UIP-Projekt Kläranlage Schwalmstadt-Treysa: Vom Stromverbraucher zum Heizkraftwerk

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1 UIP-Projekt Kläranlage Schwalmstadt-Treysa: Vom Stromverbraucher zum Heizkraftwerk Dipl.-Ing. Barbara Retamal Pucheu iat Darmstadt Dipl.-Ing. Susanne Brants Stadtwerke Schwalmstadt

2 Inhalt Ausgangssituation und Ziele des UIP-Projektes Überschreitung von Systemgrenzen als Schlüssel zur Optimierung Interkommunale Zusammenarbeit bei der Schlammbehandlung Kofermentation von Abwasserkonzentraten aus der Industrie Satelliten BHKW: Externe Nutzung von Biogas und Ergebnisse 2

3 Energiekennwerte der GKA Schwalmstadt-Treysa Ausbaugröße EW, mittlere Auslastung (2011): E IST-Wert (2011) gesamter Elektrizitätsverbrauch kwh/(ew*a) 23,2 e ges h elek EV elek Grad der gesamten Faulgasnutzung Elektrischer Wirkungsgrad der Faulgasverwertung spezifische Faulgasproduktion pro EW CSB Eigenversorgungsgrad- Elektrizität % 84 % 28,5 l/(ew*d) 28,9 % 60 3

4 Ziele des Projekts Ausgangssituation Kapazitätserweiterung der Kläranlage Senkung des absoluten Stromverbrauchs Erhöhung des einwohnerspezifischen Klärgasanfalls ~ Erhöhung der Stromerzeugung und der Nutzwärme Eigenversorgungsgrad Wärme und Strom >> 100 % Senkung der Emissionen klimarelevanter Gase aus dem Nassschlammlager Senkung des Ausstoßes an CO 2 -Äquivalenten 4

5 Das konventionelle System der Abwasserbehandlung Industrieabwasser häusliches Abwasser Stadt Schwalmstadt Schlamm Schlammfaulung Fackelverluste Abwasserbehandlung Biogas Wärme BHKW Ablauf Strom Heizöl Strom Faulschlamm Landwirtschaftliche Verwertung 5

6 Interkommunale Zusammenarbeit Industrieabwasser häusliches Abwasser Stadt Schwalmstadt Schlamm Fackelverluste Abwasserbehandlung Schlammfaulung Biogas Wärme BHKW Ablauf Strom Heizöl Strom Faulschlamm Nachbarkommunen Rohschlamm Kläranlage Landwirtschaftliche Verwertung 6

7 Abtrennung von Abwasserkonzentraten und Kofermentation Industrie Externes Co-Substrat Industrieabwasser Konzentrat Indirekteinleiter häusliches Abwasser Stadt Schwalmstadt Speicher Schlamm Fackelverluste Abwasserbehandlung Schlammfaulung Biogas Wärme BHKW Ablauf Strom Heizöl Strom Faulschlamm Nachbarkommunen Rohschlamm Kläranlage Landwirtschaftliche Verwertung 7

8 1000 m Satelliten BHKW Industrie Externes Co-Substrat Industrieabwasser Konzentrat BHKW Klinikzentrum und Wohnheime Strom (Nah-)Wärme Indirekteinleiter häusliches Abwasser Speicher Biogas ~150000m³/a Stadt Schwalmstadt Abwasserbehandlung Schlammfaulung Wärme BHKW Ablauf Strom Strom Faulschlamm Nachbarkommunen Rohschlamm Kläranlage Landwirtschaftliche Verwertung 8

9 Ausgangssituation Mitfaulung von Klärschlämme kleinerer Kläranlagen einer Nachbargemeinde betriebsinterne Abtrennung und Kofermentation der Konzentrate von Indirekteinleitern (Dämpfkondensate, Hefe, Kanal auf Rädern ) Bewirtschaftung der Konzentrate und Schlämme (Zwischenspeicherung in Fäkalannahmestation) zur bedarfsgerechten Gaserzeugung Wärmegeführter Betrieb des BHKWs auf der Kläranlage und Weiterleitung des Klärgasüberschusses zu einem externen Satelliten-BHKW Energieoptimierung (Belüfter, Rührwerke und Pumpen) Deammonifikation des Trübwassers im Scheibentauchkörper Auffangen der Gasemissionen aus dem Nassschlammlager 9

10 Betriebsergebnisse I Ausgangssituation Mitfaulung von Klärschlämmen aus Nachbargemeinde: Klärschlämme aus Willingshausen werden seit Mai 2013 zur GKA-Treysa geliefert (in 2013 rund m³; Einnahmen für die Stadtwerke: 17 T ) betriebsinterne Abtrennung und Kofermentation der Konzentrate von Indirekteinleitern: teilweise verwirklicht (Brauereihefen), Dämpfkondensat kann erst nach Umbau im Betrieb abgetrennt werden Lieferung von Co-Substraten zum Ausgleich des rückläufigen Klärgasüberschusses: Genehmigungen ausstehend, teilweise verwirklicht (Lebensmittelindustrie) 10

11 Betriebsergebnisse II Ausgangssituation Bewirtschaftung der Konzentrate und Schlämme (Zwischenspeicherung in Fäkalannahmestation) : Erforderliche Baumaßnahmen und Steuerung fertiggestellt, da externes BHKW nicht mit Klärgas beschickt werden kann, keine Betriebserfa Wärmegeführter Betrieb des BHKWs auf der Kläranlage und Weiterleitung des Klärgasüberschusses zu einem externen Satelliten-BHKW : Probebetrieb gute Ergebnisse, konventionelle Kondensatabscheider nicht ausreichend, Nachrüstung von Klärgastrocknung erforderlich, BHKW läuft derzeit mit Erdgas Energieoptimierung: neue Belüfter 11

12 Betriebsergebnisse III Ausgangssituation Deammonifikation des Trübwassers im Scheibentauchkörper : Einfahrbetrieb der Deammonifikation Auffangen der Gasemissionen aus dem Nassschlammlager: Umnutzung des Nacheindickers als Trübwasservorlage bewirkt, dass Abdeckung nicht im NED sondern im Schlammsilo realisiert wird, Änderung der Planung und Ausführung 12

13 Umbau Fäkalannahmestation Ausgangssituation 13

14 Belüftertausch Ausgangssituation 14

15 Satelliten-BHKW Ausgangssituation 15

16 Deammonifikation Ausgangssituation 16

17 Zusammenspiel der Akteure Industrie -Kosten für innerbetriebliche -Berechnung Abwassergebühren -Abfallrecht für Konzentrate Stadt Schwalmstadt: Behörde - juristische Klärung der Systemgrenzen Diakoniezentrum mit Wohnheim -Betreiberverantwortung für BHKW Nachbargemeinden -Aufteilung Gebühren + Kosten -AbfKlärV 17

18 Juristische Fußangeln: Die Stadtwerke als Unternehmer im Dschungel des Energierechts Steuerberater -Vorsteuer Abzug für Investitionen -MWSt-Pflicht für Klärgaslieferung? Genehmigungsbehörde - Kofermentation von Sondermüll - Landw.Verwertung von Klärschlamm Stadtwerke als Unternehmer/Energieversorger Rechtsanwalt für Energierecht - Anlagenbegriff nach KWK (50 kw-neubau; 2*200 kw Bestand) -Verdrängt Klärgas-BHKW Fernwärme? - Umlage nach EEG für Stromlieferung; -Energierecht: Werden die Stadtwerke zum EVU? Kommunalaufsicht -Privatwirtschaftliche Tätigkeit? -Unzulässiger Wettbewerb für Private? -Einfluss auf (Abwasser)gebühr Stromnetzbetreiber -Genehmigung des Netzanschlusses - Anlagenbegriff nach BDEW- Richtlinien oder VDE AR N Wer ist Betreiber des BHKWs? 18

19 Zusammenfassung Ausgangssituation Baumaßnahmen weitestgehend umgesetzt Kapazitätserweiterung durch Trübwasserbehandlung Verringerung der Zulauffracht Vermeidung giftiger Dämpfe im Kanalnetz durch Abtrennung von Konzentraten Senkung der Emissionen klimarelevanter Gase aus dem Nassschlammlager 19

20 Ausgangssituation Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit 20