Die energieeffiziente Stadt der Zukunft

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1 Die energieeffiziente Stadt der Zukunft Michael Beckereit Geschäftsführer HAMBURG WASSER & HAMBURG ENERGIE EnEff: Stadt- Kongress 18. Januar 2012

2 AGENDA Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Neue Elemente: 1. Impulsgeber für zukünftige Planungen von Städten und Quartieren Smart Power Hamburg 2. Nutzung der vorhandenen Ressourcen Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzent 3. Antwort auf die Entwicklung der Urbanisierung dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft

3 Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Anteil der Stadtbevölkerung 51% 67% 73% 84% Bevölkerung Europa in Mio Quelle: UN, 2009 Stagnation/ leichter Rückgang der Gesamtbevölkerung Anstieg der städtischen Bevölkerung mit den vorhandenen Ressourcen noch bewusster (=effizienter) umgehen Infrastrukturunternehmen müssen Lösungen für wachsende Städte entwickeln

4 Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Ausbauziele der EE im Stromsektor, Bundesregierung vom Anteil der EE an Gesamt- Stromverbrauch Deutschland 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 80% 65% 50% 35% 16,8% Auslaufen der Atomkraft Ausbau der erneuerbaren Energien Energieerzeugung wird volatiler und dezentraler

5 Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? ökologischen Fußabdruck = Fläche auf der Erde, die notwendig ist, um den derzeitigen Lebensstil und Lebensstandard eines Menschen dauerhaft zu ermöglichen. ökologischer Fußabdruck Hamburg 5,5 ha/ Person Fläche mit Radius von 170 km 120-fache der Stadtfläche ¼ der Fläche von Deutschland Quelle: Living Planet Report 2006

6 Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Die Vision der energieeffizienten Stadt Eine lebenswerte, wirtschaftlich attraktive Metropole, die sich vom passiven Verbraucher von Ressourcen zum aktiven Mitglied im Versorgungssystem entwickelt. die ressourcenübergreifend denkt und Synergien nutzt. die eigene Potenziale nachhaltig und wirtschaftlich umsetzt. 6

7 Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? bekannte Elemente Wärmedämmung bei Gebäuden höhere Wirkungsgrade bei Heizung, Elektrogeräte, Wärmerückgewinnung aus Abwärme und Abwasser oberflächennähe Geothermie/ Tiefengeothermie etc. 7

8 AGENDA Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Neue Elemente: 1. Impulsgeber für zukünftige Planungen von Städten und Quartieren Smart Power Hamburg 2. Nutzung der vorhandenen Ressourcen Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzent 3. Antwort auf die Entwicklung der Urbanisierung dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft

9 SMART POWER HAMBURG Forschung für das Energiesystem der Zukunft Ziel: Impulsgeber für zukünftige Planung von Städten und Quartieren Projektpartner Konsortialführer Wissenschaftliche Begleitung

10 SMART POWER HAMBURG Das Konzept Effizienzsteigerung des Quartiers + Energiedienstleister für Dritte Durch intelligente Vernetzung von: Energieerzeugern Verbrauchern Speichern und Netzen Erschließung von Speicherpotenzialen in städtischer Infrastruktur sich vom passiven Verbraucher zum aktiven Mitglied städtischer Versorgungsstrukturen entwickeln

11 SMART POWER HAMBURG Das Projekt Errichtung/ Aufrüstung gekoppelter Strom- und Wärmeerzeugung Installation von Lastmanagementanlagen Lastmanagementverbund gemeinsame Steuerung der Verbraucher, Erzeuger und Speicher durch zu entwickelnde Software Entwicklung von Betriebskonzepten: Anlagen sollen primäre Aufgaben erfüllen und im Verbund zusätzlich Dienstleistungen erbringen Entwicklung neuer Geschäftsmodelle: Finanzierungsmöglichkeiten durch Energiedienstleistungen für Dritte

12 AGENDA Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Neue Elemente: 1. Impulsgeber für zukünftige Planungen von Städten und Quartieren Smart Power Hamburg 2. Nutzung der vorhandenen Ressourcen Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzent 3. Antwort auf die Entwicklung der Urbanisierung dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft

13 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten Ausgangssituation: Energiebilanz des Klärwerks 1997 Mio. kwh Stromerzeugung Gasmotor 100 Wärmebedarf Wärmeerzeugung 70 Strombedarf Stromverbrauch Klärwerk Stromverbrauch Hamburg Stromerzeugungsquote: 19% weitere Ausnutzung der vorhandenen Ressource Klärschlamm über Trocknung und Verbrennung Ziel Klärwerk: Energieautarkie bis %

14 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten Energieerzeugung des Klärwerkverbunds Faulbehälter Biogaseinspeisung ins Erdgasnetz Gasbehälter Zuführung von Schlämmen, extern Zuführung von Schlämmen, intern Klärschlammtrocknung Klärschlammverbrennung Gasmotor Dampfturbine Gasturbine Wärmelieferung an Container-Terminal

15 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten 1) Reduzierung Stromverbrauch Erneuerung der Belüftung Klärwerk Dradenau Ersetzen der abgängigen Oberflächenbelüftung durch Druckbelüftung 16 Belebungsbecken, 5 Turboverdichter = insgesamt etwa Belüfter Energieeinsparung durch Druckbelüftung ca. 50% Investitionskosten: 20,9 Mio. EUR Sukzessiver Umbau bis Ende 2010 Reduzierung Stromverbrauch: 18,2 Mio. kwh/ a

16 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten 2) Steigerung Wärme- und Stromerzeugung Installation von 2 Windenergieanlagen Leistung: 2 x 2,5 MW Installation von 2 Photovoltaikanlagen Leistung: 70 kw Steigerung der Auslastung der Anlagen zur Klärschlammverwertung Annahme von Fremdschlämmen Erzeugter Strom Wind und PV: 12,5 Mio. kwh/ a

17 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten 3) Abgabe Wärme und Biogas Nahwärmeversorgung Containerterminal höhere Wärmeerzeugung als verbrauch Wärmeversorgung von externen Gebäuden Abwärme aus Klärschlammverwertungsprozesse Ersatz von fossilen Primärbrennstoff Biogaseinspeisung Faulgasaufbereitung auf Erdgasqualität Einspeisen des BioMethans in das örtliche Gasnetz Abgabe/ Einspeisung Energie: Strom 6,3 Mio. kwh/ a Wärme 12,4 Mio. kwh/ a

18 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten Energiebilanz des Klärwerks Mio. kwh 1997 Mio. kwh Wärmebedarf 90 Wärmeerzeugung über Bioerdgas Wind Dampfturbine Strombedarf Gasmotor Gasmotor Stromerzeugung Gasturbine

19 Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzenten HAMBURG WASSER CO 2 - Ausstoß von 1997 bis Prognose CO 2 - Ausstoß (in Tsf. T) ohne Beschaffung von CO 2 -freiem Strom

20 AGENDA Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Neue Elemente: 1. Impulsgeber für zukünftige Planungen von Städten und Quartieren Smart Power Hamburg 2. Nutzung der vorhandenen Ressourcen Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzent 3. Antwort auf die Entwicklung der Urbanisierung dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft

21 Dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle Revitalisierung der ehemaligen Lettow- Vorbeck- Kaserne zu einem neuen Stadtquartier: Klimamodellstadtteil Jenfelder Au Gesamtfläche: 45 ha umgestaltete Fläche: 35 ha Wohneinheiten: 770 Einwohner: ca Realisierung: Niedrigenergie- und Passivhäuser

22 Dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle HAMBURG WATER Cycle als integriertes Gesamtsystem der Abwasserentsorgung und Energieversorgung Direkte Energieerzeugung aus Abwasser getrennte Behandlung von Schwarzwasser und Grauwasser Professioneller Betrieb durch kommunalen Ver- und Entsorger

23 Dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle HAMBURG WATER Cycle Teilstrombehandlung Schwarzwasser konzentriertes Abwasser aus Toilette wird mit anderer Biomasse vergärt und in einem BHKW vor Ort in Wärme und Strom umgewandelt Grauwasser belastungsarmes Abwasser, z.b. aus Dusche oder Waschmaschine, wird mit wenig Aufwand geklärt und kann in lokale Gewässer eingeleitet werden

24 Dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle HAMBURG WATER Cycle Energie Verknüpfung von innovativer Stadtentwässerung und regenerativer Energiegewinnung Nahwärmesystem für die nahe gelegenen Gebäude Wärmepumpen und Solarthermie für den restlichen Teil

25 AGENDA Warum energieeffiziente Stadt der Zukunft? Neue Elemente: 1. Impulsgeber für zukünftige Planungen von Städten und Quartieren Smart Power Hamburg 2. Nutzung der vorhandenen Ressourcen Die Entwicklung des Klärwerks vom Stromfresser zum Energieproduzent 3. Antwort auf die Entwicklung der Urbanisierung dezentrale Abwasserentsorgung durch den HAMBURG WATER Cycle Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft

26 Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft Städtische Strukturen nutzen Übergreifende Betrachtung der Ressourcen Energie, Wasser, Wärme, Kälte, Gas und Mobilität Beteiligung der Bürger Städtische Infrastrukturen nicht als Last, sondern als Chance sehen

27 Wege zur energieeffizienten Stadt der Zukunft Wirtschaftliche Potenziale nutzen Nachhaltigkeit durch Nutzung Erneuerbarer Energien sichern Neue Geschäftsmodelle entwickeln Regionale Erzeugung als Wirtschaftsfaktor