Abwasserentsorgung im ländlichen Raum

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1 Kompetenznetz Vitale Orte 2020 Abwasserentsorgung im ländlichen Raum unter den Vorzeichen des demografischen Wandels In Kooperation mit: Praxisforum 29. April 2013, Hünfeld

2 Kompetenznetz Vitale Orte 2020 Praxisforum Programm Abwasserentsorgung im ländlichen Raum unter den Vorzeichen des demografischen Wandels Stadthalle Kolpinghaus Hünfeld, 29. April 2013 Der Rückgang der Einwohnerzahlen im ländlichen Raum bedeutet für die Abwasserentsorgungssysteme sinkende Abwassermengen, eine geringere Auslastung der Anlagen und höhere spezifische und einwohnerbezogene Kosten. Für die Städte und Gemeinden sind damit Herausforderungen verbunden, denen sie mit technischen und organisatorischen Optimierungsmöglichkeiten begegnen können, die allerdings im Spannungsfeld von Kosten und Gewässerschutz stehen. In bestehenden Entsorgungssystemen geben häufig Sanierungsbedarfe oder wasserrechtlich begründete Ausbauerfordernisse den Anlass, über die Zukunftsfähigkeit der Netze und Anlagen nachzudenken. Außerdem findet die Energieeffizienz von Abwasserbehandlungsanlagen zunehmend Beachtung, da hier erhebliche Einsparpotenziale bestehen, die vor dem Hintergrund steigender Energiekosten genutzt werden sollten. Um bezahlbare systembezogene Umgestaltungen für Entsorgungsgebiete mit schrumpfenden Gemeinden zu entwickeln und dabei ggf. auch neue Wege zu beschreiten, müssen die technischen Möglichkeiten und Handlungsoptionen in den Gemeinden bekannt sein. Das Praxisforum zeigt anhand von erfolgreichen Beispielen solche Möglichkeiten und Handlungsoptionen auf. Wissenschaftler und Praktiker werden Ansatzpunkte für innovative Ideen darstellen und über Projekte berichten, bei deren Umsetzung sie mitgewirkt haben. 10: Begrüßung Bürgermeister Dr. Eberhard Fennel, Stadt Hünfeld Strukturen unter demografischem Anpassungsdruck Dr. h.c. Petra Roth, Vorsitzende der Stiftung Schloss Ettersburg, Oberbürgermeisterin a.d. Demografischer Wandel und Infrastruktur im ländlichen Raum Steffen Saebisch, Staatssekretär im Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung Abwasserentsorgungssysteme (Netze und Anlagen) Abwasserentsorgungssysteme vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklungen Prof. Dr.-Ing. Ulf Theilen und Prof. Dipl.-Ing. Peter Jahnen, Technische Hochschule Mittelhessen Praxisbeispiel: Neuordnung der Abwasserentsorgung der Gemeinde Lautertal, Vogelsbergkreis Bürgermeister Heiko Stock, Gemeinde Lautertal Praxisbeispiel: Wachsende Belastung durch geringere Auslastung - zum Umgang mit der Fehlanpassung von Kläranlagen in Thüringen Frank Thorwirth, Bennert Ingenieurbau GmbH Mittagspause Energieeffizienz von Kläranlagen Mark Darkin@fotolia.com Ungenutzte Potenziale - Energieoptimierung auf mittelhessischen Kläranlagen Dipl.-Ing. Frank Reißig, Regierungspräsidium Gießen Praxisbeispiel: Energieanalysen auf kleinen Kläranlagen - mehr als nur Strom sparen Dipl.-Ing. Bernd Haberkern, IAT-Ingenieurberatung für Abwassertechnik, Darmstadt und Harald Bausch, Gemeinde Ebsdorfergrund Pause Interkommunale Zusammenarbeit Chancen, Defizite und Optionen interkommunaler Kooperation in der Siedlungswasserwirtschaft Dipl.-Ing. Martin Schmidt, Technische Universität Darmstadt 7 Kommunen gehen einen gemeinsamen Weg Praxisbeispiel: Erfahrungen im Zweckverband Mittelhessische Abwasserwerke (ZMA) Bürgermeister Manfred Apell, Gemeinde Lahntal Unterstützung des Landes Hessen Aktuelle Initiativen des Landes Hessen - Schlusswort Ministerialdirigent Wenzel Mayer, Leiter Abteilung Wasser und Boden, Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Moderation: in Kooperation mit: Dr. Norbert Mager, Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

3 Regierungspräsidium Gießen Ungenutzte Potentiale - Energieoptimierung auf mittelhessischen Kläranlagen Frank Reißig, RP Gießen

4 Ungenutzte Potentiale Energieoptimierung auf mittelhessischen Kläranlagen Energiepolitische Ziele Ausgangssituation in Hessen Was können Kommunen / Abwasserverbände tun? Hessisches Förderprogramm für Energieanalysen Wo stehen wir heute? Fazit 2

5 Regierungspräsidium Gießen Energiepolitische Ziele der Bundesregierung Bis 2020 sollen mindestens 35% der Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien erfolgen. 2 Stellschrauben zur Zielerreichung: Weiterer Ausbau der Erneuerbaren Energien Verringerung des Energieverbrauchs Der Stromverbrauch soll im Zeitraum von 2008 bis 2020 um ca. 10% vermindert werden. 2. Mai

6 Regierungspräsidium Gießen Tab.: Entwicklung der Bruttostromerzeugung in Deutschland 2. Mai

7 Warum Energiesparen? Steigende Energiepreise verlangen die Minimierung des Energieverbrauchs 5

8 Regierungspräsidium Gießen Entwicklung der Strompreise für 3-Pers.-Haushalte Quelle: Wikipedia 2. Mai

9 Cent/kWh ,6 17,6 20, ,7 12,3 12,0 12,4 10 7,9 8,7 9,3 10,0 5,7 5,9 6, Tab.: Entwicklung der Strompreise einer mittelhessischen Kläranlage Quelle: Geschäftsbericht des ZLS von

10 Warum Energiesparen? Steigende Energiepreise verlangen die Minimierung des Energieverbrauchs sinkende Rohstoffressourcen 8

11 Warum Energiesparen? Steigende Energiepreise verlangen die Minimierung des Energieverbrauchs sinkende Rohstoffressourcen Klimawandel (Reduzierung der CO2-Emission) 9

12 Regierungspräsidium Gießen THG-Vermeidungsfaktoren der erneuerbaren Stromerzeugung Bei der Stromerzeugung aus Klärgas ergibt sich ein vergleichsweise hoher Klimaschutzeffekt! 2. Mai

13 Warum Energiesparen? Steigende Energiepreise verlangen die Minimierung des Energieverbrauchs sinkende Rohstoffressourcen Klimawandel (Reduzierung der CO2-Emission) Umsetzung gesetzlicher Vorgaben (zum St. d. T. gehört der Einsatz energieeffizienter Verfahren gem. 57 WHG) 11

14 Warum Energiesparen? Steigende Energiepreise verlangen die Minimierung des Energieverbrauchs sinkende Rohstoffressourcen Klimawandel (Reduzierung der CO2-Emission) Umsetzung gesetzlicher Vorgaben (zum St. d. T. gehört der Einsatz energieeffizienter Verfahren gem. 57 WHG) die energetische Optimierung führt oft auch zu besseren Reinigungsergebnissen 12

15 Ausgangssituation in Hessen In Hessen gibt es 719 kommunale Kläranlagen mit einer Klärkapazität von insgesamt ca. 10,3 Mio. EW Reinigungsleistung der hessischen Kläranlagen: - organische Belastung (CSB) 95% - N - Belastung 81% - P - Belastung 88% 109 kommunale Kläranlagen mit einer Anschlussgröße von ca. 6 Mio. EW besitzen eine anaerobe Schlammstabilisation (Schlammfaulung) 44 größere Kläranlagen mit Ausbaugrößen von jeweils über EW und einer Klärkapazität von insgesamt EW besitzen noch keine Schlammfaulung 13

16 kwh/(ew*a), GWh/a, % Energieverbrauch hessischer Kläranlagen , , øspez. Stromverbrauch kwh/(ew*a) Anteil an angeschlossene EW120 % ,7 Energieverbrauch GWh/a , ,6 18,5 0 1,3 6,2 6,0 5,2 < (GK 1) (GK2) > (GK3) Ausbaugröße in EW (Größenklassen) > (GK4) > (GK5) Quelle: Auswertung HAA, Pfaff

17 Energie auf Kläranlagen ungenutzte Potentiale Kläranlagen sind die größten Einzelenergieverbraucher in den Kommunen, der Anteil der Abwasserreinigung am gesamten kommunalen Strombedarf beträgt ca. 20% Einsparpotentiale beim Stromverbrauch von durchschnittlich 30% Gerade bei den kleineren Kläranlagen sind oft hohe spezifische Energieverbräuche feststellbar großes Potential zur Erhöhung der Eigenenergieproduktion, insbesondere aus Klärgas und Abwasserwärme Bei Ausschöpfung aller Möglichkeiten könnte die Stromerzeugung aus Klärgas vervierfacht werden. 15

18 Struktur der EE-Strombereitstellung: Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtendenergieverbrauch : 12,5% (Stand: 2011) 16

19 Hess. Landesprogramm zur Verbesserung der Energieeffizienz kommunaler Kläranlagen Ziel muss es sein, die Einsparpotentiale zu nutzen. KA-Betreiber sollen motiviert werden, ihre Anlagen systematisch untersuchen zu lassen. Ganzheitliche Betrachtung ist notwendig. Zuwendungsfähig sind die tatsächlichen Kosten. Diese werden pauschal auf pro KA begrenzt. Der Fördersatz beträgt 75%. Vorhaben werden nur gefördert, wenn die Energieanalyse auf der Grundlage der Hess. Arbeitshilfe zur Verbesserung der Energieeffizienz von Abwasserbehandlungsanlagen erstellt wird. 17

20 Regierungspräsidium Gießen Grundsatz der Wirtschaftlichkeit und Sparsamkeit ist zu beachten. 3 Angebote sollten eingeholt werden. Alternativ: Formloses Interessenbekundungsverfahren in der Hess. Ausschreibungsdatenbank. Wichtig: Die Energieanalysen müssen von einem fachlich geeigneten Auftragnehmer durchgeführt werden. Umfangreiche Kenntnisse sowohl im Bereich Energietechnik als auch Abwassertechnik sind erforderlich. 2. Mai

21 Regierungspräsidium Gießen Regierungsbezirk Gießen 19

22 Regierungspräsidium Gießen Bild: Übergabe des 1. Zuwendungsbescheides anlässlich der Auftaktveranstaltung des RP Gießen zum Programm Verbesserung der Energieeffizienz auf Kläranlagen in Weimar-Roth am

23 Wo stehen wir heute? Auf den meisten der größeren mittelhessischen Kläranlagen (Größenklasse 4 und 5) werden Energieanalysen durchgeführt. Bisher wurden für 42 Kläranlagen im RP-Bezirk Gießen Zuschüsse in Höhe von ,- zugesagt. Die Ergebnisse der bisher untersuchten Anlagen übertreffen die Erwartungen. Im Rahmen der Analysen werden oft auch Vorschläge zur Verbesserung der Reinigungsleistung gemacht. 21

24 Beispiel: KA Marburg-Cappel ( EW) Tab.: Entwicklung des Stromverbrauchs nach Umsetzung der Vorschläge (Ist-Stromverbrauch: KWh/a = Personen-Haushalte) 22

25 Jahresenergieverbrauch [kwh/a] Beispiel: Kläranlage Lollar ( EW) Tab.: Entwicklung der Jahresenergieverbräuche Quelle: Geschäftsbericht des ZLS von

26 Regierungspräsidium Gießen Beispiel: Umstellung von aerober auf anaerobe Schlammstabilisierung (Faulung)? 44 größere Kläranlagen in Hessen (jeweils > EW, Gesamtkapazität: EW) sind derzeit noch ohne Faulung. Würden diese alle nachgerüstet, könnten lt. Theilen der Stromverbrauch dieser Kläranlagen um ca MWh/a reduziert werden. Dies entspricht dem Stromverbrauch von Personen - Haushalten. Zusätzlich könnte der Wärmebedarf der betreffenden Kläranlagen nahezu vollständig gedeckt werden. 2. Mai

27 Regierungspräsidium Gießen Schlammfaulung auf kommunalen Kläranlagen 2. Mai

28 Taugen die kostengünstigen landwirtschaftlichen Biogasanlagen als Vorbilder für kommunale Kläranlagen? 26

29 Taugen die kostengünstigen landwirtschaftlichen Biogasanlagen als Vorbilder für kommunale Kläranlagen? Forschungsbedarf!!! 27

30 Mein vorläufiges Fazit Auf 42 mittelhessischen Kläranlagen werden Energieanalysen durchgeführt. Die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Auf praktisch allen Kläranlagen gibt es Einsparpotentiale. 28

31 Mein vorläufiges Fazit Auf 42 mittelhessischen Kläranlagen werden Energieanalysen durchgeführt. Die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Auf praktisch allen Kläranlagen gibt es Einsparpotentiale. Fast alle Betreiber von großen Kläranlagen nutzen die Energieanalysen um ihre Kläranlagen fit zu machen. 29

32 Mein vorläufiges Fazit Auf 42 mittelhessischen Kläranlagen werden Energieanalysen durchgeführt. Die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Auf praktisch allen Kläranlagen gibt es Einsparpotentiale. Fast alle Betreiber von großen Kläranlagen nutzen die Energieanalysen um ihre Kläranlagen fit zu machen. Die kleineren Anlagen der Größenklasse 1 und 2 haben zwar nur einen Anteil am Gesamtstromverbrauch von ca. 10% aller hessischen Kläranlagen. Die spezifischen Verbräuche liegen hier aber oft besonders hoch, so dass hier die Energie zum Kostentreiber wird. 30

33 Mein vorläufiges Fazit Auf 42 mittelhessischen Kläranlagen werden Energieanalysen durchgeführt. Die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Auf praktisch allen Kläranlagen gibt es Einsparpotentiale. Fast alle Betreiber von großen Kläranlagen nutzen die Energieanalysen um ihre Kläranlagen fit zu machen. Die kleineren Anlagen der Größenklasse 1 und 2 haben zwar nur einen Anteil am Gesamtstromverbrauch von ca. 10% aller hessischen Kläranlagen. Die spezifischen Verbräuche liegen hier aber oft besonders hoch, so dass hier die Energie zum Kostentreiber wird. Die Erstellung einer umfassenden Energieanalyse ist kein Zwang, vielmehr eine Chance. Oft kann die Reinigungsleistung der Kläranlage verbessert werden. 31

34 Regierungspräsidium Gießen Ein Umdenken ist erforderlichen. Wir müssen auf unseren Kläranlagen das Energieeffizienz-Know-how dauerhaft verbessern und durch regelmäßige Energiechecks die Energieverbräuche im Auge behalten. Die Hess. EKVO sollte ggf. diesbezüglich ergänzt werden. 2. Mai

35 Regierungspräsidium Gießen Ein Umdenken ist erforderlichen. Wir müssen auf unseren Kläranlagen das Energieeffizienz-Know-how dauerhaft verbessern und durch regelmäßige Energiechecks die Energieverbräuche im Auge behalten. Die Hess. EKVO sollte ggf. diesbezüglich ergänzt werden. Wir brauchen weitere technische Innovationen. 2. Mai

36 Regierungspräsidium Gießen Ein Umdenken ist erforderlichen. Wir müssen auf unseren Kläranlagen das Energieeffizienz-Know-how dauerhaft verbessern und durch regelmäßige Energiechecks die Energieverbräuche im Auge behalten. Die Hess. EKVO sollte ggf. diesbezüglich ergänzt werden. Wir brauchen weitere technische Innovationen. Das Energiesparen auf Kläranlagen lohnt sich aus finanzieller und ökologischer Sicht. 2. Mai

37 Regierungspräsidium Gießen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 2. Mai