Energie aus Windkraft auf Kläranlagen - am Beispiel des KW Schönerlinde der BWB -
Kurzvorstellung der BWB (1) Kennzahlen 2011 Trinkwasserversorgung Wasserverkauf: 188 Mio. m³/a 7.817 km Rohrnetz 9 Wasserwerke 700 Brunnen Abwasserentsorgung Reinigungsleistung: 238 Mio. m³/a 9.606 km Kanalnetz 1.158 km Druckleitungen 4 (6) Klärwerke 150 Pumpwerke Weitere Kennzahlen Umsatzerlöse: Trinkwasser 420 Mio. Abwasser 751 Mio. 4.581 Beschäftigte 3.821 Personenjahre 3,4 Mio. versorgte Berlinerinnen und Berliner plus 535.000 Brandenburger rund 200.000 Kunden 2
Übergeordnetes Projektziel Berliner Klimaschutzstrategie vom Juli 2008 Ziel: Senkung der CO 2 -Emissionen bis zum Jahr 2020 um 40% gegenüber dem Stand von 1990 Unterstützung des Landes Berlin bei der Erreichung seiner Klimaschutzziele durch die BWB, die sich aktiv für den Klimaschutz einsetzen CO 2 Klimaschutzvereinbarungen der BWB mit Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz (SenGUV), 1. Vereinbarung 2005 2010, 2. Vereinbarung 2011 2020 in Vorbereitung WEA-Errichtung auf dem KW Schönerlinde = wesentliche Maßnahme zur Einsparung von CO 2 3
Energiestrategie des KW Schönerlinde Faulgasnutzung in BHKW vorhanden: ein BHKW mit einer Leistung von 536 KW el Faulgasnutzung in Mikrogasturbine (MGT) vorhanden: eine MGT mit einer effektiven Leistung von ca. 170 KW el Nächster Schritt: Windenergie-Nutzung Günstige Voraussetzungen auf dem KW Schönerlinde: Im Idealfall 100 % und im Jahresmittel 50 % des Gesamtstromverbrauchs aus Windenergie gewinnbar Windvorranggebiet angrenzend überschaubare konkurrierenden Interessen 4
WEA-Projekt auf dem KW Schönerlinde Windenergie-Nutzung auf dem KW Schönerlinde Strategie: Eigennutzung des erzeugten Stromes (70 %) und Einspeisung des (temporär) überschüssigen Stromes gemäß EEG (Einspeisevergütung 9,4 Ct/kWh) Intensive Abwägung unterschiedlicher Betreiber-/ Eigentumsmodelle: Modell: Errichtung / Eigentum BWB Betriebsführung durch beauftragten Dritten ist die wirtschaftlich tragfähigste Lösung (LCC-Ansatz) Errichtung von 3 Windenergieanlagen mit je 2 MW Leistung durch BWB theoretischer Jahresertrag: ca. 15.000.000 kwh = Einsparung von bis zu 8.600 t CO 2 / a (Basis: Strom-Mix (2009): 575 g CO 2 /KWh) 5
Lageplan des KW Schönerlinde Kriterien für die Standortfestlegung: Abstand zu zwei besteh. (externen) WEA Abstand zur BAB A 10 Abstände der Anlagen untereinander optimale Anbindung an Verkehrswegenetz des KW ehemaliges Rieselfeld 6
Anforderungen/ Auswahlkriterien 1. Eignung im Schwachwindbereich: große Rotorfläche und hohe Nabenhöhe (Windklasse, Bodenrauhigkeit) 2. Windenergieanlage als Typ mit max. 2,0 MW installierter Leistung (Stromsteuerregelung bei größer 2 MW über alles) 3. möglichst geringe Beeinträchtigungen durch Schallemissionen und optische Wahrnehmung (Flugsicherungsbeleuchtung, Auffälligkeiten im Design...) 4. Minimierung der Kosten für Netzanschluss sowie für Betrieb und Instandhaltung 5. Leistungsfähigkeit des Herstellers (Referenzen, Abwicklung, Fachpersonal, Fertigung) 6. Preis- / Leistungsverhältnis für Investition und Betrieb sowie Instandhaltung zum Energieertrag. 7
Entscheidungskriterien für gewählte WEA geringste Investitionskosten guter Energieertrag für den Standort durch die Anlagenkonfiguration stimmiges technisches Konzept mit hoher Nabenhöhe, großem Rotordurchmesser, Synchrongenerator und Vollumrichter zur Netzanpassung lange Gewährleistungszeit für die Anlagen günstigste Tarifauswirkung auf den Wasserpreis für die Verbraucher (berechnet als Cent/m³) 8
Wirtschaftlichkeit der gewählten WEA Stresstest zur Wirtschaftlichkeit nur 50% Eigenstromnutzung, 50% Einspeisung 20% geringere Leistung, d. h. die angesetzte Vollbetriebsstundenzahl (2.100 h) wird um 20% unterschritten Mögliche Kostensteigerungen um 20% Entlastung des Tarifs 0,16 0,30 Ct/m³ (abh. von Szenario) Prognostizierte Verzinsung des eingesetzten Kapitals: 11,8% (Ziel-Diskontsatz für strategische Invest.: 10,7 %) Dr.-Ing. Joachim Reichert, Berliner Wasserbetriebe, Wasser Berlin 2011 9
Umsetzungsschwierigkeiten Terminverzögerungen durch: zusätzliche Anforderungen der Genehmigungsbehörde externe Einsprüche im Genehmigungsverfahren (z. B. befürchtete Einschränkung der Funktion von Radaranlagen der Bundeswehr, Abstandsflächen zum Nachbarn) lange Zeit ungeklärte Einspeisesituation für die gemäß EEG ins Netz des EVU einzuspeisende Elektroenergie Kostensteigerungen durch: zusätzliche erforderliche Untersuchungen für Genehmigungsverfahren schlechten Baugrund Pfahlgründungen erforderlich 10
Genehmigung Genehmigungsunterlagen durch Fachbüro für Windenergieanlagen erarbeitet und beim LUGV Brandenburg entsprechend BImschG eingereicht Detaillierte Unterlagen zum Standort der geplanten WEA Detaillierte Bauunterlagen Daten zum Anlagentyp Windgutachten Auflage der Behörde, dass vor Einreichung des Genehmigungsantrages eine vollständige Brutperiode der Avifauna untersucht werden muss (Vögel, Fledermäuse, Insekten) 11
Randbedingungen der Genehmigung Standort: ehemalige Rieselfelder wurden als Brachland renaturiert wertvolle Fläche für den Naturschutz Standort = Futterhabitat für roten Milan Naturschutzgebiet auf der gegenüberliegenden Seite der Autobahn Einschränkungen der Bauzeiten durch Bodenbrüter Einschränkungen der Betriebszeiten aufgrund der vorhandenen Fledermäuse ( ca. 2% Ertragsverlust) Detaillierte Festlegung der Ersatz- und Ausgleichsmaßnahmen gefordert: gebiets- und maßnahmenscharfe Darstellung u. a. Rückbau der Verkehrsflächen Restaushub des Klärwerksbaus wurde zur Brutstätte für Uferschwalben Beeinträchtigung des Baus einer WEA Verlegung des Hügels 12
Genehmigungshürde Schwalbenhügel Uferschwalbenhügel am Standort der WEA 1 Neubau eines Ersatz- Uferschwalbenhügels 13
Projektentwicklung Baubeginn Gutachtenerstellungen Inbetriebnahme Vorüberlegungen Genehmigungen Planung 9.8.2011 Berliner Wasserbetriebe PB-W/V/R WEA Schönerlinde 14
Fotos (1) Erstellung der Punktfundamente Bewehrungsarbeiten an den Punktfundamenten 15
Fotos (2) abgedecktes Fundament fertiges Fundament 16
Fotos (3) Kabelverlegung Erstellung Netzanschluss 17
Fazit: Die Errichtung von größeren Windenergieanlagen auf Klärwerken zur Eigennutzung des erzeugten Stromes ist prinzipiell möglich und im Fall günstiger Windverhältnisse auch lukrativ. Die Errichtung von größeren WEA ist jedoch nur im Ausnahmefall genehmigungsfähig und an eine Vielzahl von Auflagen gebunden. Zur Erreichung der Genehmigung ist ein langer Atem und die Bereitschaft zur Akzeptanz umfänglicher Naturschutzauflagen erforderlich. Auf dem Klärwerk Schönerlinde errichten die BWB aus Gründen des Klimaschutzes, und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bzw. der Tarifentlastung drei WEA mit einer Leistung von zusammen 6 MW. Die Wirtschaftlichkeit muss von der Projektidee über die gesamte Projektlaufzeit unter Variation realistischer Szenarien verifiziert werden. 18
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontaktdaten: Berliner Wasserbetriebe Leiter Planung und Bau (PB) Dr.-Ing Joachim Reichert Neue Jüdenstraße 1 10179 Berlin joachim.reichert@bwb.de mobil: 0173-3465690 19
Einfluss der Nabenhöhe einer WEA mittlere Windgeschwindigkeit steigt mit der Nabenhöhe, z.b. von 6 m/s bei 100 m auf 6,5 m/s bei 125 m Nabenhöhe Leistung steigt mit der zweiten Potenz der Windgeschwindigkeit bei 125 m Nabenhöhe 17 % mehr Leistung als bei 100 m störende Oberflächenrauhigkeiten der Umgebung verlieren an Einfluss 20
Detaillierter Terminrahmen: Vorüberlegungen: 2008 2009 Planungsbeginn: Januar 2010 Aufsichtsratsbeschluss: Juni 2010 (Kostenbasis: 10,9 Mio. ) Gutachten zum Naturschutz: April September 2010 Genehmigungseinreichung: Oktober 2010 Eingang Genehmigung: März 2012 Straßenbau: Mai 2012 Fundamentbau / Kabelverlegung: Juli - Sept. 2012 Schaltanlage: Sept. - Okt. 2012 Errichtungsbeginn: 31.10.2012 Geplante Inbetriebnahme: 29. November 2011 21
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontaktdaten: Berliner Wasserbetriebe Leiter Planung und Bau (PB) Dr.-Ing Joachim Reichert Neue Jüdenstraße 1 10179 Berlin 22