RESSOURCENSCHONEND UND ZUKUNFTSORIENTIERT DAS ENERGIE- MANAGEMENT DES EVS

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1 RESSOURCENSCHONEND UND ZUKUNFTSORIENTIERT DAS ENERGIE- MANAGEMENT DES EVS

2 3 INHALTSVERZEICHNIS RESSOURCENSCHONEND UND ZUKUNFTSORIENTIERT DAS ENERGIEMANAGEMENT DES EVS VERBRAUCH FOSSILER ENERGIETRÄGER DEUTLICH REDUZIEREN UND REGENERATIVE ENERGIEN KONSEQUENT NUTZEN Ressourcenschonend und zukunftsorientiert: Das Energiemanagement des EVS... 3 Energiemanagement für die Abwasserreinigung... 4 Schritt für Schritt zu mehr Energieeffizienz im Kläranlagen-Betrieb... Energieeinkauf zu möglichst günstigen Konditionen... 6 Energieerzeugung aus Klärschlamm... 6 Der Entsorgungsverband Saar (EVS) ist für die überörtliche Abwasserreinigung und die Abfallentsorgung im Saarland verantwortlich. Wir entsorgen und verwerten Abfälle und Wertstoffe von etwa 1 Million Menschen. In rund 140 Kläranlagen reinigen wir die saarländischen Abwässer und erreichen so eine stete Verbesserung der Gewässergüte. Als kommunaler Umweltverband wollen wir auch beim Thema Energiemanagement Zeichen setzen. Dabei steht der ökologische Aspekt ebenso im Vordergrund wie die Stabilität der Gebühren. Neue Potenziale nutzen Heizen mit Abwasserwärme... 8 Mitwirkung in einem virtuellen Kraftwerk... 9 Natürlich auch im Einsatz Photovoltaikanlagen... 9 Kläranlagen stecken voller Energie. Wir nutzen sie Energiemanagement für die Abfallverwertung Die AVA Velsen Stromlieferant für Haushalte Deponieflächen ideale Standorte für Photovoltaik Abfall steckt voller Energie. Wir nutzen sie... 14

3 4 ENERGIEMANAGEMENT FÜR DIE ABWASSERREINIGUNG ENERGIEMANAGEMENT FÜR DIE ABWASSERREINIGUNG Die Reinigung von Abwasser ist energieintensiv: Um die enorme Menge von rund 160 Millionen Kubikmetern Abwasser im Jahr zu reinigen, werden jährlich rund Megawattstunden (MWh) Strom für den Betrieb der EVS-Kläranlagen fremd bezogen. Das entspricht etwa dem durchschnittlichen Jahres-Stromverbrauch von Personen-Haushalten. Die Stromkosten für den Kläranlagen-Betrieb liegen bei mehr als 11, Millionen Euro im Jahr und es ist davon auszugehen, dass steigende Strompreise diesen Kostenblock weiter in die Höhe treiben werden. Dem wirksam entgegenzutreten, sehen wir als eine der großen Herausforderungen der kommenden Jahre. Mit einem professionellen und umfassenden Energiemanagement für unsere Abwasseranlagen verfolgen wir zugleich ökonomische und ökologische Ziele: Einerseits reduzieren wir durch technische Maßnahmen kontinuierlich den Energieverbrauch der Anlagen und zum anderen decken wir den Bedarf mehr und mehr durch Eigenenergie. Das erreichen wir, indem wir unterschiedliche Energieträger nutzen. SCHRITT FÜR SCHRITT ZU MEHR ENERGIEEFFIZIENZ IM KLÄRANLAGEN-BETRIEB Wer Energie einsparen will, muss zunächst die Stellschrauben kennen, mit deren Hilfe entsprechende Reduzierungen möglich sind. Aus diesem Grund erfassen wir alle wesentlichen energetischen Kenndaten und hier insbesondere Verbräuche sowie eventuelle Verluste im Kläranlagen-Betrieb. Auf der Grundlage detaillierter Energieanalysen leiten wir anschließend geeignete Maßnahmen zur Senkung des Energieverbrauchs ein. Durch den Einsatz von Belüftern und Pumpen mit höherem Wirkungsgrad, eine intelligente Verbrauchssteuerung und Optimierungen bei den Betriebsabläufen konnte in den letzten Jahren der Energieverbrauch der EVS-Kläranlagen deutlich gesenkt werden ohne Abstriche bei der Reinigungsleistung und Betriebsstabilität machen zu müssen.

4 6 ENERGIEMANAGEMENT FÜR DIE ABWASSERREINIGUNG 7 ENERGIEEINKAUF ZU MÖGLICHST GÜNSTIGEN KONDITIONEN Durch effizient gestaltete Ausschreibungen sichert sich der EVS die besten Konditionen auf dem Strommarkt. Mit einem systematischen Spitzenlast-Management steuern wir den Energieeinsatz so, dass Stromverbräuche zu Zeiten allgemein besonders hoher Nachfrage mit entsprechend ungünstigen Tarifen so weit wie möglich gesenkt werden. Auf 11 der größeren EVS-Kläranlagen sind Faulturm-Anlagen vorhanden. Ursprünglich waren nicht alle von ihnen mit der erforderlichen Technologie ausgestattet, um neben Wärme auch Strom produzieren zu können. Seit 2011 rüstet der EVS diese Anlagen sukzessive mit Blockheizkraftwerken oder Mikrogasturbinen für die Stromerzeugung nach und steigert so die Energieausbeute. Im Jahr 2016 konnten bereits 6 Millionen kwh Strom aus Faulgas erzeugt werden mit steigender Tendenz (!). Die aus Faulgas gewonnene Energie wird für den Eigenbedarf der Kläranlagen genutzt und ersetzt damit fossile Brennstoffe, die ansonsten für Strom und Wärme verbraucht werden müssten. Das spart Brennstoff- und Stromkosten und entlastet die Umwelt. Ein besonderes Beispiel hierfür ist der Umbau der Kläranlage Brebach zu einer Kläranlage mit Schlammfaulung. Künftig findet in der biologischen Stufe nur noch die eigentliche Abwasserreinigung statt, während der Klärschlamm separat unter Luftabschluss ausgefault wird. Dafür werden u. a. zwei Vorklärbecken, zwei Faultürme, ein Gasspeicher und zwei BHKWs errichtet. Durch diese Maßnahme wird der Strombedarf der Kläranlage um ca. 20 % gesenkt und gleichzeitig der verbleibende Bedarf zu rund zwei Dritteln mit Eigenstrom gedeckt. Der Fremdbezug reduziert sich so um über 70 %, was eine Kosteneinsparung von ca pro Jahr bedeutet. SCHON GEWUSST? Die Kläranlage in Saarbrücken-Burbach ist die größte Abwasseranlage im Saarland und produziert so viel Energie aus Faulgas, dass sie ihren Wärmebedarf zu 100 Prozent sowie rund die Hälfte ihres Strom bedarfs selbst decken kann. ENERGIEERZEUGUNG AUS KLÄRSCHLAMM Eine besonders ergiebige, kläranlagenspezifische Energiequelle ist der Klärschlamm, der bei der Abwasserreinigung als Restprodukt anfällt, denn bei der Behandlung von Klärschlamm in einem Faulturm entsteht durch die Vergärung des organischen Anteils methanreiches Faulgas.

5 8 ENERGIEMANAGEMENT FÜR DIE ABWASSERREINIGUNG 9 NEUE POTENZIALE NUTZEN HEIZEN MIT ABWASSERWÄRME Abwasser weist ganzjährig recht hohe Temperaturen auf, die deutlich über der des Grundund Trinkwassers liegen. Damit eignet es sich hervorragend als Wärmequelle beispielsweise für die Beheizung von Gebäuden. Im Rahmen eines Pilotprojektes hat der EVS auf seiner Kläranlage Saarbrücken-Brebach eine innovative Anlage zur Nutzung von Abwasserwärme errichtet. Das Abwasser wird aus dem Belebungsbecken der Kläranlage über einen Wärmetauscher geleitet, der diesem Wärme entzieht und sie zu einer Wärmepumpe transportiert. Die eingesetzte innovative Gasmotor-Wärmepumpe, die deutlich effizienter arbeitet als konventionelle Wärmepumpen mit Elektroantrieb, hebt das Temperaturniveau an und speist die Wärme in das Heizsystem der Kläranlage ein. Die jährliche Einsparung von Erdgas zu Heizzwecken liegt im Durchschnitt bei rund Kilowattstunden pro Jahr. Die umweltbelastenden CO 2 -Emissionen werden hier um rund Kilogramm pro Jahr gesenkt, was eine Reduzierung um 0 Prozent bedeutet. Für kommunale und gewerbliche Einrichtungen bietet das Verfahren der Energiegewinnung aus Abwasser Potenziale zur Verringerung des Verbrauchs konventioneller (fossiler) Brennstoffe, denn die Hauptsammler des EVS, die die Abwässer zu den rund 140 Kläranlagen des Verbandes transportieren, sind flächendeckend im Saarland vorhanden. MITWIRKUNG IN EINEM VIRTUELLEN KRAFTWERK Der EVS stellt seine Notstromaggregate zur Stabilisierung des Stromnetzes bei kurzfristigen Netzschwankungen zur Verfügung. Diese Energie wird dem Regelenergiemarkt zur Verfügung gestellt. Insgesamt können 7, Megawatt Leistung zum Ausgleich von Belastungsspitzen bereitgestellt werden. NATÜRLICH AUCH IM EINSATZ PHOTOVOLTAIKANLAGEN Mit Photovoltaikanlagen auf den Dächern der Kläranlagen leistet der EVS einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz. Auf 7 Kläranlagen des EVS wurden bereits Photovoltaikanlagen installiert, eine 8. Anlage ist bereits in Planung. Zukünftig wird von einem Gesamtertrag von mehr als Kilowattstunden Strom pro Jahr ausgegangen.

6 10 KLÄRANLAGEN STECKEN VOLLER ENERGIE. WIR NUTZEN SIE 11 ENERGIEEINSPARUNG è Einsatz energieeffizienter Maschinen und Systeme VIRTUELLES KRAFTWERK è Bereitstellung von Notstromaggregaten WÄRMEENERGIE DER DRUCKLUFT è Die bei der Druckbelüftung der Belebungsbecken anfallende Verlustwärme wird in das Betriebsheizsystem eingespeist SONNENENERGIE è Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen Ablauf FAULGAS è Erzeugung von Strom und Wärme durch Blockheizkraftwerke 6 ABWASSERWÄRME è Beheizung von Gebäuden mit Hilfe von Abwasserwärme-Anlagen Zulauf Betriebs- und Maschinengebäude Gasbehälter Gasfackel Faultürme Nacheindicker Filtrationseindicker Sandfang Verteilerschacht Rücklaufschlamm-Pumpwerk Belebungsbecken Nachklärbecken Filtrationsanlage Schneckenpumpenwerk Pumpwerk

7 12 ENERGIEMANAGEMENT FÜR DIE ABFALLVERWERTUNG 13 ENERGIEMANAGEMENT FÜR DIE ABFALLVERWERTUNG DIE AVA VELSEN STROMLIEFERANT FÜR HAUSHALTE Bei der thermischen Abfallbehandlung in der Abfallverwertungsanlage des EVS in Velsen werden aus Abfällen Strom und Wärme erzeugt. Im Kessel wird die anfallende Verbrennungswärme mit einem hohen Wirkungsgrad in den Wasserdampfkreislauf übertragen. Bereits ein Teil des erzeugten Dampfes deckt den Eigenbedarf sämtlicher Wärmeverbraucher der Anlage. Der Großteil des Dampfes wird für die Stromproduktion verwendet. Der heiße Hochdruckdampf treibt dabei eine Turbine an, die mit einem Generator zur Stromerzeugung verbunden ist. Der Stromüberschuss von durchschnittlich rund MWh pro Jahr wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist und kann umgerechnet Haushalte mittlerer Größe vollständig mit Strom versorgen. Die erzielten Einnahmen kommen direkt dem Gebührenhaushalt zugute. Sie schwanken zwischen 4, und bis zu 8 Millionen Euro, je nach Notierung der Strompreise auf dem Weltmarkt. STILLGELEGTE DEPONIEFLÄCHEN IDEALE STANDORTE FÜR PHOTOVOLTAIK Auf zwei EVS-Deponien werden stillgelegte Flächen als Standorte für größere Solarparks genutzt: Auf der Deponie Fitten werden je nach Sonnendauer jährlich um die 3,3 Millionen KWh Solarstrom produziert. Der Pachterlös kommt dem Gebührenhaushalt zugute. Auf der wesentlich kleineren EVS-Deponie Koppelwald (Gemeinde Mandelbachtal) kann immerhin etwa halb so viel Strom erzeugt werden wie in Fitten. GUTE IDEE: Rekultivierte Deponien werden zu Energieparks!

8 14 ABFALL STECKT VOLLER ENERGIE. WIR NUTZEN SIE 1 In der EVS-eigenen Abfallverwertungsanlage Velsen wird der saarländische Restabfall umweltfreundlich verwertet. Dabei handelt es sich um Abfälle, die nicht wieder verwendet oder recycelt werden können. In einem komplexen Prozess werden aus den Abfällen die einen ähnlichen Brennwert haben wie Braunkohle Strom und Wärme erzeugt. Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase werden in einem mehrstufigen Prozess ( 8 11 ) gereinigt. Die Abfälle werden in der Entladehalle 1 angeliefert und in den Müllbunker 2 entladen. Mit einem Kran werden die Abfälle auf den Verbrennungsrost 3 gefördert. Stromerzeugung Das bei der Verbrennung entstehende C heiße Gas wird im Dampfkessel 6 abgekühlt. Dabei entsteht heißer Dampf, der eine Turbine antreibt 7, die mit einem Generator zur Stromerzeugung verbunden ist. Die Anlage erzeugt Strom für den Eigenbedarf und speist die überschüssige Menge ins öffentliche Netz ein. Wärmenutzung Ein Teil des Dampfes wird aus der Turbine ausgekoppelt und für die in terne Wärmeerzeugung genutzt. Da im Umfeld der Anlage kein entsprechendes Versorgungsnetz vorhanden ist, wird keine Fernwärme produziert Entladehalle Müllbunker Verbrennungsrost Nassentschlacker Schlackencontainer Dampfkessel Turbine Elektrofilter Rauchgaswäsche Katalysator Gewebefilter Kamin AVA VELSEN

9 Übrigens: Wir reinigen Abwasser & entsorgen Abfall. Engagiert. Kompetent. Verlässlich. Für unser Saarland. Stand: 06 / 2017 ENTSORGUNGSVERBAND SAAR Tel info@evs.de