Klärschlammmanagement der Kläranlage Rödental und Chancen für die Energiewende

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1 Klärschlammmanagement der Kläranlage Rödental und Chancen für die Energiewende Michael Eckardt, Werkleiter SWR DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung am in Landshut 1

2 Rödental (LK Coburg): Einwohner 50 km 2, 16 Stadtteile SWR: Stadtwerke Rödental Eigenbetrieb Trinkwasser, Bad, Wärme, regenerative Energie, Abwasser SWR Energie GmbH & Co. KG Strom SWR Stadtnetz Rödental GmbH & Co. KG Breitbandkabelnetz, Glasfasernetze fttc und fttb DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften Lehrertagung am in Landshut 2

3 Kläranlage Rödental EW Auslöser des Projektes: Wesentliche Anlagenteile der Altanlage waren technisch und wirtschaftlich verbraucht. DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 3

4 Sanierung der Kläranlage Rödental: Die neue Abwasserreinigungsanlage der Stadt Rödental DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung am in Landshut 4

5 Projektziele: 1. Die Abwasserreinigung soll gleich gut erhalten bleiben. 2. Die neue Anlage soll energetisch bis zur Grenze der Wirtschaftlichkeit optimiert werden. 3. Die neue Anlage soll neue Wege beim Klärschlamm möglich machen. DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 5

6 Projektleitbild: Abwasserreinigungsanlage Energie aus Abwasser DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 6

7 Ablauf des Projektes: Vorstudien 2006/2007 Planung 2008/2009 Bau 2010/2011 Inbetriebnahme 2012 Betrieb seit Mai 2012 DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 7

8 Abwasserreinigungsanlage Energie aus Abwasser Neu: Alle Anlagen für die Biomasse: - Faulbehälter, - Gastank, - Maschinen- und - Betriebsgebäude, sowie - solare Klärschl.-Trocknung - und div. Maßnahmen zum Hochwasserschutz. DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 8

9 Phasen beim Bau der Anlage: 1. Hochwasserdurchlass für die Itz bauen 2. Neue Abwasserreinigungsanlage bauen 3. Betrieb auf neue Anlage umschalten 4. Altanlage abreißen 5. Retentionsraum für Itz schaffen DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 9

10 Altanlage (2009) DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 10

11 Die neue Anlage ist fertig (2012) DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 11

12 Abriss der Altanlage, Retentionsraum fertig (2013) DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 12

13 Abwasserreinigungsanlage Energie aus Abwasser Nominierung für den Innovationspreis Bayern DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 13

14 Energetisch wirksame Elemente (1) Energie sparen: Sehr gute Isolierungen DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 14

15 Energetisch wirksame Elemente (2) Energie aus Abwasser: Mikrogasturbinen nutzen Faulgas Optimierungsziel: regenerative Erzeugung Brennstoff: Faulgas Energielieferung: Strom für Kläranlage Wärme für Faulbehälter Drehzahl: bis U/min Wirkungsgrad: über 80 % Leistung: 2 x 30 = 60 kw el. 2 x 70 = 140 kw therm. Einsatz: 2 x 75 % Stromerzeugung: kwh/a Wärmeerzeugung kwh/a CO 2 -Einsparung: 460 t CO 2 -eq./a DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 15

16 Energetisch wirksame Elemente (3) Energie aus Abwasser: Geo -Thermie Betonkernaktivierung, Wärmepumpe Optimierungsziele: Effizienz, regenerative Erzeugung Wärme kommt aus dem Filtrat (32 C) Wärme geht in die Gebäudeheizung Thermische Leistung: 10 kw 80 % Umgebungswärme Filtrat 20 % Strom für die Wärmepumpe Ergänzung: Geothermie auch aus dem Abwasserrohr! DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 16

17 Energetisch wirksame Elemente (4) Energie aus Abwasser: Bucherpresse zur KS-Entwässerung Optimierungsziel: Beste Klärschlamm-Entwässerung Energieeffizienz Technologietransfer: Fruchtsaftindustrie Durchsatzleistung Feststoff 130 kg trocken /h Durchsatz Feststoff 510 t trocken /a Eingangsgehalt Wasser 96,5 % Ausgangsgehalt Wasser 70 % (alle Werte Auslegung im Jahresmittel) DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 17

18 Energetisch wirksame Elemente (5) Energie ins Abwasser: Solarthermie Solare Trocknung des Klärschlamms Optimierungsziel: Energie sparen regenerative Erzeugung Feststoff: Durchsatz 510 t/a TS Wasser: Gehalt Tonnage Wasser gesamt Eingang 69 % t/a Ausgang 25 % 680 t/a KS Einsparung 970 t/a Wasser DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 18

19 Energetisch wirksame Elemente (6) Energie aus Abwasser: Smart Grid Netzlast und Erzeugung anpassen Optimierungsziel: Energieeffizienz Netzintegration regenerativer Energien Auslegung der 2 x 30 kw Mikrogasturbinen: 2 x 75 % Volumen Gastank: 500 m 3 Aufgabenstellung: Lastverschiebung: Ausschalten bei regenerativer Spitze Umsetzung:??? Zukunft DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 19

20 Betriebserfahrung Solartrocknung Ausgangsprodukt: Matschiger Klärschlamm aus der Entwässerung Das Wendegerät zieht den Schlamm durch die Halle. Endprodukt: Krümeliger Klärschlamm zur Verladung DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 20

21 Betriebserfahrung Solartrocknung Medium Anteile Wasser und Feststoff Konsistenz Gefäß Rohschlamm 96,5 % 3,5 % flüssig 3 Klärschlamm nach Presse 69 % 31 % stichfest, klebrig 2 KS nach Trocknung 25 % 75 % krümelig DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 21

22 Entwässerung und Trocknung Interne Wirkung: Wirtschaftlichkeit - Weniger Wasser im Restschlamm - Geringere Tonnage zur Entsorgung - Weniger Fahrten zum MHKW - Weniger LKW-Kilometer - geringere Entsorgungsrechnung Damit ist die Anlage bereits heute wirtschaftlich! DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 22

23 Entwässerung und Trocknung Weitere interne Wirkungen: Klimaschutz: - energieoptimierte Umweltschutzanlage - weit besserer kommunaler CO 2 -Fußabdruck - Beitrag im lokalen Klimaschutzkonzept DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 23

24 Entwässerung und Trocknung Wirkungen zur Energiewende im Nahbereich: - Betriebskostenersparnis durch regenerative Eigenproduktion - weniger Stromeinkauf - Dezentralität - vom Consumer und Producer zum Prosumer - weniger Vorhalteleistung aus dem Mittelspannungs- Netz nötig DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 24

25 Entwässerung und Trocknung Externe Wirkungen im Nahbereich: Effizienzsteigerung im MHKW - Getrockneter Klärschlamm: Stoffwerte wie Braunkohle - weniger Wärmebedarf im MHKW für die Wasserfraktion + weniger Energie zur Wasser-Erwärmung ( C) + weniger Energie bei der Wasser-Verdampfung (2257kJ/kg) + weniger Energie zur Überhitzung ( C) - mehr Energieauskopplung (Strom und Fernwärme) und höhere Energieeffizienz im MHKW - Verbesserung der regionalen Wirtschaftskreisläufe (Strombezug aus dem MHKW Coburg) DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 25

26 Entwässerung und Trocknung Externe Wirkungen im Nahbereich: Möglichkeiten auf kommunaler Ebene: - Die neue Anlage ermöglicht mehr interkommunale Zusammenarbeit + Lohnentwässerung und + Lohntrocknung für andere Kommunen. - Nachahmungstäter gesucht: Solartrocknungsanlagen und Mikrogasturbinen lassen sich oft modular nachrüsten (z. B. Burgebrach, Höchstadt/Aisch). - Kommunen erhalten neue Entwicklungschancen durch die Modularität von Teilsystemen. DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 26

27 Entwässerung, Trocknung Externe Wirkungen in der Branche Klärschlamm als Wirtschaftsgut: - Klärschlamm wandelt sich + vom Abfall + über einen Energieträger + zur Rohstoffgewinnung (P) und Energieträger. - Entwicklung neuer Stoffkreisläufe - Neudeutsch: Urban Mining From the cradle to the cradle. DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 27

28 Potential: Neue Anlagen für Monoverbrennung oder Pyrolyse in der Region: Neue Klärschlamm-Wirtschaft - KS als Energieträger, - KS zur Rückgewinnung des Phosphors (P), - KS zur Bodenverbesserung: (Pyrolyse brächte viel C!!!) Terra preta mit KS-Asche??? Neue Mono-Verbrennungsanlagen auf bestehenden MHKW-Standorten. DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 28

29 Unser Produkt ist Umweltschutz: DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 29

30 Danke für Ihr Interesse. Michael Eckardt Stadtwerke Rödental Anschrift: Bürgerplatz 3, Rödental Telefon: Mail: Internet: DWA LV Bayern, Abwassernachbarschaften - Lehrertagung in Landshut 30