Innovative Entwicklungen bei der Energieoptimierung von Abwasseranlagen als Beitrag zur Energiewende

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1 Innovative Entwicklungen bei der Energieoptimierung von Abwasseranlagen als Beitrag zur Energiewende Prof. Dr.-Ing. Markus Schröder, Aachen

2 Energieautarke bzw. energieautonome Kläranlage oder Kläranlage als Baustein einer Energie- Infrastruktur der Zukunft?

3 Autarkie/Autonomie bei allen benötigten Energieformen und aus eigenen Ressourcen! 15 bis 100 kwh / (E BSB5 a) ähnlich Strom, jahreszeitlich schwankend (bei getrennter anaerober Schlammstabilisierung) 5 bis 7,5 kwh / (EBSB5 a) Bildquelle modifiziert nach: bte Beratungsteam Energie und Verfahrenstechnik

4 Möglich durch strombasierte Energieinfrastruktur aber Strombedarf würde sich fast verfünffachen! Bildquelle: Vortrag Prof. Faulstich anlässlich der DWA-Energietage 2014

5 Autarkie/Autonomie bei allen benötigten Energieformen und aus eigenen Ressourcen! 15 bis 100 kwh / (E BSB5 a) + 5 bis 7,5 kwh / (E BSB5 a) ähnlich Strom, jahreszeitlich schwankend (bei getrennter anaerober Schlammstabilisierung)? 5 bis 7,5 kwh / (EBSB5 a) Bildquelle modifiziert nach: bte Beratungsteam Energie und Verfahrenstechnik

6 Innovative Entwicklungen bei der Energieoptimierung von Abwasseranlagen als Beitrag zur Energiewende

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9 Welche Innovationen benötigt die erfolgreiche Energiewende? Nachhaltige Unterstützung statt Energie wände

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12 Vollkosten für die Stromspeicherung heute und in 10 Jahren nach [Sollmann]

13 Quelle: Europäische Kommission, HFP-Europe TUTTAHS & MEYER INGENIEURGESELLSCHAFT mbh Die Wasserstoffbasierte Energiewirtschaft Einleitun g Elektrolyse Stat. H2-Nutzung Mob. H2- Nutzung Zusammenfassun g It s Hy Time! 2050 Wasserstoff- Gesellschaft 2000 Fossile Brennstoffwirtschaft

14 EuWaK Erdgas und Wasserstoff aus Kläranlagen Nachhaltige Energieversorgung der Abwasserbehandlung

15 EuWaK: Vorlaufende F&E-Vorhaben in NRW

16 Ursprüngliches Gesamtkonzept KA Bottrop 2003 Biomasse Bioabfall Gaserzeugung Gasaufbereitung z.b. Faulung, Pyrolyse, Reinigung, Reformierung Hydrolyse Erdgas Legende Biogas Sauerstoff Strom Wasserstoff Wärme Sonstige Stoffströme Klärschlamm Sauerstoffspeicher Abwasserreinigung Interner Stromverbrauch (Haupt- oder Nebenstrom) (z. B. Gebläsestation) Luft Interner Wärmeverbrauch Wind Elektrolyseur Sonne Wasserstoffspeicher Wasserstoffnutzung Brennstoffzelle, Gasmotor, Gasturbine Wasser Fahrzeugbetankung EVU-Netz

17 Stand heute Umsetzung EuWaK I und II Bioabfall Gaserzeugung Gasaufbereitung z.b. Faulung, Pyrolyse, Reinigung, Reformierung Hydrolyse Erdgas Biomethan (Erdgas) Legende Biogas Sauerstoff Strom Wasserstoff Wärme Sonstige Stoffströme Klärschlamm Abwasserreinigung Interner Stromverbrauch (Haupt- oder Nebenstrom) (z. B. Gebläsestation) Luft Wasserstoffspeicher Wasserstoffnutzung Gasmotor Schule (Strom und Wärme) Wasserstoff Externe Anlieferung

18 Laufende Vorhaben EuWaK IIb, WaStraK 1) Bioabfall Klärschlamm Gaserzeugung Gasaufbereitung z.b. Faulung, Pyrolyse, Reinigung, Reformierung Hydrolyse Methanol Biomethan (Erdgas) Abwasserreinigung (Haupt- oder Nebenstrom) Biogas Sauerstoff Strom Wasserstoff Wärme Legende Sonstige Stoffströme WaStraK (Power to liquid) Biogas- BHKW EuWaK IIb (in Planung) Wasserstoff Wasserstoffspeicher Wasserstoffnutzung Gasmotor Externe Anlieferung Schule (Strom und Wärme) 1) WaStraK Wasserstoff-Strategien für Kläranlagen

19 EuWaK III: Reinsauerstoff und Wasserstoff aus Elektrolyse Stromspeicher H2 + Last-/Einspeisemanagment Bioabfall Gaserzeugung Gasaufbereitung z.b. Faulung, Pyrolyse, Reinigung, Reformierung Hydrolyse Biomethan (Erdgas) Biogas Sauerstoff Strom Wasserstoff Wärme Legende Sonstige Stoffströme Klärschlamm Sauerstoffspeicher Abwasserreinigung (Haupt- oder Nebenstrom) Interner Stromverbrauch Erneuerbare Energie Biogas- BHKW Elektrolyseur Einführungsphase positive/negative Minutenreserve Wasserstoffspeicher Wasserstoffnutzung Gasmotor Schule (Strom und Wärme) Wasserstoff EVU-Netz

20 EuWaK III: Bioabfall Reinsauerstoff Ozon ; Wasserstoff Methanol Gaserzeugung Gasaufbereitung z.b. Faulung, Pyrolyse, Reinigung, Reformierung Hydrolyse (WaStraK Pilotanlage) Methanol Biomethan (Erdgas) Biogas Sauerstoff Strom Wasserstoff Wärme Legende Sonstige Stoffströme Klärschlamm Sauerstoffspeicher Abwasserreinigung (Haupt- oder Nebenstrom) Interner Stromverbrauch Erneuerbare Energie Biogas- BHKW Elektrolyseur Ozonerzeuger Wasserstoffspeicher Wasserstoffnutzung Brennstoffzelle, Gasmotor Schule (Strom und Wärme) Wasserstoff

21 Weitere verbundene F&E-Vorhaben smart areal net

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25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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