Energieautarkie der Kläranlage von HAMBURG WASSER. Dipl.-Ing. Harald Hanßen Prozessleitung Klärwerke HAMBURG WASSER

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1 Energieautarkie der Kläranlage von HAMBURG WASSER Dipl.-Ing. Harald Hanßen Prozessleitung Klärwerke HAMBURG WASSER

2 Klimaschutzziele Klimaschutzziele der Freien und Hansestadt Hamburg Minderung des CO 2 -Gesamtausstoßes bis 2020 um 40 % Minderung des CO 2 -Gesamtausstoßes bis 2050 um 80 % Klimaschutzziele HAMBURG WASSER Ausgeglichene Energiebilanz in 2018 Energieautarkie des Klärwerksverbundes bis Ende 2011

3 Mio. kwh Energiebedarf und -erzeugung 110 Prognose Strom- Wärme Verbrauch 78 Mio. kwh Erzeugung 80 Mio. kwh Verbrauch 83 Mio. kwh Erzeugung 91 Mio. kwh Strombedarf Stromerzeugung Wärmebedarf Wärmeerzeugung

4 Entwicklung des Strombedarfs

5 Erneuerung der Belüftung Klärwerksbereich Dradenau 64 Elektromotoren und Belüfterkreisel mit je 164 kw ersetzt durch Gebläsestationen energiesparende Kerzenbelüfter Sukzessiver Umbau zwischen 2009 und 2011 Reduzierung des Strombedarfs um 18 Mio. kwh/a (Halbierung des spezifische Energiebedarfs für die Lösung von Sauerstoff in Abwasser)

6 Folgende Maßnahmen Ersatz der Kreiselbelüftung Köhlbrandhöft-Süd Investitionskosten: 9,3 Mio. EUR Fertigstellung: 2017 Reduzierung Strombedarf: 6 Mio. kwh/a Anaerobe Ammonium-Oxidation (Anammox) für Filtratwässer Investitionskosten: 1,5 Mio. EUR Fertigstellung: Ende 2013 Reduzierung Strombedarf: 1 Mio. kwh/a

7 Strombedarf des Verbundes in 2017 Mittleren Auslastung von 2,8 Mio. EW BSB5 Strombedarf: 73 Mio. kwh (26 kwh/ew) Reduziert um Hebeenergie (Zulaufpumpwerke, Zwischenpumpwerk: 20 m, 8 m, 5 m) und Teiltrocknung: Gesamtverbrauchswert ca. 22 kwh/ew a Idealwert einer Klasse 5 Kläranlage

8 kwh/ew BSB5 Spezifischer Stromverbrauch Istwert Prognose Richtwert Idealwert

9 Kläranlagenbenchmarking: Spezifischer elektr. Energieverbrauch

10 Energetische Verwertung des Klärschlamms Abwasserzufluss: rd. 160 Mio. m³/a Rohschlamm: t TR Faulgaserzeugung: 34,4 Mio. m³/a Nutzungsgrad > 98 % Gas- und Dampfturbinenprozess der VERA

11 Monoklärschlammverbrennungsanlage VERA in Zahlen Anzahl Straßen 3 Kapazitäten Schlamm Rechengut Faulgas Elektrische Leistung Gasturbine : Dampfturbine : Gasmotor : Herstellungskosten max t TS p.a. max t p.a. max. 36 Mio m³ p.a. 5,2 MW 5,2 MW 2,0 MW 97 Mio. EURO Außenansicht der VERA

12 Gas- und Dampfturbinenprozess Gasturbine 5,2 Mw elektr. Gasverbrauch Nm³/h Wirkungsgrad elektr. 29% Dampfturbine 5,2 MW elektr. Dampfdurchsatz: 43 t/h bei T = 400 C, p = 40 bar Stromerzeugung: rd. 42 Mio. kwh/a GuD-Prozess elektr. 42%

13 BHKW Gasmotor 2 MW elektr. Gasverbrauch 860 Nm³/h Wirkungsgrad elektr. 39% Stromerzeugung rd. 17 Mio. kwh/a

14 Wärmenutzung Aus GuD- und Gasmotorenprozess ausgekoppelte Wärme rd. 86 Mio. kwh/a Deckung des Wärmebedarfs des Klärwerks Versorgung eines Containerterminals (Verwaltungsgebäude und Werkstätten) der Hamburger Hafen und Logistik AG mit rd. 3,5 Mio. kwh/a

15 Windenergie Zwei Windenergieanlagen Leistung: 2 2,5 MW Nabenhöhe: 140 m Investition: 8,9 Mio. Inbetriebnahme: Ende 2010 Stromerzeugung: 13 Mio. kwh/a (2011) Drittes Windrad mit einer Leistung von 2,5 3 MW im Vergabe- und Genehmigungsverfahren (Inbetriebnahme Ende 2013)

16 Mio. Nm³/a Gaserzeugung und verwertung Gaserzeugung und -verwertung im Klärwerksverbund 35 Prognose Gasverwertung VERA Einspeisung Gaserzeugung

17 Biomethaneinspeisung Aufbereitung von 500 m³/h Faulgas zu 300 m³/h Biomethan Biomethanverkauf an HAMBURG ENERGIE (Tochter von HAMBURG WASSER) Energiegehalt bei Umsetzung in BHKW: 6 Mio. kwh/a Strom und 9 Mio. kwh/a Wärme

18 Deckung des Strombedarfs Infrastruktur Schlammbehandlung Abwasserbehandlung 2012p Windkraft BIO- ERDG AS Hebeenergie Gasmotor/ Gas- u. Dampfprozess

19 Fazit Energieautarkie des Klärwerks 2011 erreicht Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der konzernweite Eigenproduktionsquote Transition vom größten kommunalen Energieverbraucher zum Stromlieferanten Steigerung der Ertragskraft und Unabhängigkeit von den volatilen Preisen des Energiemarktes

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