Förderschwerpunkt "Klima und Energie" Teilprojekt 2, Verbesserung der Klärgasnutzung, Steigerung der Energieausbeute auf kommunalen Kläranlagen

Projektdaten
AntragstellerBietergemeinschaft john becker ingenieure und andere
Partnerjohn becker ingenieure, - Aggerverand - iswa Universität Stuttgart -Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft (WiW)
Beginn des Projektes04/2012
Abschluss des Projektes12/2013
FördermittelgeberMinisterium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz NRW
Fördersumme247.946 €
Blockheizkraftwerk betrieben mit Klärgas
Ziel des Projektes
Das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz in Nordrhein-Westfalen (MKULNV NRW) untersucht das Thema Energie und Klimaschutz im Bereich Abwasser in einem Förderschwerpunkt mit insgesamt 10 Einzelvorhaben. In dem Vorhaben Nr. 2 sollen neue Ansätze zur Verbesserung der Klärgasnutzung und zur Steigerung der Energieausbeute auf kommunalen Kläranlagen untersucht werden.
Arbeitsprogramm
Über eine Betreiberanfrage wird die auf Kläranlagen in NRW heute erreichte Energieausbeute und die Effizienz der Klärgasnutzung ermittelt und in Referenzwerte überführt. Die technologischen Ansätze zur Steigerung der Energieausbeute werden anhand ausgewählter Kläranlagen dargestellt und im Hinblick auf ihre energetische Relevanz bewertet. Die theoretisch möglichen Energieerträge werden für eine Eigennutzung auf der Kläranlage und für eine Nutzung in übergeordneten Energiekonzepten untersucht.
Es wird ein Bilanzmodell entwickelt, welches eine Bilanz des CSB-Umsatzes und der klimarelevanten Emissionen sowie die Aufstellung von Energieflussdiagrammen für individuelle Kläranlagen ermöglicht.
Das Potential für eine Steigerung der Ausbeute an Primärenergie und eine erhöhte Effizienz der Gasnutzung wird für das Bundesland NRW aufbauend auf den Teilergebnissen abgeschätzt und bewertet.
Ergebnisse
Die im Projekt ermittelten Kennwerte zur vorhandenen Energieausbeute kommunaler Kläranlagen variieren zum Teil erheblich. Es ist davon auszugehen, dass für viele Kläranlagen nach wie vor Optimierungspotential im Hinblick auf die Ausbeute an nutzbarer Energie besteht. Die in dem Projekt hierzu aufbereiteten Ansatzpunkte sind eine breite Informationsbasis für Betreiber von Faulungsanlagen aller Größenklassen. Es werden Hinweise zu betrieblich und technisch notwendigen Anpassungen für die Umsetzung gegeben wie auch energetische Potenziale und zugehörige Kosten aufgezeigt. Die möglichen Maßnahmen betreffen dabei die Optimierung der Schlammbereitstellung und der verfahrenstechnischen Prozesse. Die in der Studie aufgezeigten Betrachtungen zur bestmöglichen Nutzung des anfallenden Klärgases bieten die Möglichkeit, den erstmaligen Einsatz einer KWK-Anlage oder die Wirtschaftlichkeit eines Austausches bestehender Aggregate zu bewerten. Das entwickelte stationäre Bilanzmodell ermöglicht dem Betreiber zudem eine erste energetische Einordnung und Potenzialabschätzung seiner Kläranlage. Basierend auf den technischen Optimierungsmaßnahmen wurden zur Übertragung der Ergebnisse auf das Bundesland NRW sechs Szenarien betrachtet. Das größte Potenzial für die zusätzliche Stromerzeugung aus Klärschlamm liegt hiernach bei den bereits bestehenden Faulungsanlagen. Bei Kläranlagen mit simultaner aerober Schlammstabilisierung hat sich daneben die Grenze für die Wirtschaftlichkeit einer Umstellung auf separate Schlammfaulung in den letzten Jahren deutlich auf etwa 20.000 EW verschoben. Dies eröffnet zusätzliches Potenzial für eine Steigerung der Klärgasproduktion und eine Reduzierung des Energiefremdbezugs. Des Weiteren besteht im Land Nordrhein-Westfalen ein nicht unerhebliches Nachrüstungspotenzial bei einigen größeren Kläranlagen, die bisher noch nicht über eine Schlammfaulung bzw. eine Faulgasverstromung verfügen.
Nutzen für den Wupperverband
Auch der Wupperverband wird von einer besseren Energieausnutzung profitieren.
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