Wasser ist unser Auftrag Umweltschutz unsere Leidenschaft

Transkript

1 Wasser ist unser Auftrag Umweltschutz unsere Leidenschaft Ökobilanzen als Werkzeug zur Entscheidungsunterstützung Statement aus Sicht der Berliner Wasserbetriebe Regina Gnirß Berliner Wasserbetriebe

2 Gliederung Einleitung Anforderungen an Ökobilanzen Verfahrensentwicklung für Phosphorentfernung Modellierung und Ökobilanz Zusammenfassung Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 2

3 Einleitung Anforderungen an Ökobilanzen Qualitativ messbare Grössen berücksichtigen die ökologische Verträglichkeit evaluieren Modell soll vollständig und verständlich sein einheitliche Eingangsgrößen Transparenz und Nachvollziehbarkeit Reproduzierbarkeit unabhängig vom Anwender Flexibilität - für verschiedene Anwendungen geeignet Anwenderfreundlich Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung

4 Einleitung Treibhauseffekt, Eutrophierung, Biodiversität, Toxizität Bodenfruchtbarkeit Ökoeffizienz Kostenwahrheit Langfristige Investition Innovation Wirtschaft Wachstum Entwicklung Umwelt Schadstoffe Ressourcen Gesellschaft Wohlstand Freiheit Gesundheit Sicherheit Landverbrauch BIP Kulturelle Identität Bildung Information Partizipation Steuern, Abgaben, Subventionen, Solidarität, Arbeitsplätze Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung

5 Anforderungen an Ökobilanzen Variantenentscheid Varianten mit der geringsten Umweltbelastung wählen Nicht ausschließlich Kosten betrachten Ökologischer Leistungsnachweis Umweltauswirkungen, die nicht in den Entscheidungsprozess einbezogen werden, bewerten ökologische Schwachstellen erkennen Optimierungspotential und Handlungsempfehlungen Zukunftsszenarien (Klimawandel) Rohstoffverknappung (Recycling) Bewusstsein fördern und Gesundheit schützen Beteiligte auf Umweltthematik aufmerksam machen Stakeholder für umweltverträgliches Handeln sensibilisieren Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung

6 Anforderungen an Ökobilanzen Warum forschen wir im Bereich der Ökobilanz Wissenschaftlichkeit Methodik Sensitivitätsbetrachtung Wirtschaftlichkeit Projektkostenbarwert Flexibilität Regionale Faktoren Soziale Kriterien berücksichtigen Familie und Freizeit Ausbildung und Flexibilität Entscheidungsträger Wissenschaft Bilanzierender Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung

7 Verfahrenentwicklung für Phosphor Phosphor Schadstoff und Ressource Phosphor: limitierender Faktor für Eutrophierung in Gewässern Kläranlagen und Landwirtschaft sind Quellen gesetzlicher Überwachungswert von << 1mg/L Essentieller Nährstoff Sinkende Verfügbarkeit von Phosphor-Ressourcen Erhöhte Schadstoffbelastungen Steigende Preise und Abhängigkeit von Lagerstätten Phosphorrückgewinnung geboten Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 7

8 Verfahrensentwicklung für Phosphor Phosphor Schadstoff und Ressource Verfahren zur Phosphorelimination Chemische P-Elimination Vermehrte biologische P-Elimination (Bio-P) häufig: Kombination beider Verfahren BMBF-Vorhaben: Biologische Phosphorentfernung in Berlin ( ) Vorteile Nachteile Blähschlamm vermeiden - Polymerverbrauch steigt Einsparen von Fällmitteln - aufwendige Gasreinigung Kein anorg. Fällschlamm - höherer Schlammanfall keine Aufsalzung im Gewässer - Inkrustationen Kosten: innerhalb Schwankungsbreite von anderen Faktoren überlagert Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 8

9 Verfahrensentwicklung für Phosphor Betriebsprobleme Inkrustationen bei der Faulung Lösungen: Dosierung von Antiinkrustationsmitteln Grundablassfahrweise der Faulbehälter Umbau der Rohrleitungen zum Ausfräsen Rückgewinnung durch Magnesium-Ammonium-Phosphat (Struvit) Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 9

10 Verfahrensentwicklung für Phosphor Patentierung für Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP) Die verfahrenstechnische Lösung zur MAP-Fällung wird 2004 zum Patent angemeldet Klärwerk-Betreiber können eine Lizenz zur Produktion von MAP beziehen. Der Produktionsprozess im Klärwerk Waßmannsdorf wird so optimiert, dass MAP zum mineralischen Langzeitdünger weiterentwickelt wird und ganzjährig produziert werden kann. Verantwortlich: Alexander Schitkowsky Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 10

11 Modellierung und Ökobilanz Systemfunktion und Systemgrenzen Systemfunktion: Reinigung von Abwasser bis zur Einhaltung der Ablaufwerte inklusive Bereitstellung und Nutzung von Phosphordüngern Rohstoffe Flockungshilfsmittel, Magnesiumchlorid, Fällmitteltransport, Stromerzeugung Emissionen Rohstoffe Rohstoffe Düngernutzung Düngerproduktion Stromerzeugung Emissionen Emissionen Emissionen Düngernutzung Emissionen Rohstoffe Flockungshilfsmittel, Fällmitteltransport Emissionen Klärwerk Emissionen Klärwerk Emissionen Bewertete Umweltwirkungen des KW Waßmannsdorf (Bio-P) Bewertete Umweltwirkungen des KW Münchehofe (Chem-P) Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung aus Diplomarbeit von Felix Meinel,

12 Modellierung und Ökobilanz Systemvergleich Vergleich bestehender Klärwerke: Schlammanfall und FM-Verbrauch sind bei Bio-P-Anlagen niedriger, der FHM-Verbrauch ist bei schlechteren Entwässerungsergebnissen höher Wirtschaftlichkeitsvergleich: Investitions- und Betriebskosten 70 ct/m³ +/- 15 ct (GK 5) unabhängig wie P-Elimination (chem., Bio-P od. Kombination) Ökobilanz: Bio-P ohne MAP-Fällung und chem. Fällung sind in allen Wirkkategorien durch die Stromverbräuche überlagert (80%) Bio-P mit MAP-Fällung aus ökologischer Sicht vorteilhaft Weiterer Forschungsbedarf: Einfluss der Chemikalien auf die Humantoxizität bestimmen Modellklärwerk, um alle Betriebsgrößen zu normieren Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 12

13 Modellierung und Ökobilanz Ökobilanzen Umweltwirkungen aus Diplomarbeit von Felix Meinel, 2012 Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 13

14 Modellierung und Ökobilanz Systemvergleich CO 2 -Einsparung: 890 kg CO 2 -eq/tonne Berliner Pflanze Erstellt von Christian Remy, Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 14

15 Modellierung und Ökobilanz Ökobilanzen Umweltwirkungen Stromverbrauch überlagert mit 80% Anteil ohne Prozesskenntnis wäre die Ökobilanz häufig unvollständig Antiinkrustationsmittel in Wirkkategorien nicht ausreichend bewertet - keine Aussage aus Diplomarbeit von Felix Meinel, 2012 Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 15

16 Zusammenfassung Vergleich bestehender Klärwerke: Bio-P sichert geringe Phosphorkonzentrationen im Klärwerksablauf mit niedriger Fällmitteldosierung Schlammanfall und FM-Verbrauch sind bei Bio-P-Anlagen niedriger, der FHM-Verbrauch ist bei schlechteren Entwässerungsergebnissen höher Wirtschaftlichkeitsvergleich: Investitions- und Betriebskosten für Bio-P und chem P innerhalb Schwankungsbreite Ökobilanz: Bio-P ohne MAP-Fällung hat in allen Wirkungskategorien etwas geringere Umweltwirkungen als chem. Fällung mit Mineraldüngerproduktion, aber es wird zu 80% von Stromproduktion bestimmt Bio-P mit MAP-Fällung aus ökologischer Sicht vorteilhaft Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 16

17 Zusammenfassung Diskussion Sensitivitätsanalyse: Eine Modellkläranlage müsste die Ergebnisse absichern Viele Vorteile des KW Was aus MAP-Fällung und Ersatz konventionellen Mineraldüngers Steigerung des Anteils rückgewinnbaren Phosphors aus ökologischer Sicht erstrebenswert Berliner Wasserbetriebe - Forschung und Entwicklung 17