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Energie wird definiert als die Verrichtung von Arbeit, gemessen in Joule oder Kalorien. Es existiert nicht eine einzige Form von Energie; sie kann etwa elektrisch, thermisch, mechanisch oder chemisch sein. All diesen Formen ist gemein, dass sie dem Energieerhaltungssatz der Physik unterworfen sind. Der besagt, dass Energie nicht verloren geht, sondern in andere Formen umgewandelt wird. So wird etwa die Strahlungsenergie der Sonne mittels einer Solarthermie-Anlage in Wärmeenergie umgewandelt.
Die Wärmeenergie macht sich davon
Während elektrische Energie in nahezu alle anderen Energieformen umgewandelt werden kann, befindet sich die Wärmeenergie meist am Ende dieser Verwertungsprozesse. Beispielsweise wird beim Autofahren die chemische Energie des Benzins einerseits in Bewegungsenergie umgewandelt: Ein nennenswerter Teil davon allerdings auch in Wärmeenergie, die vom Motor und auch den Rädern in die Umgebung entweicht und sich nicht weiter nutzen lässt.
Gibt es aber auch Fälle, in denen Wärmeenergie weiterverwendet werden kann?
Rückgewinnung von Abwasserwärme
Durch den Abfluss von Abwasser geht viel Wärme verloren, weshalb hier die Abwasserwärmerückgewinnung ins Spiel kommt.
Das Abwasser in der Kanalisation verfügt in den meisten Fällen über eine Temperatur zwischen 10 und 20°C. Sogenannte Abwasserwärmetauscher erlauben den Entzug eines Teils dieser Wärmeenergie. Die gewonnene Wärme wird anschliessend mittels Kältemittelkreislauf an eine Abwasserwärmepumpe weitergeleitet.
Moderne Wärmenetze erfordern Temperaturen von ca. 30-60°C. Um die Temperaturdifferenz zwischen Abwasserwärme und letztlich gewünschter Wärme zu stemmen, wird also nur noch wenig zusätzliche Energie benötigt. Die Effizienz der Wärmegewinnung kann so – meist in Kombination mit einer Wärmepumpe – stark verbessert werden.
Umwandlung von Bremsenergie
Die schwyzerische Stoosbahn, die steilste Standseilbahn der Welt, stellte vor ein paar Monaten ihr neues Energiekonzept vor. Dabei wird die sogenannte «rekuperative», also rückgewinnbare Energie, die beim Bremsen und als Abwärme im Maschinenraum anfällt, als Warmwasser im anliegenden Hotel «Stoos-Lodge» weiter verwertet.
Da die Bahn und das Hotel in unmittelbarer Nähe zueinander gelegen sind und damit ein gutes Zusammenwirken zwischen Seilbahn- und Gebäudetechnik gegeben ist, soll nahezu keine Energie bei der Umwandlung verloren gehen. Der Wirkungsgrad der Energieverwertung ist damit vergleichsweise gross. Jährlich können – gemäss dem Ingenieur und Bauherr René Koch – durch die Weiternutzung der Bremsenergie etwa 41'000 Liter Heizöl eingespart werden.
Diese Beispiele zeigen, dass die Energierückgewinnung für anschliessende Wärmenutzung noch unerschlossenes Potenzial birgt – gerade im Hinblick auf die Energiekrise und unsere Klimaziele.
Quellen und weitere Informationen:
Baustoff Wissen: Was ist Abwasserwärme-Rückgewinnung?
SRF: Stoosbahn heizt ein ganzes Hotel
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