ZielElektrizitätsverbrauch von Klärwerken und Schlammverbrennungsanlage bis 2020 Energietag Wasserwirtschaft 16. Mai 2013 Frank Schmidt
Gliederung Strategische Ziel der Nachhaltigkeit Möglichkeiten zur Reduktion des Elektrizitätsverbrauches Maßnahmenliste T2 Vorstellung von Einzelmaßnahmen umgesetzt/geplant SVA Buchenhofen(umgesetzt/geplant) Klärwerk Buchenhofen(geplant) Klärwerk Schwelm(umgesetzt) Klärwerk Marienheide (geplant) Ausblick
Nachhaltigkeitsziel WV Mehr Strom erzeugen als verbrauchen Stromverbrauch WV: 39.546.351 kwh/a (2012) Stromverbrauch T2 : 37.324.356 kwh/a (2012) 94 %
Spez. Stromverbrauch von Klärwerken 510 Klärwerke Einwohnerwerte (EW) sind rückläufig! 300 270 Spezifischer Stromverbrauch kwh/ew CSB120 Mittel 240 210 180 150 120 90 60 30 0 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000 Wupperverband alle spez.werte
Möglichkeiten zur Reduktion des Elektrizitätsverbrauches Energieanalysen 192 der 645 Kläranlagen in NRW Wupperverband 9 der 11 Kläranlagen Grobanalyse Feinanalyse Maßnahmenliste mit Ranking Weiterentwicklung des Gedankens der Energiereduktion Überprüfung der Kläranlagen mit Hilfe einer Ganzheitlichen Betrachtung Schlammverbrennung Benchmarking Bereichsziel T2 im Jahr 2012
Maßnahmenliste T2 82 Maßnahmen; Wo/Was/Wann/Wer/Potential
Einzelmaßnahmen: SVA Buchenhofen Inbetriebnahme 1977 Jahr 2011 wurden 27.326 Mg TR/a thermisch behandelt Benchmarkingseit mehreren Jahren (Best Practices)
Einzelmaßnahmen: SVA Buchenhofen Bewertung der aller Elektroantriebe in 2012 Wechsel des Antriebs der Dünnschichttrockner Wechsel auf IH3CMotor (110 kw) Stromeinsparung: 13.828 kwh/a Modifizierung der Druckluftanlage (rd. 1.000 Nm 3 /d) Effizienter Kompressor Reduktion des Betriebsdruckes von 9 bar auf 8 bar Reduktion um rd. 113.000 kwh/a Austausch der Elektroantriebe 2013 ff Reduzierung des Energieverbrauches um 0,5 %/a 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Möglichkeiten zur Reduktion des Elektrizitätsverbrauches Aufteilung des Stromverbrauches auf Verfahrensstufen einer Kläranlage 5% 5% 15% Schlammbehandlung 15% Schlammrückführung + Nachklärung Belüftung + Umwälzung BB Mechanische Stufe 60% Sonstige Quelle: Senkung des Stromverbrauchs auf Kläranlagen Heft 4 DWA
Verfahrenstechnische Möglichkeiten Reduzierung des Stromverbrauches bei Kläranlagen Nutzung neuer verfahrenstechnischer Konzepte Auswahl eines geeigneten Belüftersystems (Belüfter, Gebläse usw.) Auswahl einer geeigneten Regelstrategie (O 2 CEintrag, Rücklaufschlamm) Anordnung von Umwälzeinrichtungen bzw. Demontage maschinelle Überschussschlammeindickung SBM: 0,22 Spez. elekt. Leistung KWh/m³ Dünnschlamm EZ: 1,81 Spez. elekt. Leistung KWh/m³ Dünnschlamm Simulation (Belastung, Regelstrategie und Hydraulik)
Einzelmaßnahmen: Klärwerk Buchenhofen(600.000 EW) Jahresabwassermenge rd. 48,5 Miom 3 Stromverbrauch rd. 13,3 MiokWh/a In Betriebnahme 1906 Letzter Ausbau biol. Stufe 1997 bis 2005
Einzelmaßnahme: Klärwerk Buchenhofen Analyse der IstSituation Zulaufbelastung (Frachten, Dynamik usw.) statische Nachbemessung und dynamische Simulation Simulation der Anlage Varianten der Verfahrenstechnik (Zonen, intermittierender oder alternierender Betrieb) angepasstes Belüftersystem einschl. Regelungskonzept Einsparung von 1.797.255 kwh/a möglich! Neue ÜSEindickung Austausch von elektrischen Antrieben
Einzelmaßnahme: Klärwerk Schwelm(48.000 EW) Letzter Ausbau 1989 bis 1992 Analyse des IstCZustandes Simulation der Anlage Erneuerung und Umbau der biologischen Stufe in 2er Kaskade mit MembranCPlattenbelüfter Demontage der Rührwerke Neues Regelkonzept für O 2 CEintrag C intermittierende Belüftung C alternierende Belüftung C Aufteilung in Zonen (DC und NCZonen)
Einzelmaßnahme: Klärwerk Schwelm Schematische Darstellung der Biologischen Stufe Intermittierende oder alternierende Betriebsweise!
Einzelmaßnahme: Klärwerk Schwelm Stromverbrauch kwh/a 1.400.000 1.200.000 1.198.950 1.000.000 868.638 800.000 600.000 400.000 200.000 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2011: intermittierender Betrieb 330.312 kwh!!!
Einzelmaßnahme: Klärwerk Marienheide (21.000 EW) Inbetriebnahme Ende 1992: Aeorobe Stabilisierungsanlage
Einzelmaßnahme: Klärwerk Marienheide Notwendige Erneuerung und Umbau der Anlage Analyse des IstCZustand (Belastung, Frachten, Hydraulik usw.) Bemessung: 16.000 EW Simulation der Anlage Ganzheitliche Betrachtung Reduktion des Stromverbrauches / Energieerzeugung aeroben Stabilisierungsanlage (Umlaufgräben) 2Cstraßige Becken mit Pfropfenströmung Einsparung von 132.618 kwh/a
Einzelmaßnahme: Klärwerk Marienheide Gasnutzung VK Quelle: PFI Planungsgemeinschaft
Stromverbrauch 45.000.000 40.000.000 35.000.000 30.000.000 25.000.000 20.000.000 15.000.000 10.000.000 5.000.000 0 2006 2007 2008 2009 2010 Stromverbrauch [kwh/a] 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Gesamt KLW+SVA Gesamt KLW
Ausblick Das Energieziel des WV haben wir im Bereich T2 fest im Blick Konzeption (Maßnahmenplan) liegt vor Maßnahmen werden in Jahr 2013 ff abgearbeitet Das Energieziel WV: Verbrauch von 37 GWhim Jahr 2020 ist erreichbar und mit 36,2 GWh(34 GWh+ 2,2 GWh) sogar unterschritten!
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!!