Konzentration von Kläranlagen

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1 12. IFWW-Fachkolloquium Asset Management in der Wasserwirtschaft 30. Mai 2012, Wasserwerk Haltern der Gelsenwasser AG Konzentration von Kläranlagen Konzept zur Steigerung von Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit Norbert Engelhardt Christoph Brepols Heinrich Schäfer Erftverband 30. Mai 2012

2 Veranlassung Notwendige Re-Investitionsentscheidungen Steigende Energiepreise Allgemeine Kostensteigerung Auslastungsgrad der Kläranlagen neue und zu erwartende Anforderungen Konzeptionelle Vorbereitung verpflichtender Abwasserbeseitigungskonzepte 2

3 Zieldefinition Zukunftsfähige Ausrichtung der Abwasserbeseitigung beim Erftverband Wirtschaftliche Optimierung der Abwasserbeseitigung - Nachhaltige Beitragsstabilität Technische Optimierung der Anlagentechnik - Moderne, effiziente und anforderungsgerechte Technologien Steigerung der Energieeffizienz - Eigenstromerzeugung, Wärmenutzung, regenerative Energien, energiesparende Steuerung und Aggregate, Lastmanagement Erfüllung der Qualitätsziele nach EU-WRRL - Guter Zustand der Gewässer in stofflicher und hydraulischer Hinsicht 3

4 Untersuchungsbedarf Fragestellungen: 1. Welche Kläranlagen werden mittel- oder langfristig weiter betrieben? - Standortauswahl, Zeitplanung, Gewässersituation 2. Wie sieht die zukünftige Schlammbehandlung aus? - Faulung (Erzeugung von Klärgas), Entwässerung, Verbrennung 3. Wie sieht ein nachhaltiges Energiekonzept für Kläranlagen aus? - BHKW, Gasspeicher; Photovoltaik, Windkraft; Lastmanagement 4. Welches Konzept / Szenario ist zukunftsfähig in Bezug auf neue Anforderungen und Entwicklungen? - Spurenstoffelimination, Phosphorrückgewinnung, Rückgang der Sümpfungswassereinleitungen in die Erft (Gewässergüte) 4

5 Kläranlagen des Erftverbands Anzahl Jahr Angeschlossene Einwohner und Einwohnergleichwerte ~

6 Stand der Abwasserbeseitigung Kläranlagen davon 2 KA > EW 18 KA EW 8 KA EW 4 KA EW 8 KA < EW 6

7 Grundannahmen für f r Berechnungsmodell Große Kläranlagen haben niedrigere spezifische Investitionskosten niedrigere spezifische Betriebskosten geringere spezifische Energieverbräuche/-kosten Skaleneffekt Kläranlagen mit folgenden Merkmalen bleiben in Betrieb: KA-Ausbaugröße > EW KA-Ausbaugröße > EW und Überleitungskanal länger als 10 km hoher Technologiestandard (z. B. Filtration) und Ausbaugröße > EW mit Schlammfaulung besondere wasserwirtschaftliche Bedeutung Vorauswahl 7

8 Sonstige Entscheidungskriterien Kapazitäten der aufnehmenden Kläranlagen Zustand der Anlagen (Bau u. Masch.-Technik) Wasserrechtliche Fristen und Anforderungen Standortfragen (Reserveflächen, Akzeptanz) Nachhaltigkeit (Energierückgewinnung, CO 2 -Footprint) Gewässerökologische Situation und wasserwirtschaftliche Bedeutung der Kläranlage 8

9 Vorgehensweise 1. Eingrenzung sinnvoller Varianten Auswahl von Kläranlagen, deren Stilllegung nicht zielführend bzw. unwirtschaftlich ist 2. Variantenuntersuchung Ermittlung der Investitions- und Betriebskosten für Kläranlagen, Pumpwerke, Verbindungskanäle 3. Variantenvergleich mit dynamischer Kostenvergleichsrechnung 4. Sensivitätsprüfung 5. Prüfung der Restbuchwerte der Kläranlagen Berücksichtigung des Abschreibungsverlaufes Ermittlung eines beitragsstabilen Stilllegungsbzw./Überleitungszeitpunktes 9

10 Kriterium Investitionskosten Erftverbandes Spezifische Kosten, /EW Erftverband /EW, brutto Erftverband, korr. /EW, brutto Deutschland /EW, brutto Bayern /EW, brutto Kläranlagen Erftverband Kostenfunktion Kläranlagen Erftverband y = 66279x- 0,4842 R 2 = 0,

11 Kriterium Betriebskosten Betriebskosten mit ausgeprägtem Skaleneffekt Personalaufwand 24,5% Strom 18,1% Kostenarten / Kostengruppen Klärschlammkosten Abwasserabgabe Flockungs- u. Fällungsmittel Instandhaltungsleistungen Ersatzteile Uml.Maschinentech PK Uml.E-Werkstatt PK 5,3% 5,0% 4,2% 3,4% 3,0% 2,6% 17,5% 80% Uml.Fuhrp.Abwass. SK 2,0% Entsorgungskosten 1,4% Betriebskosten 2009, Summe über alle KA in

12 12 Kriterium Restbuchwerte bzw. Abschreibungsverlauf

13 Konzept Abwasserbeseitigung: Stufe 1 ~ Kläranlagen davon 2 KA > EW 20 KA EW 3 KA EW 1 KA EW 1 KA < EW 13 Stillgelegte Kläranlagen Option zur Stilllegung

14 Konzept Abwasserbeseitigung: Stufe 2 (Ziel) Kläranlagen davon 3 KA > EW 15 KA EW 2 KA EW - KA EW 1 KA < EW 14 Stillgelegte Kläranlagen Option zur Stilllegung

15 Prognose Kläranlagenstandorte und -größen Anzahl ~2030 (40) (27) (21) (19) < > EW

16 Konzept Klärschlammbehandlung 2012 Aufgabenstellung: Einsatz einer Schlammfaulung (Neubau oder Erweiterung) Standorte für eine eigene stationäre maschinelle Schlammentwässerung Standorte für eine mobile Schlammentwässerung mit Lohnunternehmen 16 Kläranlagen mit Faulung Wirtschaftlichkeit von Klärschlammtransporten zu anderen Kläranlagen (Faulung, Schlammentwässerung) Einsatz neuer Technologien zur Klärschlammentwässerung

17 Konzept anaerobe Klärschlammbehandlung 2025 Schlammfaulung: KA mit Schlammfaulungsanlage MBA mit Schlammfaulungsanlage KA ohne Schlammfaulungsanlage und BHKW (Option) Klärschlammtransport (zur Faulung) Ca. 95 % des Klärschlammes* werden 2025 anaerob behandelt (Reduzierung KS-Anfall). *derzeit 81% 17

18 Konzept für Schlammentwässerung 500 Wirtschaftlichkeit, Einstufung nach Anlagengröße 450 Stationäre Entwässerung wirtschaftlic h Jahreskosten, EUR/tTS Stationäre Entwäss erung nic ht wirtschaftlic h 250 Stationäre Entwässerung, TS 25% Mobi le Entwässerung, TS 25% Stationäre Entwässerung, TS 28% Mobi le Entwässerung, TS 28% Stationäre Entwässerung TS 31% Mobi le Entwässerung, TS 31% Anschlußgröße, EW 18

19 Konzept für Klärschlammtransporte 2025 Schlammproduktion 2010, m³/a Schlammentwässerung 2010, m³/a Schlammproduktion 2025, m³/a Schlammentwässerung 2025, m³/a Schlammproduktion Ständige Tranporte [m³] [tts] [m³] Standorte [-]

20 Energiekonzept Aufgabenstellung: Steigerung der Energieeffzienz Standorte für Blockheizkraftwerke (Leistung und Stückelung) Einsatz neuer Technologien für eine erhöhte Klärgasproduktion Einsatz u. Standorte für Photovoltaik-, Windkraft- u. Wasserkraftanlagen Wärmedämmung, -rückgewinnung Intelligentes Lastmanagement Auswahl und Einsatz energieeffizienter Aggregate 20

21 Konzept Faulgasnutzung 2025 Schlammfaulung: KA mit Schlammfaulungsanlage KA mit Schlammfaulungsanlage und BHKW MBA mit Schlammfaulungsanlage und BHKW (Option) KA ohne Schlammfaulungsanlage (mit simultan aerobe Stabilisierung) Klärschlammtransport (zur Faulung) Ca. 95 % des Klärschlammes* können 2025 energetisch genutzt werden (WärmeStrom). 21 *derzeit 81%

22 Erste Ergebnisse Einsparpotential * Zeitpunkte Umsetzung Grund für Zeitpunkte Nördliches Verbandgebiet I (Raum Grevenbroich) Nördliches Verbandgebiet II (Raum Bedburg) Östliches Verbandgebiet (Stadt Bornheim) 2013 / / z. T. hohe Restbuchwerte derzeit hohe Restbuchwerte derzeit hohe Restbuchwerte Südöstliches Verbandgebiet (Swist) 2016 / 2020 z. T. hohe Restbuchwerte Südwestliches Verbandgebiet I (Kreise Düren Euskirchen) Wasserrechte, Restbuchwerte Südwestliches Verbandgebiet II (KA Embken) _ > 2025? derzeit unwirtschaftlich 22 * gegenüber Re-Investitionen an vorhandenen Standorten

23 Strategiepapier Masterplan Abwasserbeseitigung 2025 I N H A L T: Teil A: Abwasser-, Klärschlammbehandlungs- und Energiekonzept Teil B: Niederschlagswasserbehandlungskonzept Teil C: Kanalsanierungs- und Unterhaltungskonzept 23

24 Masterplan Teil B: B Niederschlagswasserbehandlungskonzept Aufgabenstellung: Immissionsorientierter Nachweis der Gewässerverträglichkeit von Einleitungen aus der Siedlungsentwässerung für alle Einleitungen im Verbandsgebiet Optimierung der identifizierten Maßnahmen unter wasserwirtschaftlichen und Effizienz- Aspekten 24

25 Masterplan Teil C: C Kanalsanierungs- und Unterhaltungskonzept Aufgabenstellung: Prognosegestützte Instandhaltung der Verbindungssammler und Kanalnetze Beitragsstabile Unterhaltung, Wartung und Sanierung Nutzen von Synergieeffekten bei öffentlichen und privaten Dichtheitsprüfungen Erarbeiten von Erftverbandstandards für Neubau und Sanierung von Kanälen 25

26 Zusammenfassung Für eine zukunftsfähige Strategie bei der Abwasserbeseitigung erstellt der Erftverband einen Masterplan Abwasserbeseitigung Der Masterplan zielt auf die mittelfristige Reduzierung von Kläranlagenstandorten, auf ein schlüssiges Energie-, Klärschlamm-, Niederschlagswasserbehandlungs-, Kanalsanierungs- und Kanalbetriebskonzept ab. Danke Erste Ergebnisse bestätigen, dass die Überleitung der kleineren Kläranlagen zu größeren Anlagen in Zukunft wirtschaftlich ist. für Ihre Aufmerksamkeit! Weitere Modellrechnungen zeigen auf, dass Skaleneffekte zusätzliche Einsparungen ermöglichen. Die Zeitpunkte der Kläranlagenstilllegungen werden im Wesentlichen durch die Höhe der Restbuchwerte und die Wasserrechtsfristen bestimmt. In Einzelfällen sind aus gewässerökologischen Gründen detaillierte Betrachtungen erforderlich. 26