KSI: Integriertes Klimaschutzkonzept für den Landkreis Mayen-Koblenz und seine Kommunen Workshop Klimafreundliche Abwasserbeseitigung

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1 KSI: Integriertes Klimaschutzkonzept für den Landkreis Mayen-Koblenz und seine Kommunen Workshop Klimafreundliche Abwasserbeseitigung 14. Juli 2015, Kläranlage Nothbachtal, VG Maifeld Michael Münch, Transferstelle Bingen M. Münch M. Bastek Landkreis Mayen-Koblenz Workshop Abwasserbehandlung August 2015

2 Gefördert durch die Nationale Klimaschutzinitiative des BMUB KSI: Integriertes Klimaschutzkonzept für den Landkreis Mayen-Koblenz und seine Kommunen Das Integrierte Klimaschutzkonzept für den Landkreis Mayen-Koblenz und seine Kommunen wird im Rahmen der BMUB-Klimaschutzinitiative gemäß der Richtlinie zur Förderung von Klimaschutzmaßnahmen in sozialen, kulturellen und öffentlichen Einrichtungen vom 17. Oktober 2012 durchgeführt. Mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit wird das Integrierte Klimaschutzkonzept unter den Förderkennzeichen 03KS5958-A und 03KS5958-B gefördert. M. Münch M. Bastek Landkreis Mayen-Koblenz Workshop Abwasserbehandlung August 2015

3 Klimaschutzkonzept MYK Workshop klimafreundliche Abwasserbehandlung -Ablauf- 1. Begrüßung, Rolf Bleser, Abwasserwerk Maifeld, 5min 2. Begrüßung, Dr. Rüdiger Kape, Kreisverwaltung Mayen-Koblenz, 5min 3. Vorstellungsrunde, 10min 4. Klimaschutzkonzept MYK, Michael Münch, Transferstelle Bingen (TSB), 10min 5. Potenziale für den Klimaschutz in der Abwasserbeseitigung Dr. Thomas Siekmann, Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbh, 30min 6. Innovative Energiekonzepte, Michael Münch, Transferstelle Bingen (TSB), 20min 7. Erfahrungsaustausch, Entwicklungen auf den Klärwerken und Diskussion, 40min 8. Anschluss: Besichtigung Kläranlage Nothbachtal M. Münch M. Bastek Landkreis Mayen-Koblenz Workshop Abwasserbehandlung August 2015

4 Transferstelle Bingen (TSB) Gründung 1989 als Institut an der Fachhochschule Bingen Thema: Regenerative Energiesysteme und Rationelle Energienutzung Die TSB heute: integriert in die ITB gemeinnützige GmbH Wissenschaftliche Leitung: Prof. Dr. Ralf Simon Stellvertretung: Prof. Dr. Oliver Türk 3 weitere Professor/innen in der Projektleitung 25 feste Mitarbeiter (setzen sich zusammen aus erfahrenen Ingenieuren der Bereiche Verfahrenstechnik, Umweltschutz, Maschinenbau, Elektrotechnik & Bauingenieurwesen sowie Mitarbeiter im Bereich Wirtschaftsgeografie und Betriebswirtschaft)+ 15 freie Mitarbeiter (Studierende) Bundesweite Projekte mit Schwerpunkt Rheinland-Pfalz Mehr als 120 abgeschlossene Energieprojekte 2013 Fachtagungen zu unterschiedlichen Energiethemen mit insgesamt Besucher in 2013 M. Münch M. Bastek Landkreis Mayen-Koblenz Workshop Abwasserbehandlung August 2015

5 Innovative Energiekonzepte M. Münch M. Bastek Landkreis Mayen-Koblenz Workshop Abwasserbehandlung August 2015

6 LIFE Presentation Klärwerk Koblenz Angeschlossen EW: Stadt Koblenz und VG Vallendar

7 LIFE Presentation Klärwerk Koblenz Angeschlossen EW: Stadt Koblenz und VG Vallendar Fläche m² einschl. Erweiterungsfläche 1 Fahrzeughalle m² 12 Werkswohnungen 930 m² Betriebs,- Sozial,- Werkstattu. Verfahrenstechnische Gebäude m² 2 PKW, 1 PKW Pritsche 32 Mitarbeiter im Klärwerk 500 km Kanalnetz 28 Schmutz-, Misch- u. Regenwasserpumpwerke 4 Hochwasserpumpwerke 8 RÜB, 5 RRB und 2 RKB 75 km Gewässer III Ordnung (Bäche) 2 Kombi, 1 Sauger, 1 HD-Spüler 1 Wasserrückgewinner 1 LKW Pritsche 2 TV Kanalinspektionsfahrzeuge 4 PKW, 1 PKW Pritsche 21 Mitarbeiter im Kanalwerk

8 LIFE Presentation Anlagenalter bzw. Teile der Anlage

9 LIFE Presentation Energieverbrauch Stromverbrauch im Klärwerk Koblenz kwh/a kwh/a Eigenerzeugung = 54 % kwh/a Fremdstrom

10 LIFE Presentation Spezifischer Energieverbrauch Abbildung 1: Toleranzwerte für den spezifischen Stromverbrauch in kwh/(ew*a) aus dem Handbuch Wasser 4 Stromverbrauch auf kommunalen Kläranlagen, LfU, Landesanstalt für Umweltschutz BW (1998) Grundverfahren GK1 GK2 GK3 GK4 GK5 Ab ohne N Tk mit N T mit N Bs ohne N Spezifischer Stromverbrauch: ca. 28,2 kwh/(ew*a) (2007) Bs mit N, ohne D Bs mit N und D Optimierungspotenzial vorhanden, Zielwert 18 kwh/ew*a B ohne N B mit N, ohne und mit D Jahresmittelwert 2014: 23,1 kwh/ew*a B+T mit N und D T+B mit N und D 40 N = weitgehende Nitrifikation (NH 4 -N im Jahresmittel = 3 g/m³), D = gezielte Denitrifikation N = weitgehende Nitrifikation (NH 4 -N im Jahresmittel = 3 g/m³), D = gezielte Denitrifikation 33 Maßgeblich für KA Koblenz

11 LIFE Presentation Umsetzung >Wasserkraftanlage >Klärschlammtrockner >Energetische Klärschlammverwertung >Klimaschutzziele >Phosphatdepot

12 LIFE Presentation Umsetzung: Energetische Verwertung Klärschlammtrockner Energetische Klärschlamm Verwertungsanlage

13 LIFE Presentation Umsetzung: Klärschlammtrocknung Trocknerhalle mit biol. Abluftfilter und dem Klärschlammgranulatsilo

14 LIFE Presentation Umsetzung: Klärschlammtrocknung Abluftbehandlung Klärschlammtrockner

15 LIFE Presentation Umsetzung: Therm. Verwertung Erzeugung von einem Phosphatdepot in der Asche Erzeugung elektr. und therm. Energie aus Synthesegas

16 Vergaser Adsorber Umsetzung: Kopf Syngas Konzept Koblenz Der Gaskühler wird durch eine zweite Vergaserstufe ersetzt, die Schlammzufuhr vereinfacht und separat Luft durchgeführt Saure Wäsche basische Wäsche Rezirkulat Rezirkulat SynGas zum BHKW SynGaswärme zum Trockner Vorteile: Einfache Bauteile Asche Große Zuverlässigkeit Geringere Bauhöhe

17 LIFE Presentation Kosten: Life 08 ENV/D/ Sus Treat Projektbudget Förderfähige Kosten EU Anteil 50 % = Projektdauer Gegenüber dem EU - Antrag von 2008 beträgt die Kostensteigerung für das Life+ Projekt, einschl. der Baunebenkosten Projektbudget bis

18 Zukünftige Netzsituation am Beispiel Rheinhessen EWR Netz GmbH: Netzlast und EE-Einspeisung in Quelle: Krämer, EWR: Dez Transferstelle Bingen

19 Zukünftige Netzsituation am Beispiel Rheinhessen EWR Netz GmbH: Netzlast und EE-Einspeisung in Quelle: Krämer, EWR: Dez Transferstelle Bingen

20 Anteil der Lastdeckung durch Wind und PV in 2012 in RLP Ackermann, Thomas, et al.: Verteilnetzstudie RLP, Jan Transferstelle Bingen

21 Möglichkeiten der Flexibilitätsbereitstellung Positive Richtung Negative Richtung Verbrauch > Erzeugung Verbrauch = Unterspeisung < = Überspeisung Erzeugung Stromerzeuger (z.b. Kraftwerke, Notstrom-Diesel, etc.) Stromerzeuger (z.b. Kraftwerke, BHKW-Anlage, etc.) Leistung erhöhen oder EIN Stromverbraucher (z.b. Elektrolysen, Schmelzöfen, etc.) Leistung absenken oder AUS Stromverbraucher (z.b. Mühlen, Pumpen, Verdichter, etc.) Last absenken oder AUS Last erhöhen oder EIN 21 Transferstelle Bingen

22 Regelenergie hält die Waage im Gleichgewicht Wetter Sollfrequenz 50 Hz Erzeugung Erzeugung Verbrauch Verbrauch Produktion Quelle: Evonik New Energies 22 Transferstelle Bingen

23 Negative Minutenreserve Ausschreibungsergebnisse 2014 Leistungspreis mittleres Ergebnis: ca /MW a 23 SP EnergyControl GmbH

24 Markt: Spotmarkt Intraday Auktion von Viertelstundenkontrakten Werte über 100 /MWh rot eingerahmt 14,5 h/a in 2014 Werte unter 0 /MWh blau eingerahmt 265,75 h/a in SP EnergyControl GmbH

25 Entwicklung eines virtuellen Kraftwerks für KWK - Anlagen 25 Transferstelle Bingen

26 Virtuelles Kraftwerk made in Rheinland-Pfalz Betrieb und Weiterentwicklung von diversen virtuellen Kraftwerken in Deutschland Systembereitsteller 26 SP EnergyControl GmbH

27 Beispiel: Kläranlage Flexible Komponenten des Klärwerks BHKW Notstromanlagen Zentrifugen Abwasserpumpwerk Verdichter Sandfanggebläse Rührwerke im Belebungsbecken Rezi-Pumpen Rücklaufschlammpumpen Beschickungspumpen usw. Bildquelle: Klärwerk Worms, EBWO Transferstelle Bingen

28 Transferstelle Bingen

29 Transferstelle Bingen

30 Transferstelle Bingen