Bayerisches Landesamt für Umwelt. Energieeffizienz

Transkript

1 Energieeffizienz bayerischer Kläranlagen

2 Inhalt Anlass Energieverbrauch Faulgasproduktion Faulgasnutzung Fazit 2

3 Anlass Klimadiskussion Kommunale Kläranlagen benötigen rund 1 % des Gesamtenergiebedarfs und sind in der Regel die größten kommunalen Energieverbraucher Steigende Energiepreise 3

4 Fragestellung Wie groß ist der Energieverbrauch und die Stromproduktion auf bayerischen Kläranlage und durch welche Faktoren werden sie beeinflusst? Gibt es ein Energieeinsparpotenzial auf bayerischen Kläranlagen? 4

5 Energieverbrauch auf kommunalen Kläranlagen 5

6 Stromverbrauch in Abhängigkeit der Größenklasse [G GWh/a] [An nzahl] GKL 1 64 GKL 2 47 GKL 3 GKL 4 36 GKL 5 Abschätzung des Gesamtstromverbrauchs Zahl der 6 Anlagen in der jeweiligen GKL LfU / Referat 67 / Bleisteiner /

7 Vergleich spezifischer Stromverbräuche [kw Wh/a EW mittel] GKL 1 GKL 2 GKL 3 GKL 4 GKL 5 Bayern (2005) Baden Württemberg (2005) 7

8 Stromverbrauch in Abhängigkeit von Technologie und Größenklasse GKL 1 GKL 2 GKL 3 GKL 4 GKL Tropfkö pfkörperanlage Gemei meinsame Stabilisierung Beleb ebungsanlage (getr. Stabi abilisierung) Abwas asserteichanlage 8 [kwh/ /a EW mitte l]

9 Vergleich spezifischer Stromverbräuche [kwh/a EW mittel] GKL 3 (Stabilisierungsanlagen) GKL 4 (Anlagen mit Faulung) GKL 5 (Anlagen mit Faulung) Idealwert Richtwert Bayern (2005) 9

10 Szenarios zum Stromverbrauch 700,00 654,00 600,00 500, [GWh] 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 Istzustand Richw ert Szenario Idealw ert Szenario 10

11 Faulgasproduktion 11

12 Faulgasproduktion der bayerischen Kläranlagen m³/ a] [Mio GKL 1 0 GKL 2 4 GKL 3 12 GKL 4 GKL 5

13 Spezifische Faulgasproduktion der KAs als Summenlinie 100,0 [%] 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Zielwert = 11 m³/a EW mittel Toleranzwert = 7,3 m³/a EW mittel [m³/a EW mittel] 13

14 Faulgasnutzung 14

15 Faulgasnutzung Die hochwertigste Form der Faulgasnutzung ist i.d.r. die Verstromung z.b. in einem BHKW. Der produzierte Strom ist regenerativ und somit CO 2 neutral. Die Abwärme des BHKW kann ganzjährig für die Faulung genutzt werden und deckt den Wärmebedarf der Kläranlage auch bei vollständiger Verstromung des Faulgases weitgehend. Die Stromproduktion ermittelt sich nach dem Term: Stromproduktion = Faulgasanfall * Heizwert * Wirkungsgrad BHKW * Grad der Faulgasnutzung 15

16 Potenzial der Stromproduktion aus Faulgas Szenario 1: Faulgasanfall (Ist-Zustand 2005): 137 Mio. m³ Heizwert des Faulgases: 64kWh/ 6,4 kwh/m³ Wirkungsgrad Stromproduktion (Literaturwert): 30% Faulgasnutzung g zur Stromerzeugung: g 68% (Literaturwert) Szenario 2 (Ideal Szenario): Faulgasanfall (> 11 m³ / EW a): 183 Mio. m³ Heizwert des Faulgases: 6,4 kwh/m³ Optimierter Wirkungsgrad (Gas-Otto-Motor): 37,5% Vollständige Faulgasnutzung zur Stromerzeugung: 99% 16

17 Szenarios zur Stromproduktion Umwandlung von Stabilisierungsanlagen Steigerung des Faulgasanfalls 300 Steigerung der Faulgasnutzung [GWh/a] Wirkungsgradsteigerung der Strom produktion Stromproduktion Stromproduktion (Szenario 1) (Szenario 1) 0 Szenario 1 Szenario 2 (Ideal Szenario) 17

18 Fazit In der Verbesserung der Faulgasnutzung möglichst zu 100%, der Steigerung des Faulgasanfalls und der Verbesserung der elektrischen Wirkungsgrade liegt ein erhebliches Potenzial zur Erhöhung der Stromproduktion auf Kläranlagen. Ein Vergleich der tatsächlichen spezifischen Stromverbräuche mit Richtwerten und Idealwerten aus der Literatur zeigt an, dass Einsparpotenzial vorhanden ist. Mögliche Instrumente zum Erkennen von Einsparpotenzialen sind z.b. die Teilnahme an einem Benchmarking oder die Durchführung einer Energieanalyse. Nicht jede Möglichkeit zur Erhöhung der Stromproduktion oder Energieeinsparung kann wirtschaftlich umgesetzt werden. Erfahrungen mit durchgeführten Energieanalysen zeigen jedoch, dass i.d.r. auf jeder Kläranlage sinnvolle Maßnahmen aufgezeigt werden können. 18

19 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit k 19