Moderne ARA im Brennpunkt: Energieeffizient und Energieproduktiv

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1 Moderne ARA im Brennpunkt: Energieeffizient und Energieproduktiv Reto Manser Abteilungsleiter Siedlungswasserwirtschaft des Kantons Bern

2 Energieeffizient «Das machen wir schon lange.» Situation Abwasserentsorgung CH (Strom) Stromverbrauch CH: 58'200 GWh (2015) Quelle: Müller et al., 2016 Stromverbrauch Migros: 1'130 GWh (2013) Einsparpotenzial von 10-15% 2

3 Energieeffizient Stromverbrauch Inselspital: 120 kwh pro Pflegetag Stromverbrauch Abwasserentsorgung: 50 kwh pro EW und Jahr 3

4 Instrument Grob- und Feinanalyse freiwillig vorgeschlagenes Massnahmenpaket ist i.d.r. auch betriebswirtschaftlich interessant Leitfaden zur Energieoptimierung (seit 2006) Amortisation der Kosten für Energieanalyse < 1a 4

5 «Medaille d'eau» Alle fünf Jahre verliehen An die besten ca. 5% der Schweizer ARA 5

6 Grossverbrauchermodell gesetzliche Anforderung für Unternehmen mit > 0.5 GWh/a Stromverbrauch (oder Wärmebedarf > 5 GWh/a) Umsetzung aller zumutbaren, d.h. u.a. rentablen Massnahmen zur Energieeffizienz in bestimmtem Zeitraum (Zeithorizont 10a) 3 verschiedene Wege Befreiung von CO 2 -Abgabe / Rückerstattung Netzzuschlag KEV 6

7 Beispiel Erhöhung Energieeffizienz ARA Sensetal: Ersatz Belüftung (2015) Einsparung Strombedarf von ca. 30% 7

8 Zielkonflikt Klima- und Gewässerschutz vs. Energieoptimierung Stromverbrauch CSB N 2 O NO 3 8 z.b. Vorfällung CH 4 Im Einzelfall anzuschauen Gewässerschutz hat 1. Priorität!

9 Ausbau Elimination Mikroverunreinigungen Erweiterung von ca. 120 Anlagen mit zusätzlicher Reinigungsstufe (O 3 oder Aktivkohle) bis 2040 Behandlung von ca. 50% der Fracht Zusätzlicher Stromverbrauch von 15% bis 30% Quelle: Levy et al., 2012; Pinnekamp et. al.,

10 Bsp. Kanton Bern: «Energiegrundsätze» 60 ARA, ca. 1.2 Mio. EW Ziel der vollständigen und effizienten Biogasnutzung (veb) Umgang mit Co-Substraten 10

11 Kantonale Energiestrategie als Auslöser Langfristiges Ziel (Grundsatz nachhaltige Entwicklung): max. 1 t CO 2 pro Kopf und Jahr Angepasste Ziele für : Biomassestrategie überarbeiten Gasanfall bei ARA vollumfänglich nutzen 11

12 Erfüllen Ziele der Energiestrategie Kanton Bern Biogaseinspeisung Energieproduktiv Im Einzelfall im Sinne der Energiestrategie zu prüfen Wärmeverlust Vollständige Wärmenutzung Biogasabfackelung Frischschlammlieferant Vor-Ort-Mineralisierer 12

13 Schlammverwertungskategorien veb = Biogaseinspeisung oder vollständige Wärmenutzung Schlammverwertungskategorien Biogaseinspeisung 1 Vollständige Wärmenutzung 4 Verteilung EW nach Schlammverwertungskategorie 3% 1% 30% Frischschlammlieferant 7 Unvollständige Wärmenutzung 26 Biogasabfackelung 6 44% Vor-Ort-Mineralisation 16 Total 60 17% 7% 13

14 kwh/a kwh/a Anzahl ARA EW Kanton Bern Potenzialabschätzung Verwertungsmodelle # ARA Verwertungsmodelle EW 70 1'400' Vor-Ort-Mineralisierer Biogasabfackelung 1'200'000 1'000'000 Vor-Ort- Mineralisierer Biogasabfackelung Potenzial Wärmeverlust Frischschlamm- Lieferant Wärmenutzung Biogaseinspeisung 800' ' ' ' Potenzial Wärmeverlust Frischschlamm- Lieferant Wärmenutzung Biogaseinspeisung Biogasnutzung Energieform 90'000'000 90'000'000 80'000'000 80'000'000 70'000'000 60'000'000 50'000'000 40'000'000 30'000'000 20'000'000 10'000'000 Fackel BHKW Gasheizung Athm. Verlust Biogas-Einspeisung 70'000'000 60'000'000 50'000'000 40'000'000 30'000'000 20'000'000 10'000'000 Wärme ungenutzt Wärme extern genutzt Wärme ARA Strom Biogas aufbereitet Potenzial Potenzial

15 Umgang mit Co-Substraten Energieaufwand Transport gering im Vergleich zum Energieinhalt Bagatellgrenze < 5% des Biogasanfalls, darüber veb zwingend 15

16 Abwasserwärmenutzung theoretisches Potenzial: 640 GWh/a (Kt. BE) Fokus auf Nutzung aus gereinigtem Abwasser Berücksichtigung bei der GEP-Nachführung und kommunalen Energierichtplänen 16 Ausschnitt aus kommunalem Energierichtplan Bsp. ARA Thunersee (200'000 EW) Wirtschaftlichkeit entscheidend

17 Fazit Energieeffizienz Energieeffizienz schon lange ein Thema Bereits viel erreicht, Einsparpotenzial von ca. 10% 17 Zielkonflikte Energie vs. Gewässer- und Klimaschutz Neue Anforderungen erzeugen zusätzlichen Energieverbrauch (Mikroverunreinigungen) Mehr Gewässerschutz pro kwh

18 Fazit Energieproduktiv Beitrag zur Reduktion der Treibhausgasemissionen Impulse für energetisch sinnvolle Lösungen Prüfung im Einzelfall bei Baugesuchen Strikte Anwendung bei Co-Substrat-Verwertung Gesamtökologische Betrachtung stark abhängig von Strommix und Transportdistanzen Schlamm Vorrang hat der Gewässerschutz! 18

19 Verstromung vs. Einspeisung Sowohl die Verstromung von Biogas bei vollständiger Wärmenutzung als auch die Biogasaufbereitung und - einspeisung erfüllen den Grundsatz der veb. Unter Berücksichtigung der kantonalen Energiestrategie (80% Stromanteil aus erneuerbaren Quellen, Atomausstieg, 1 t CO 2 pro Kopf und Jahr) schneidet aus Ökobilanzsicht die Biogasaufbereitung und -einspeisung am besten ab. Welche Variante die beste Lösung darstellt, ist daher im Einzelfall zu prüfen. Einspeisung vor allem für grössere ARA eine interessante Alternative 19

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