Energie- und Klimaschutzkonzept Lahn-Dill

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1 Lahn-Dill Workshop Wasserwirtschaft Potenzialanalyse Kläranlagen und Wasserwerke Kreisverwaltung Wetzlar,

2 1. Potenzialanalyse Kläranlagen Kläranlagen Jährlicher Stromverbrauch aller betrachteten Kläranlagen im LDK: bis MWh/a Jährlicher Stromverbrauch der Kläranlagen nach Kläranlage/Kommune: 100 bis MWh/a (GK 2-4) 26/10/15 1

3 Einsparpotential beim Energieverbrauch - bei Erreichen des bundesweiten Medianwerts: 617 MWh/a - bei Einsparung in Höhe von 20 % des derzeitigen Stromverbrauchs: MWh/a 26/10/15 2

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5 Spezifischer Faulgasanfall Eigenversorgungsgrad Elektrizität Zusätzliche Stromproduktion zur Eigenversorgung - aus KWK Anlagen zur Verstromung von Klärgas: 841 MWh/a (Verstromung mit 35 % Wirkungsgrad, Installation von neuen BHKWs auf KLA Iserbachtal (Braunfels), KLA Guntersdorf (Driedorf) - aus PV Anlagen: 710 MWh/a (Peak-Leistung in Höhe der Grundlast beim Strombezug) 26/10/15 4

6 2. Potenzialanalyse Wasserwerke Jährlicher Stromverbrauch aller betrachteten Wasserversorgungsgebiete im LDK: bis MWh/a Jährlicher Stromverbrauch der Wasserversorgungsgebiete nach Kommune: 40 bis 900 MWh/a (GK 2-4) 26/10/15 5

7 4 % Wassergewinnung 26 % 43 % Wasserförderung und -aufbereitung Wasserverteilung Wasserspeicherung 27 % Verteilung Energieverbrauch nach Funktionseinheiten der W asserversorgung 26/10/15 6

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9 Unterschreitungshäufigkeit [%] Gesamtstromverbrauch Wasserversorgung kleiner kwh/a kleiner kwh/a kleiner kwh/a größer kwh/a - 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 spezifischer Energieverbrauch [kwh/m³] Mittel NRW Mittel BRD Mittel LDK Einsparpotential beim Energieverbrauch der Wasserwerke bei Erreichen eines mittleren spezifischen Stromverbrauches von 0,5 kwh/m³: 704 MWh/a Stromproduktion zur Eigenversorgung aus PV Anlagen: 287 MWh/a 26/10/15 8

10 Lahn Dill Kreis Versorgungsgebiet Stadt / Gemeinde Summe Energieverbrauch 2013 Allg. Energie- Effizienz Jahres- Minimum Gebiet Einspar- Potenzial ggü. Minimum KWh/a KWh/m³ KWh/m³ KWh/a N ,67 0, O ,88 0, K ,55 0,55 H ,35 0, J ,51 0, I ,49 0, F ,30 0, G ,57 L ,61 B ,30 1, C ,21 M ,65 0, E ,29 0, A ,17 0, P ,83 0, D ,23 Summe /10/15 9

11 3. Potenzialanalyse Zusammenfassung Kläranlagen Einsparpotential beim Energieverbrauch - bei Erreichen des bundesweiten Medianwerts für den einwohnerspezifischen Stromverbrauch: 617 MWh/a - bei Einsparung in Höhe von 20 % des derzeitigen Stromverbrauchs: MWh/a Zusätzliche Stromproduktion zur Eigenversorgung - aus PV Anlagen: 710 MWh/a (Peak-Leistung in Höhe der Grundlast beim Strombezug) - aus KWK Anlagen zur Verstromung von Klärgas: 841 MWh/a (Verstromung mit 35 % Wirkungsgrad, Installation von neuen BHKWs auf KLA Iserbachtal (Braunfels), KLA Guntersdorf (Driedorf)) Hinweis zu Kläranlagen: Energieanalysen wurden bisher nur bei einer Kläranlage durchgeführt das Potenzial ist wahrscheinlich noch nicht ausgeschöpft Wasserwerke - Einsparpotential beim Energieverbrauch bei Erreichen eines mittleren spezifischen Stromverbrauches von 0,5 kwh/m³: 704 MWh/a - Stromproduktion zur Eigenversorgung aus PV Anlagen: 287 MWh/a 26/10/15 10

12 Fördermaßnahmen Energieanalysen Förderprogramme Derzeit gemäß Kommunalrichtlinie des BMUB für Klimaschutzprojekte: Ab 2015/16 zusätzlich gemäß NAPE des BMWi, Konditionen noch offen: «Klimaschutz-Teilkonzepte» für Kläranlagen / Wasserwerke Antragstellung ggf. für mehrere kleine Anlagen Zuschuss von ca % der Kosten 26/10/15

13 Gruppenarbeit Mögliche Themen 1. Durchführung von Energieanalysen 2. Wirtschaftlichkeit von BHKWs 3. Einspar-Contracting Vertragsmodelle und Erfahrungsbericht 4. Fördermaßnahmen / Zuschüsse 5. Fallbeispiele für umgesetzte Maßnahmen 6. 26/10/15 12

14 Ablauf Energieanalyse 26/10/15 13

15 Verteilung des Stromverbrauchs innerhalb einer Kläranlage ÜSS-Eindickung 1% Nachklärung & ÜSS- Pumpwerk 1% Sonstiges 9% Schlammentwässerung 6% RS-Pumpwerk 5% Faulung 4% ZulaufpumpwerkRegenwetterpumpwerk 6% 1% Rechen 2% Sandfang Vorklärung 4% 1% Zwischenpumpwerk 1 12% Interne Rezirkulation 1% Zwischenpumpwerk 2 6% Belebung Rührwerke 7% Belebung Belüftung 35% 26/10/15 14

16 Beispiel Energieflussdiagramm einer hessischen Kläranlage in MWh/a 26/10/15 15

17 Ist-Soll-Vergleich für Stromverbrauch von Anlagenteilen Mittlere Kläranlagenbelastung: EW A B C D E=A/D F=A-D Anteil am Anlagenspezifischer anlagenspez. Ist-Wert / spez. Stromverbraucpotenzial Einspar- Gesamtverbrauch Idealwert Idealwert Stromverbrauch kwh/a kwh/(ew*a) % kwh/a % kwh/a Mechanische Reinigung ,33 24,8% ,4% Zulaufpumpwerk ,20 5,8% ,7% Regenwetterpumpwerk ,36 0,9% Rechen ,66 1,8% ,5% Sandfang ,54 4,1% ,8% Vorklärung ,22 0,6% ,0% Zwischenpumpwerk ,35 11,6% ,0% Biologische Reinigung ,00 55,8% ,8% Belebung Belüftung ,05 34,7% ,3% Belebung Rührwerke ,80 7,4% ,5% Zwischenpumpwerk ,29 6,1% ,3% Interne Rezirkulation ,30 0,8% ,0% 49 RS-Pumpwerk ,07 5,5% ,8% Nachklärung & ÜSS-Pumpwerk ,49 1,3% ,7% Schlammbehandlung ,05 10,8% ,5% ÜSS-Eindickung ,37 1,0% ,4% Faulung ,48 3,9% ,1% Schlammentwässerung ,20 5,8% ,5% Sonstiges ,27 8,7% Summe Stromverbrauch (Aggregateliste) ,6 100,0% ,1% /10/15 16

18 [kwh/a] IST Sofortmaßnahmen Sofort- und kurzfristige Maßnahmen Sofort-, kurzfristige und abhängige Maßnahmen Einkauf Eigenproduktion Einsparungen Stromverbrauch 26/10/15 17

19 Wirtschaftlichkeit der Maßnahmen KA Marburg ( E) 26/10/15 18

20 Einflussfaktoren Energieverbrauch Wasserwerke Topografie der Standorte und des Versorgungsgebietes Hydrogeologische Verhältnisse (Wasserspiegelabsenkung) Kolmation des Grundwasserleiters / Tiefbrunnens Art der Wasseraufbereitung (z.b.spülluftregelung für Filter) Bemessungswerte und tatsächliche Belastungswerte der Anlagengruppen / Einzelaggregaten Anlagenzustand (Verschleiß) 26/10/15 19

21 Mögliche Optimierungs-Maßnahmen Wasserwerke Reduzierung des Energie Bedarfes Durchführung von Wasserverlustanalysen Reduzierung des Energieverbrauches Energieanalysen Optimierung der Anlagen-Technik und Betriebsweise Untersuchung von Möglichkeiten der Energie-Gewinnung Energierückgewinnung (Turbinen im (Verteil-)Netz) PV-Anlagen bei Pumpwerken und Aufbereitungsanlagen 26/10/15 20