatisiert. Die gesamte Anlagensteuerung 

lässt sich zudem über einen PC im BHKW-Gebäude bedienen. Durch 

eine Datenverbindung kann über die autorisierte Fernüberwachung von 

außen auf die Steuerung zugegriffen werden. Dies ermöglicht dem Anla- 

genbetreiber die Anlage jederzeit zu beobachten. Den Spezialisten von 

UTS ermöglicht die Fernwartung etwaige Fehler auszumerzen oder von 

außen Hilfe für die Bedienung der Anlage zu leisten. Selbstverständlich 

erfolgt auch eine Notfall- Alarmierung, die den Betreiber per Mobiltele- 

fon über eine Störung der Anlage informiert. 

Biogasanlage Söhnergy: ein ökologisch wie ökonomisch sinnvolles Wärme- und Energiekonzept für die Industrie. 

Autor: Jörg Herbold (Biologischer Service) 

UTS Biogastechnik GmbH • Zeppelinstraße 8 • 85399 Hallbergmoos • Telefon (08 11) 9 98 84-0 • info@uts-biogas.com • www.uts-biogas.com

Gasspeicher und Entschwefelung 

Zur Lagerung des ausgegorenen Materials wur- 

de ein Endlagerbehälter mit ca. 4400 m³ errich- 

tet und ist wie der Nachgärbehälter mit einem 

gasdichten Zeltdach abgedeckt. Der daraus 

resultierende Gasspeicherraum dient zum ei- 

nen als Puffer für die Gasproduktion, zum an- 

deren ist so eine große Besiedlungsfläche für 

die biologische Entschwefelung vorhanden. 

Die biologische Entschwefelung mit dosiertem 

Lufteintrag ermöglicht bei UTS Biogasanlagen 

den Verzicht auf eisenhaltige Präparate, wie sie 

häufig bei hohem Schwefelwasserstoff-Gehalt 

eingesetzt werden. Das in dem Fermenter ent- 

standene Biogas wird über Edelstahlleitungen 

oberirdisch in den Gasspeicher des Nachgärers 

und des Endlagers geführt. Es besteht die Mög- 

lichkeit jeden Behälter einzeln anzufahren oder 

ein Mischgas aus allen Behältern zum BHKW zu 

leiten. Zur Überwachung der Gasqualität und 

zur automatisierten Steuerung des Lufteintrags 

für die Entschwefelung ist eine kontinuierliche 

Gasanalyse integriert. 

Die Feststoffe aus dem Gärrest können durch ei- 

nen Separator abgeschieden werden. Eine Teil- 

menge wird der Anlage zur erneuten Vergärung 

über den Feststoffdosierer zugeführt, um die 

Substratausnutzung zu erhöhen. Der größte Teil 

wird jedoch an die Kompostierung abgegeben, 

es entsteht so ein hochwertiges Pflanzsubstrat. 

Eine andere Nutzungsmöglichkeit wäre, nach 

einer Trocknung den Pressrest als Brennstoff in 

pelletierter Form einzusetzen. 

Anfahrplan und laufende 

Überwachung für geregelten Betrieb 

Um die Anlage zügig und nachhaltig auf volle 

Leistung zu bringen, wurde von den Experten 

der UTS Biogastechnik ein Anfahrplan erstellt. In 

diesem Plan wird die Steigerung der täglichen In- 

putmenge über den Zeitraum der Leistungsfahrt 

beschrieben. Beginn der „Fütterung“ war Anfang 

Gasspeicher: Der Nachgärbehälter mit gasdichtem Zeltdach wird 

als Pufferspeicher und zur biologischen Entschwefelung eingesetzt. 

März und bereits nach drei Monaten wurde die vertraglich garantierte Einspeiseleistung 

erreicht. Bei der Steigerung der Fütterung ist zu beachten, dass die Fermenter nicht 

überfüttert werden. Wird mehr Substrat eingebracht als durch die Bakterien zu Biogas 

umgesetzt werden kann, kommt es zu einer Übersäuerung im Fermenter und damit 

zum berüchtigten „Absturz“ der Anlage. Um dies zu verhindern, werden von den Ex- 

perten der UTS Biogastechnik in regelmäßigen Abständen Proben des Fermenterin- 

halts im Labor analysiert. Dabei wird unter anderem der Gehalt an organischen Fett- 

säuren und deren Zusammensetzung, der Anteil der organischen Trockensubstanz, 

der Ammoniumstickstoffgehalt und die Versorgung mit Spurennährstoffen untersucht. 

Zusätzlich wird die Anlage während der Anfahrphase im Abstand von maximal 14 Ta- 

gen von einem Spezialisten besucht. Dieser führt einige Schnelltests vor Ort durch und 

kontrolliert alle wichtigen Parameter der Biogasproduktion. 

Durch eine ausgewogene Strategie bei der Leistungsfahrt kann zuverlässig und nach- 

haltig sichergestellt werden, dass die Biogasanlage schnell auf die geplante Leistung 

kommt. Es ist entscheidend, diesen Anfahrprozess genau zu beobachten und zu steu- 

ern, denn hier kann viel Geld verspielt werden. Wird die Anlage zu langsam auf Leis- 

tung gebracht, mindert dies den Ertrag des Betreibers aus möglichen Einnahmen von 

der Stromeinspeisung. Wird versucht die Anlage zu schnell auf Vollleistung zu bringen, 

kommt es zu einer Überfütterung der im Aufbau befindlichen Biologie. Die Überbelas- 

tung des biologischen Prozesses führt zu Problemen, die oft in wochenlangen Verzöge- 

rungen bei der Leistungsfahrt resultieren und damit hohe Kosten/Verluste verursachen. 

Die optimale Anfahrphase kann also nur durch eine bedarfsgerechte Fütterung und 

eine umfassende Prozessüberwachung erreicht werden. 

Die fachkundige zuverlässige Betreuung der Anlage, effiziente verlässliche Technik und 

eine leistungsfähige Biologie mit optimaler Umsetzung der Einsatzstoffe, sind die Ga- 

ranten für den erfolgreichen Betrieb. In Kombination mit einem schlüssigen Wärme- 

konzept rechnet sich eine Biogasanlage auch bei hohen Preisen für Substrate. 

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Hochspannung auf dem Meeresgrund 

Die Offshore-Energieproduktion mittels 

Windkraft ist eine erprobte Methode 

in der nachhaltigen Energieversorgung. 

GF Piping Systems liefert wichtige Kom- 

ponenten zur Übertragung der Energie 

über lange Distanzen. 

Anspruchsvoll: Formstabilität, hohe Lebensdauer 

und Betriebssicherheit sowie eine hohe mechanische 

Belastbarkeit sind für die Kühlsysteme unabdingbar. 

O STROM AUS WINDKRAFT 

Innerhalb der erneuerbaren Energien nimmt die Windkraft einen ge- 

wichtigen Stellenwert ein. Ende 2007 produzierte Europa bereits rund 

56 Gigawatt Strom aus Windkraft, die weltweite Kapazität lag bei 94 Gi- 

gawatt. Doch bei der Erschließung neuer Standorte für Windkraftanlagen 

gilt es, gesellschaftliche, wirtschaftliche und politische Aspekte sowie to- 

pologische und geografische Gegebenheiten in Einklang zu bringen. Oft- 

mals lässt sich diese Vielfalt an Anforderungen jedoch nicht befriedigend 

erfüllen – insbesondere in dicht besiedelten Gebieten. 

Offshore – Energie „außerhalb der Küstengewässer“ 

Eine erprobte und viel versprechende Alternative bieten da die Offshore- 

Windkraftanlagen auf hoher See. Zwar sind hier die Baukosten höher und 

das Engineering bedeutend anspruchsvoller, doch mit durchschnittlich 20 

Prozent höheren Windgeschwindigkeiten ist an ausgewählten Offshore- 

Standorten gegenüber dem Festland auch eine bis zu 70 Prozent höhere 

Energieausbeute zu verzeichnen. Bekannte Offshore-Anlagen werden 

derzeit unter anderem von Dänemark, Großbritannien und Deutschland 

betrieben. 

Ein bezüglich Dimensionen bisher einzigartiges Projekt ist die geplante 

NORDE.ON 1. Die so genannte Anlage Borkum 2 soll im Endausbau 80 

Windgeneratoren mit einer Leistung von je fünf Megawatt umfassen und 

so zur weltgrößten Windfarm werden. Der Standort der Anlage befindet 

sich rund 130 Kilometer von der Küste entfernt in der Nordsee. Die 

Autor: Jan Nordgren 

Georg Fischer GmbH • Daimlerstraße 6 • 73095 Albershausen • Telefon (0 71 61) 3 02-20 4 • E-Mail: ingo.pfirrmann@georgfischer.com • www.georgfischer.com

deutsche E.ON Netz GmbH hat ABB mit dem 

Bau der benötigten Generatoren beauftragt. 

GF Piping Systems wurde von ABB als Lieferant 

für die Rohrleitungssysteme des Kühlsystems 

ausgewählt. 

Das NorNed Projekt – 

Unterwasser-Hochspannungskabel 

ABB setzt mit der Entscheidung für GF Piping 

Systems vor allem auf deren Know-how und 

die erfolgreiche Zusammenarbeit bei ähnlichen 

Projekten in China oder dem rekordverdäch- 

tigen NorNed-Projekt. NorNed bezeichnet das 

weltweit längste Unterwasser-Hochspannungs- 

kabel. Diese Verbindung zwischen Norwegen 

und den Niederlanden ist 580 Kilometer lang 

und stellt im europäischen Energiemarkt eine 

wichtige Transportroute dar. Wie bei der Off- 

shore-Stromproduktion wird auch hier die Elek- 

trizität im Gleichstromverfahren übertragen. 

Strom-Wandlungsprozess 

für die Gleichstromübertragung 

Aus Gründen der Effizienz und der besseren 

Ausnutzung der Kabel wird für die Stromleitung 

häufig das so genannte „High Voltage Direct 

Current“-Verfahren (HVDC), die Gleichstrom- 

übertragung, eingesetzt. Auch werden dadurch 

Der Stromwandlungsprozess findet im Thyristor- 

Ventil und dem angegliederten Reaktor (grün) statt. 

Stromverluste minimiert. Bei diesem Verfahren wird der Strom auf der einen Seite 

der Leitung von Wechselstrom in Gleichstrom gewandelt. Auf der anderen Seite, 

an der Einspeisestelle an Land, wird der Strom wieder in den netzkompatiblen 

Wechselstrom zurückgewandelt. Bei diesem Strom-Wandlungsprozess, der in so 

genannten Thyristor-Ventilen stattfindet, entsteht Wärme, die es abzuführen gilt. 

Für diese anspruchsvollen Kühlsysteme liefert GF speziell gefertigte PVDF-Rohrlei- 

tungssysteme, die deionisiertes Wasser als Kühlmedium transportieren. 

Technische Daten des PVDF-Rohrleitungssystems 

Im Projekt NorNed hat GF Piping Systems Schweden für zwei HVDC-Über- 

tragungsstrecken insgesamt 2.500 Kühlrohre aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) 

gemäß Kundenspezifikation in die geforderte stabile Form gebracht und mittels 

IR-Schweißung verbunden. Es wurden rund 600 Meter Rohrleitungen mit den 

Durchmessern d 63 mm und 1.800 Meter d 20 mm verwendet. Die maximale 

Rücklaufwärme von 80 Grad Celsius stellt dabei für die PVDF-Leitungen keine 

besondere Herausforderung dar: Die Stabilität der Rohre sowie der Verbindung 

kann uneingeschränkt gewährleistet werden. Die kundenspezifischen S-Rohre 

hat GF ebenfalls für gleiche Anlagen in China geliefert. Die Vorteile der GF Piping 

Systems-Lösung liegen in der hohen Lebensdauer und Betriebssicherheit sowie 

in der Formstabilität und der mechanischen Belastbarkeit der Leitungen. Mit 

PVDF steht zudem ein nicht leitender Hochleistungskunststoff zur Verfügung. 

Individuelle Rohrleitungen für langlebige Anlagen 

GF bietet Systemlösungen aus einer Hand und nimmt sich den Fragestellungen 

und Sonderlösungen seiner Kunden an. Dank innovativer, zuverlässiger und 

kundenspezifischer Lösungen hat man sich unter anderem in der Langstrecken- 

Übertragung von Energie weiterentwickelt. GF Piping Systems ist in wortwört- 

lichem Sinne „land-und hochseetüchtig“. 

Kundenspezifische Serienproduktion 

für Kühlsysteme aus PVDF-Rohrleitungen in groß dimensionierten Anlagen. 

115

11 

„ Wasserstoff mit Brennstoffzelle 

und Elektromobilität ergänzen sich“ 

Seit ihrer Gründung im Februar 2008 

ist Dr. Klaus Bonhoff Vorsitzender der 

Geschäftsführung der Nationalen Or- 

ganisation Wasserstoff- und Brenn- 

stoffzellentechnologie (NOW). Die vom 

Bundesministerium für Verkehr, Bau 

und Stadtentwicklung (BMVBS) – in 

Vertretung der Bundesregierung – ge- 

gründete Organisation hat die Aufgabe, 

Leuchtturm Clean Energy Partnership: 

In Hamburg und Berlin werden zum Beispiel 

wasserstoffbetriebene Busse in den öffentlichen 

Nahverkehr integriert. 


das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brenn- 

stoffzellentechnologie (NIP) inhaltlich umzusetzen. Jetzt hat 

der Aufsichtsrat der NOW beschlossen, das Geschäftsfeld der 

Organisation zu erweitern. Sie ist nun auch für die Koordinie- 

rung des Programms „Modellregionen Elektromobilität“ des 

BMVBS verantwortlich. 

NOW begleitet Marktvorbereitung innovativer 

Technologien 

Die Initiative CO 2 sprach mit Dr. Klaus Bonhoff über den Stand der Pro- 

jekte des NIP und über die neuen Herausforderungen im Hinblick auf 

das Thema Elektromobilität. 

Information: Dr. Klaus Bonhoff 

NOW GmbH • Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie • Fasanenstraße 5 • 10623 Berlin • Telefon (0 30) 3 11 61 16 00 

www.now-gmbh.de

Initiative CO : Herr Dr. Bonhoff, die NOW 

2 

ist seit über einem Jahr operativ im Einsatz. Wie 

waren die Anfänge und wo steht die Organisation 

heute? 

Klaus Bonhoff: Es ist uns schnell gelungen, 

zahlreiche gute, zukunftsträchtige Projekte zu 

beginnen. Das hatte wohl auch damit zu tun, 

dass viele Unternehmen auf den Startschuss 

der NOW gewartet haben, um ihre Ideen umzusetzen. 

Neben den Leuchttürmen der ersten Stunde, 

die Clean Energy Partnership (CEP) im Verkehrsbereich 

beziehungsweise Callux in der 

stationären Energieversorgung, haben wir nunmehr 

die zweite Generation von NIP-Leuchttürmen 

gestartet. Diesen Sommer geht zum 

Beispiel mit e4ships ein interessantes Projekt 

mit Brennstoffzellen zur Bordstromversorgung 

von Schiffen an den Start. 

Wenn man bewilligte Projekte und Projektideen, 

die wir derzeit diskutieren, zusammennimmt, 

dann kommen wir bislang auf fast 160 

Demonstrationsvorhaben im NIP mit einem 

Gesamtvolumen von 744 Millionen Euro. Je 

zur Hälfte tragen das BMVBS und die beteiligten 

Industrieunternehmen zu dieser Summe bei. 

Dr. Klaus Bonhoff 

Vorsitzender der Geschäftsführung 

NOW GmbH 

Initiative CO 2 : Welche Projekte werden im Nationalen Innovationspro- 

gramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) gefördert und von 

der NOW bewilligt? 

Klaus Bonhoff: Es handelt sich um Forschungs- und Entwicklungsprojekte 

sowie Demonstrationsprojekte. Im NIP verbindet die strategische Allianz aus öf- 

fentlicher Hand, Industrie und Wissenschaft die gemeinsam bereitgestellten 1,4 

Milliarden Euro mit der klaren Forderung, die Wasserstoff- und Brennstoffzel- 

lentechnologie an den Markt heranzuführen. Diese Marktvorbereitung für den 

Wasserstoff als alternativen Kraftstoff im Verkehrsbereich und die Brennstoffzelle 

als Effizienztechnologie in allen Bereichen der Energieversorgung geht aber nur 

über den Test der Produkte unter realen Bedingungen. 

Zu unserer Projektfamilie zählen neben den mobilen Anwendungen auch die 

stationären Anwendungen, Infrastrukturmaßnahmen und spezielle Märkte. Um 

wirklich den größtmöglichen Nutzen aus den Projekten zu ziehen, versuchen 

wir Einzelprojekte unter einem thematischen beziehungsweise regionalen Dach 

zusammenzubringen – zu so genannten Leuchttürmen. 

Initiative CO 2 : Können Sie ein konkretes Beispiel nennen? 

Klaus Bonhoff: Eingangs habe ich die Clean Energy Partnership (CEP) er- 

wähnt. Sie ist ein sehr erfolgreich laufendes Leuchtturm-Projekt. In der CEP wird 

die Alltagstauglichkeit des Energieträgers Wasserstoff als Kraftstoff in Fahrzeugen 

getestet. In Berlin und Hamburg befinden sich derzeit über 30 wasserstoffbe- 

triebene Personenkraftwagen sowie in jeder Stadt eine Busflotte im täglichen 

Praxiseinsatz. Ende 2008 kamen zehn wasserstoffbetriebene HydroGen4 mit 

700-bar-Tanksystem von General Motors/Opel zur Berliner Flotte hinzu. Die 

nächste Aufstockung wird mit der neuen B-Klasse f-cell von Daimler Anfang 2010 

erfolgen. >> 

11

11 

i 

i 

Nationales Innovations- 

programm Wasserstoff- und 

Brennstoffzellentechnologie 

Das Nationale Innovationsprogramm 

Wasserstoff- und Brennstoffzellen- 

technologie (NIP) wurde zur Markt- 

vorbereitung der Wasserstoff- und Brenn- 

stoffzellentechnologie in den Bereichen 

Verkehr, Hausenergie- und Industriean- 

wendungen sowie spezielle Märkte als stra- 

tegische Allianz mehrerer Bundesministeri- 

en (BMVBS, BMWi, BMBF, BMU) mit der 

Industrie und der Wissenschaft formuliert. 

Mit dem als Zehnjahresprogramm ausge- 

legten NIP (2006-16) werden Forschung 

und Entwicklung einerseits sowie im We- 

sentlichen Demonstrationsaktivitäten und 

Marktvorbereitung andererseits zielgerich- 

tet und effektiv unterstützt. Gemeinsam mit 

der Finanzierung durch die Industrie stehen 

im genannten Zeitraum 1,4 Milliarden Euro 

zur Verfügung. 

Nationale Organisation 

Wasserstoff- und 

Brennstoffzellentechnologie 

Die Nationale Organisation Wasser- 

stoff- und Brennstoffzellentechnolo- 

gie (NOW) hat den Auftrag, das Nationale 

Innovationsprogramm Wasserstoff- und 

Brennstoffzellentechnologie (NIP) der Bun- 

desregierung umzusetzen. Unter anderem 

fasst die NOW in so genannten Leucht- 

turmprojekten Entwicklungs- und De- 

monstrationsprojekte zusammen, die über 

gemeinsame Schnittmengen miteinander 

verbunden sind. Aktuelle Beispiele sind die 

Leuchttürme CEP (www.cleanenergypart- 

nership.de), Callux (www.callux.net) und 

e4ships (www.e4ships.de). 


Der Aufbau eines entsprechenden Tankstellennetzes gehört in der CEP 

natürlich dazu. In Berlin und Hamburg gibt es bereits einige feste und 

mobile Tankstellen. In 2009/10 werden wir das Netz zu einer Wasser- 

stoff-Region Berlin-Hamburg weiter ausbauen. 

Beteiligt an der CEP sind die BMW Group, Berliner Verkehrsbetriebe 

BVG, Daimler, Ford, GM/Opel, Hamburger Hochbahn, Linde, Shell, 

StatoilHydro, TOTAL, Vattenfall Europe und Volkswagen. Eine solch 

breite Phalanx an maßgebenden Unternehmen ist ein klares Signal, dass 

man in Sachen Zukunftstechnologien am Wirtschaftsstandort Deutsch- 

land an einem Strang ziehen will. 

Initiative CO 2 : Sie fördern auch Projekte zur Strom- und Wärmeer- 

zeugung in Eigenheimen durch Brennstoffzellen. 

Klaus Bonhoff: In unserem Callux-Leuchtturm sollen bis 2012 800 

Brennstoffzellen-Heizgeräte in Wohnhäusern installiert und getestet wer- 

den. Ein Vorteil liegt in der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung, die die 

Geräte gewährleisten; ein zweiter im hohen elektrischen Wirkungsgrad 

und der damit verbundenen guten Umweltverträglichkeit. 

Der Praxistest ist bis 2015 angelegt. Kunden der am Projekt beteiligten 

Energieversorger können als Praxistester teilnehmen. Die Geräte müs- 

sen aber unbedingt 5.000 bis 6.000 Betriebsstunden im Jahr erreichen. 

Unter www.callux.net findet man dazu mehr. 

Information: Dr. Klaus Bonhoff 

NOW GmbH • Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie • Fasanenstraße 5 • 10623 Berlin • Telefon (0 30) 3 11 61 16 00 

www.now-gmbh.de

Beteiligt an Callux sind die Gerätehersteller 

BAXI INNOTECH, Hexis, und Vaillant sowie 

die Energieversorger EnBW, E.ON Ruhrgas, 

EWE, MVV Energie und VNG Verbundnetz 

Gas. 

Initiative CO 2 : Worum geht es im neuen 

Aufgabenbereich der NOW, den „Modellregi- 

onen Elektromobilität“ des BMVBS? 

Klaus Bonhoff: Die Modellregionen sind 

Bestandteil eines 500 Millionen Euro Paketes 

des Bundes, um Deutschland zum so genann- 

ten Leitmarkt für Elektromobilität zu machen. 

Die Mittel sind aus dem Konjunkturpaket II und 

müssen dementsprechend zielführend in den 

Jahren 2009 bis 2011 zur Stärkung der Wirt- 

schaftskraft eingesetzt werden. Mit der Umset- 

zung und Steuerung des Programmes „Modell- 

regionen Elektromobilität“ – wofür das BMVBS 

115 Millionen Euro ausgeben wird – wurde die 

NOW betraut. In einem zügigen ersten Schritt 

wurden acht Modellregionen ausgewählt, in 

denen integrierte Projekte, bestehend aus Her- 

stellern, Infrastrukturbetreibern und Kunden, 

zum Thema Elektromobilität gestartet werden. 

Dabei geht es unter anderem um unterschied- 

liche Verkehrsmodi, Fragen der Infrastruktur 

sowie das Nutzerverhalten. 

Leuchtturm Clean Energy Partnership: 

Auf- und Ausbau eines Wasserstoff- 

Tankstellen-Netzes in Deutschland 

zur breiten Versorgung und Förderung 

der Kundenakzeptanz. 

Leuchtturm Callux: 

Brennstoffzellen-Heizgeräte im Feldtest vor Ort: 

Energieunternehmen testen die moderne Technologie 

im Praxiseinsatz bei ausgesuchten Verbrauchern. 

Unsere Erfahrungen aus der Programmsteuerung des NIP lassen wir natürlich 

einfließen. Zudem sind wir der Überzeugung, dass sich die Technologien Was- 

serstoff mit Brennstoffzelle und Elektromobilität als Schlüsseltechnologien für 

zukünftige Mobilität ergänzen. Konkurrenzdenken bringt nichts. Das wollen wir 

kommunizieren und leben. Technisch gibt es sogar eine Reihe gemeinsamer 

Themen, die bei einer Koordination aus einer Hand entsprechend adressiert 

werden können. 

Initiative CO 2 : Vom 16. bis 21. Mai 2010 ist Deutschland Gastgeber der 

Weltwasserstoffkonferenz (WHEC). Welche Rolle spielt die Konferenz für Sie? 

Klaus Bonhoff: Die WHEC ist für uns, aber auch für die einschlägigen Un- 

ternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen, die ideale Gelegenheit, dem 

internationalen Fachpublikum und der breiten Öffentlichkeit zu zeigen, dass 

Deutschland in Sachen Wasserstofftechnologie in der Weltspitze ist. Deshalb ist 

es wichtig, dass sich die Fachleute aus Industrie und Wissenschaft aktiv in die 

WHEC einbringen. 

Darüber hinaus starten wir als NOW gemeinsam mit der Energieagentur Nord- 

rhein-Westfalen eine bundesweite Kampagne, mit der wir auf das Thema Wasser- 

stoff im Allgemeinen und die WHEC im Besonderen hinweisen wollen. 

11

120 

Ihre Ansprechpartner 

für die Initiative CO : 2 

Katrin Standl 

Sprecherin der Initiative CO2 Telefon (0 81 21) 44-8 81 

Fax (0 81 21) 44-2 05 

katrin.standl@hti-handel.de 

Peter Grabandt 

Berater für die Initiative CO2 Telefon (08 71) 9 66 31 65 

Mobil (01 52) 01 61 29 22 

peter.grabandt@ 

matrix-beratungen.de 

CO 2 Earth: Der schnelle, informative Überblick über 

realisierte Effizienz-Maßnahmen – www.initiative-co2.de. 

Die HTI Fachwelt: 

Seminare, Fachveranstaltungen sowie Produkte und 

Systemlösungen zum Anfassen bieten die HTI Fachwelten 

in Markt Schwaben und Hallstadt. 

Initiative CO 2 – gebündelte 

Fachkompetenz 

Liebe Leserin, lieber Leser, 

wir hoffen, dass wir Ihnen mit dieser Broschüre interessante Ansatzpunkte 

und Beispiele dazu geben konnten, wie Sie Einsparpotenziale in Ihrem 

Unternehmen beziehungsweise Ihrer Kommune gezielt nutzen und den 

CO -Ausstoß nachhaltig senken können. 

2 

Gerne möchten wir Sie auch auf dem nun anstehenden Weg begleiten. 

Unsere kompetenten Ansprechpartner der Initiative CO stehen Ihnen 

2 

gerne für alle Fragen rund um die Initiative und die vorgestellten Beispiele 

zur Verfügung sowie bei der Durchführung von Ihren individuellen Einsparprojekten 

mit Rat und Tat zur Seite. 

In unserer Funktion als Schnittstelle des Partnernetzwerkes stellen wir 

Ihnen darüber hinaus den Zugang zu aussagekräftigem Informationsmaterial 

über Beispielprojekte, zu Fördermöglichkeiten und rechtlichen 

Rahmenbedingungen sowie zu unserer thematisch gegliederten Adressdatenbank 

und zu detaillierten technischen Produktinformationen 

unserer Netzwerkpartner her. 

Schnittstelle Initiative CO 2 – was wir für Sie leisten 

Wenn Sie in dieser Broschüre, in der CO Earth oder auf einer unserer 

2 

Veranstaltungen Beispielprojekte entdeckt haben, deren Machbarkeit Sie 

überprüfen oder die Sie direkt realisieren möchten, stellen wir Ihnen den 

Kontakt zu den entsprechenden Partnern der Initiative her und 

begleiten Sie bis zur Inbetriebnahme oder Fertigstellung. Im Partnernetzwerk 

der Initiative CO haben sich namhafte Ingenieurbüros, Hersteller, 

2 

der Fachhandel, Vertreter aus Forschung und Lehre und von Verbänden 

sowie Bauherren und Betreiber aus Kommunen, Gewerbe und der Industrie 

zusammengeschlossen. Wir bieten Ihnen die besondere Gelegenheit, 

diese gebündelte Kompetenz zum Thema Energieeffizienz 

für Ihre Projekte zu nutzen. 

Impressum: HTI Wilhelm Gienger KG • Poinger Straße 4 • 85570 Markt Schwaben; Alle Angaben ohne Gewähr; Stand: September 2009 

Konzept, Text, Gestaltung: HEINRICH – Agentur für Kommunikation • Gerolfinger Straße 106 • 85049 Ingolstadt • www.heinrich-kommunikation.de

Die HTI-Fachwelt präsentiert, 

informiert, schult und verbindet 

Nutzen Sie auch das breite Angebot der eigens 

eingerichteten HTI Fachwelten in Hallstadt und 

im bayerischen Markt Schwaben. Hier präsen- 

tieren wir Ihnen in einer großflächigen Aus- 

stellung innovative Produkte, Systeme 

und Technologien. Erleben Sie das inhaltlich 

nach den vier Elementen Luft, Wasser, Erde und 

Feuer gegliederte Themenspektrum rund um 

die Gebäude-, Anlagen- und Infrastrukturtechnik. 

Im Bereich „Luft“ finden Sie beispielsweise die 

Lösungen zur Raumklimatisierung oder Druck- 

luftnutzung. Im Bereich „Wasser“ werden inno- 

vative Entwässerungslösungen oder Klärtechnik 

präsentiert. „Erde“ zeigt die Nutzung von Geo- 

thermie oder das Thema Oberflächengestaltung. 

Unter „Feuer“ finden sich in der Ausstellung Pro- 

dukte und Systeme zur Wärmerückgewinnung 

oder für den Brandschutz. 

Bei regelmäßigen Informationsveranstal- 

tungen mit Vorträgen erfahrener Ingenieurbü- 

ros, von Verarbeitern oder Verantwortlichen 

aus Kommunen und der Industrie haben Sie 

Gelegenheit, die neuesten Beispiele und Lö- 

sungen kennenzulernen, Kontakte zu knüpfen 

und kompetente Partner für konkrete Projekte 

zu finden. Alle aktuellen Informationen zum 

Seminarangebot finden Sie unter www.hti-bay- 

ern.de oder www.initiative-co2.de. 

HTI Fachwelt: Vorträge, Fachveranstaltungen, 

Seminare sowie Produkte und Systemlösungen „live“. 

Kontaktformular – 

Beratungswunsch 

Ich interessiere mich für folgende Maßnahmen: 

Versickerung Wärme und Strom aus Biogas 

Oberflächengestaltung Kommunale Entwässerungslösungen1 

1 

Angaben zum Objekt: 

Gebäudeart (in Planung/Neubau/Altbestand) 

Fläche (geschätzte Quadratmeter) 

Heizkosten/Energiebedarf (Gas/Öl/andere) im Jahr 

Wärmedämmwert der Fassade/des Fensters/des Daches (falls bekannt) 

Vorhandene Geräte zur Gebäudekühlung 

Besondere Interessen/Anliegen/Probleme 

Angaben zur Person: 

Titel/Vorname/Name 

Straße/Hausnummer 

PLZ/Ort 

Telefon/Fax 

Mobil 

E-Mail-Adresse 

? 

Raumklimatisierung Heizen und Kühlen mit Erdwärme 

Haus-, Heiztechnik, Sanitär Kläranlagen als Energiequelle 

Solartechnik Wärme und Strom aus Geothermie 

Dachentwässerung Optimierungspotenziale im Kanalnetz 

Wärmerückgewinnung Effiziente Druckluftnutzung 

Kraft-Wärme-Kopplung Strom aus Windkraft 

Rückfax an (0 81 21) 44-2 05

www.heinrich-kommunikation.de • HTIMS_09_007-17-2 

© Gabi Schoenemann/PIXELIO 

Initiative CO 2 

Poinger Straße 4 • 85570 Markt Schwaben 

Telefon (0 81 21) 44-8 81 • Fax (0 81 21) 44-2 05 

E-Mail: katrin.standl@hti-handel.de • www.initiative-co2.de

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