STUDIE. Energieanalyse und Energieoptimierung -Sitzungsvorlage

Transkript

1 Süddeutsche Abwasserreinigungs-Ingenieur GmbH Hörvelsinger Weg Ulm Postfach Ulm Telefon (07 31) Telefax (07 31) ulm@sag-ingenieure.de STADTENTWÄSSERUNG Kläranlage Gerhausen über 100 Jahre Umweltschutz Niederlassungen: Hamburg (HH) Troisdorf (NRW) Wiesbaden (Hessen) Karlsruhe (West Ba.-Wü.) Schramberg (Süd Ba.-Wü.) Würzburg (Bayern) Dresden (Sachsen) A-80 Gleisdorf/Graz (Steiermark) STUDIE Energieanalyse und Energieoptimierung -Sitzungsvorlage Aufgestellt: Ulm, im April 14 Römer SAG-Ingenieure Ust.-ID DE Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Wolfgang Benz Amtsgericht Ulm HRB 10

2 Seite 2 Stadt Blaubeuren Kläranlage - Energieanalyse und -optimierung 1. GROBANALYSE EW-spezifischer Stromverbrauch 40 Die Kläranlage Gerhausen war in den Jahren 09 bis 12 im Mittel mit E CSB1 belastet. Der mittlere Jahresstromverbrauch betrug kwh/a. [kwh/e*a] ,1 34 Der EW-spezifische Stromverbrauch im Ist-Zustand ergibt 10 sich zu: kwh/a / E CSB1 = 34,11 kwh/(e*a) 5 0 EW-spezifischer Stromverbrauch Ist-Zustand Toleranzwert Zielwert* *der Zielwert stellt einen idealisierten Literaturwert dar Im Augenblick wird keine Eigenstromversorgung auf der KA Gerhausen betrieben. Eine Überrechnung des Wärmebedarfs der KA Gerhausen, welche im Moment größtenteils zur Heizung der Betriebsräume genutzt wird, ergab eine vollständige Deckung durch die vorhandenen Wärmepumpen. Biologische Reinigung + Nachklärung 87,3% Stromverbrauch Kläranlage Aufteilung (aus Betriebsdaten 09-12) Schlammbehandlung 2,4% Infrastruktur und Heizung 9,4% Sonstiges 0,5% Mech. Reinigungsstufe 0,4% 2. ERGEBNISSE 2.1 Zusammenfassung zentraler Punkte Sofortmaßnahmen (Realisierungszeitraum 0-2 Jahre) - DN und N Rührwerke Anpassung Betrieb Versuche zur Reduzierung der Betriebsstunden sind zu empfehlen - Rücklaufschlammpumpwerk Austausch Motoren Ein Austausch der Motoren ist aus energetischer Sicht zu empfehlen.

3 Seite 3 Stadt Blaubeuren Kläranlage - Energieanalyse und -optimierung kurzfristige Maßnahmen (Realisierungszeitraum 2-5 Jahre) Umstellung Verfahren auf anaerobe Stabilisierung mit Klärgasverwertung - Die Voraussetzungen zur Umstellung des Verfahrens auf anaerobe Stabilisierung sind sehr gut Neuer Anlagenteil - Energetisch wird die Umstellung vor dem Hintergrund steigender Energiepreise empfohlen: - mögliche Gaserzeugung: Nm³/a - mögliche Stromerzeugung: kwh/a - mögliche Wärmeerzeugung: kwh/a -Die Eigenstromversorgung kann um etwa 47 % gesteigert werden - Vollständige Wärmedeckung durch die Abwärme des BHKWs - Investitionskosten von rund brutto Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ergab eine Wirtschaftlichkeit im Vergleich zum IST Zustand. Es wird empfohlen die Umstellung auf anaerobe Stabilisierung und Klärgasverwertung durchzuführen. Photovoltaik - Generell gute Voraussetzungen für Photovoltaik auf der KA Gerhausen. - Es wird empfohlen in Verbindung mit der Maßnahme Umstellung Verfahren auf anaerobe Stabilisierung mit Klärgasverwertung die Dachflächen und verbleibende Freifläche bei den RÜBs zu nutzen. - Eigenstromversorgung durch PV mit dieser Variante um ca. 8 % (ca kwh/a) steigerbar - Die Nutzung der Photovoltaik ist bei einer Laufzeit von 25 Jahren wirtschaftlich.

4 Seite 4 Stadt Blaubeuren Kläranlage - Energieanalyse und -optimierung 2.2 Zeitplan In der nachfolgenden Tabelle ist ein Zeitplan zur Realisierung der wichtigsten empfohlenen Maßnahmen dargestellt. Unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Finanzbudgets und weiteren Investitionsbedarf ist der Zeitplan abzustimmen und fortzuschreiben. Sofortmaßnahmen Energieoptimierung KA Gerhausen Blaubeuren Maßnahme DN und N Rührwerke Anpassung Betrieb Rücklaufschlammpumpwerk Austausch Motoren prognostizierte Energieeinsparung [kwh/a] ca (Versuch nötig) Investitionskosten gesamt [ brutto] erst nach Versuch abschätzbar ca ca Umstellung Verfahren auf anaerobe Stabilisierung mit Klärgasverwertung ca ca Kurzfristige Maßnahmen Photovoltaik Kläranlage Dachflächen ca ca Photovoltaik Kläranlage Freifläche mit Faulung ca ca Summe gesamt Steigerung Energieeffizienz und Eigenversorgungsgrad Mit den oben genannten Maßnahmen kann der Energieverbrauch, wie im Folgenden dargestellt, gesenkt werden. [kwh/ew*a] EW-spezifischer Stromverbrauch KA Gerhausen Blaubeuren ohne / mit energetischen Optimierungsmaßnahmen im Vergleich zu Toleranz und Zielwert 34,1 33,4 33,4 33,4 Ist-Zustand S S+K* S+K+A* Toleranzwert Zielwert 34 [% Eigenversorgung Strom] 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% % 10% 0% Eigenversorgungsgrad Strom der KA Gerhausen Blaubeuren ohne / mit energetischen Optimierungsmaßnahmen PV Dach PV Freifläche Klärgasverwertung 0% Ist-Zustand 19% 3% 50% 55% 47% PV Dachfläche (und Faulung + PV Dach (und PV Freifläche ohne Faulung) Freifläche mit Faulung)

5 Seite 5 Stadt Blaubeuren Kläranlage - Energieanalyse und -optimierung 2.4 Fazit Mit der Umsetzung der vorhandenen Einsparpotenziale durch die dargestellten Sofort- und kurzfristigen Maßnahmen auf der Kläranlage Gerhausen ist eine geringe Senkung des spezifischen Energieverbrauchs erreichbar. Der Toleranzwert kann dadurch unterschritten werden. Eine deutliche Steigerung des Eigenversorgungsgrads mit Strom bei gleichzeitiger Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Kläranlagenbetriebs kann durch Umstellung auf anaerobe Stabilisierung und Nutzung Photovoltaik erzielt werden. Aufgestellt: Ulm, im April 14 Römer