Lei(s)tungswasser - Das Potential einer zentralen Trinkwasservorwärmung

Abstract

Aktuell wird das Wasserversorgungssystem nicht als potentieller Energieträger betrachtet, obwohl die Wärmekapazität von Wasser relativ hoch ist und damit schon bei geringer Menge viel Energie transportiert werden kann. Das zentrale Wasserversorgungssystem als Energieträger zu verstehen, würde es Städten ermöglichen, bislang ungenutzte niedertemperierte Energieressourcen zu erschließen und neue Geschäftsmodelle am Energiemarkt zu entwickeln. Entsprechend dieser Überlegung stelle ich die Hypothese auf, dass eine temperaturgeführte Trinkwasserversorgung erhebliche ökonomische sowie ökologische Einsparpotentiale birgt. Wenn das Leitungswasser an zentralen Stellen vorgewärmt wird, verringert das in der Folge den Energieeinsatz an Gas, Fernwärme, Elektrizität und sonstigen Energieträgern für die Warmwasserbereitung in den Haushalten und Industriebetrieben. Für eine zentrale Vorwärmung kommen dabei günstige Wärmequellen in Frage, die sich in der Nähe der Trinkwasserleitungen befinden und keinem anderen Zweck zugeführt werden können. In dieser Arbeit prüfe ich die aufgestellte Hypothese von Einsparpotentialen einer temperaturgeführten Trinkwasserversorgung am Beispiel der Stadt Wien. Zur Überprüfung der Hypothese recherchiere und verwerte ich Daten zum Wasserversorgungssystem, zum Wasserverbrauch, zur Warmwasseraufbereitung und zu möglichen Wärmequellen für eine Vorwärmung. In einem Rechenmodell werden die gewonnenen Erkenntnisse und die ermittelten Daten herangezogen, um Abschätzungen zu den Einsparungspotentialen zu liefern. Zusätzlich werden Überlegungen angestellt wie die Gesamtkosten der Trinkwassererwärmung minimiert werden können und welche Auswirkungen sich daraus ergeben. Die Modellberechnungen zeigen, dass eine temperaturgeführte Trinkwasserversorgung ein theoretisch umsetzbares Einsparungspotential von etwa 1 % der urbanen CO2-Emissionen birgt. Dies würde aus einer 10 %-Reduktion des Nutzenergiebedarfs für den Verbrauchsbereich ‚Warmwasser und Kochen resultieren. Eine Wärmeeinspeisung erweist sich bei Gestehungskosten unterhalb von 15 /MWh als rentabel.

Currently, the water supply system is not considered as a potential source of energy. But the heat capacity of water is relatively high and therefore plenty of energy can be transmitted. Understanding the central water supply system as an energy carrier would enable cities to exploit previously unused low-temperature energy resources and develop new business models in the energy market. According to this consideration, I hypothesize that a temperature-controlled water supply system has a considerable economical and ecological savings potential. By preheating the water at central locations, the energy consumption of gas, district heating, electricity and other sources for domestic hot water can be reduced. Cheap heat sources located near the water supply pipes that cannot serve any other purpose, qualify for a central preheating. In this thesis I examined the established hypothesis of savings potential of a temperature-controlled water supply system using the example of the city of Vienna. To test the hypothesis, I researched and analyzed data on the water supply system, water consumption, hot water preparation and possible heat sources for preheating. In an optimization model estimated savings potentials were calculated by minimizing the total costs of water heating both centrally and locally. The model calculations showed that a temperature-controlled water supply system has a theoretically feasible savings potential of about 1% of urban CO2 emissions. This would result from a 10% reduction in useful energy demand for the consumption category of ‘hot water and cooking. A central heat feed-in proves to be profitable at production costs below 15 /MWh.