Im Rahmen ihrer Klimastrategie hat die Stadt Bischofszell (Kanton Thurgau, Schweiz) ein innovatives Wärmekonzept umgesetzt, das die Abwärme der örtlichen Kläranlage in ein quartiersübergreifendes Nahwärmenetz integriert. Ziel ist eine CO₂-neutrale, versorgungssichere und wirtschaftlich tragfähige Wärmeversorgung für kommunale, gewerbliche und private Verbraucher. Die technische Umsetzung basiert auf einer Großwärmepumpe, die die thermische Energie aus gereinigtem Abwasser nutzbar macht. Die Spitzlastsicherung erfolgt über den Betrieb von drei Gaskesseln mit je 500 kW Leistung. Für die verlustarme und hydraulisch stabile Einspeisung und Verteilung kommt die "Zortström"-Technologie des Gebäudetechnik-Spezialisten Zortea (Hohenems, Österreich) zum Einsatz.
Zortström-Technologie als hydraulisches Rückgrat
Die Zortström-Anlage mit einem Volumen von 60 Kubikmetern wurde vertikal über mehrere Ebenen innerhalb einer neu errichteten Energiezentrale auf dem Gelände der örtlichen Abwasserreinigungsanlage installiert. Die patentierte Technologie vereint die Funktionen eines Pufferspeichers, einer hydraulischen Weiche und eines Verteilers. Die spezifische Systemarchitektur eröffnet dabei nachfolgende funktionale Vorteile:
- Hydraulische Entkopplung für stabilen Netzbetrieb
Die Zortström-Technologie ermöglicht eine vollständige hydraulische Entkopplung aller Versorgungskreise auf Erzeuger- und Verbraucherseite. Wärmeerzeuger wie NH₃-Wärmepumpe, BHKW und Spitzenlastkessel können unabhängig und ohne wechselseitige Beeinflussung betrieben werden. Das verbessert die Regelgüte, erhöht die Betriebssicherheit und reduziert die Schalthäufigkeit. - Präzise Temperaturschichtung ohne Vermischung
In der 12 Meter hohen Zortström-Anlage werden definierte Temperaturzonen stabil gehalten. Die strömungsoptimierte Bauweise verhindert Vermischungen von Vor- und Rückläufen und steigert die Effizienz der Wärmeverteilung. - Lastmanagement und Laufzeitoptimierung
Durch Zwischenspeicherung und gezielte Verteilung der Wärme werden Lastspitzen geglättet. Die Wärmepumpe arbeitet mit konstanten Parametern, was ihre Laufzeit verlängert und die Pumpenleistung senkt. - Verlustarme Integration erneuerbarer Wärmequellen
Die Technologie erlaubt die vollumfängliche Einspeisung von Niedertemperaturwärme – etwa aus Abwasser – ohne die hydraulische Stabilität zu beeinträchtigen. So entstehen flexible, multivalente Versorgungslösungen.
Übertragbares Modell für kommunale Wärmenetze
Das Projekt in Bischofszell zeigt, wie die Nutzung vorhandener regenerativer Ressourcen zur tragenden Säule der kommunalen Wärmewende werden kann. Die Kombination aus lokal verfügbarer Energiequelle, intelligenter Vorhaltetechnik und hydraulischer Präzision schafft ein System, das weitreichende ökologische, ökonomische und technische Potenziale ausschöpft.
Für Stadtwerke und kommunale Energieversorger bietet das Projekt ein transferfähiges Modell: Die Technologie ermöglicht eine flexible und skalierbare Integration in bestehende oder neu geplante Wärmenetze – insbesondere dort, wo multivalente Systeme und hohe Regelanforderungen gefragt sind.
Die Prognosen für den Betrieb des Wärmenetzes von Bischofszell sind vielversprechend:
- Es erreicht im Vollausbau eine Abnahmeleitung von 3,3 Megawatt, das entspricht in etwa 350 Wohneinheiten.
- Über 88 Prozent der erzeugten Wärme stammt aus erneuerbaren Quellen, vor allem aus gereinigtem Abwasser.
- Durch die Nutzung von Abwärme und Biogas können jährlich über 400 Tonnen CO₂ eingespart werden.
Abwasserwärme – unterschätztes Potenzial für die Wärmewende?
- In der Schweiz wird sie seit Jahren durch Programme wie "Energieschweiz" und kantonale Förderinitiativen unterstützt. Studien zeigen: Allein in Schweizer Kläranlagen stehen jährlich über fünf Terawattstunden an thermischer Energie zur Verfügung – genug, um rund 500.000 Haushalte zu versorgen.
- Mit dem Wärmeplanungsgesetz (2024) sind deutsche Kommunen verpflichtet, erneuerbare Wärmequellen wie Abwasser systematisch zu berücksichtigen. Laut aktuellen Analysen könnten hierzulande 5 bis 15 Prozent des Wärmebedarfs im Gebäudesektor durch Abwasserwärme gedeckt werden. Besonders in urbanen Räumen ist das Potenzial groß, da Abwasser kontinuierlich und in ausreichender Menge anfällt.
- Bereits heute sind über 100 Anlagen in Deutschland in Betrieb – Tendenz steigend. Nordrhein-Westfalen hat als erstes Bundesland ein konkretes Ziel formuliert: Bis 2045 sollen 4 TWh pro Jahr aus Abwasserwärme gewonnen werden.
- Internationale Studien zeigen zudem, dass die Nutzung von Abwasserwärme die CO₂-Emissionen im Wärmesektor um bis zu 90 Prozent senken kann und eine der kosteneffizientesten Optionen für die Dekarbonisierung kommunaler Wärmeversorgung darstellt.
