Klimaschutzteilkonzept, Energetische Feinanalyse auf der Kläranlage Steinhof

Arbeitsgebiet: Energieanalysen von Kläranlagen

Projektbeschreibung

Ausgangssituation
Das im Jahr 1979 als „Abwasservorbehandlungsanlage“ in Betrieb genommene Klärwerk Steinhof wurde im Laufe der Jahre immer wieder erweitert. Im Jahr 1991 entstand durch eine weitere Ausbaustufe zur Nährstoffelimination ein modernes Großklärwerk. Seit 2001 wird eine anaerobe Klärschlammstabilisierung betrieben. Das anfallende Klärgas wird zusammen mit Deponie- und Biogas in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung verwertet. Das Klärwerk Steinhof ist für 275.000 EW bemessen. Nicht nur aufgrund der stetig steigenden Energiepreise sollte die Energieeffizienz des Klärwerks weiter verbessert werden, weshalb die PFI mit der Erarbeitung eines vom BMU unterstützten Klimaschutzteilkonzeptes für das Klärwerk Steinhof beauftragt wurde.

Analyse
Zunächst wurde die mittlere Belastung des Klärwerks anhand von Betriebsdaten (Zulauffrachten, Schlammbilanzen) detailliert ermittelt und nach Prüfung der Plausibilität auf 365.000 EW festgelegt. Als Basis für die Ermittlung des Energieverbrauchs dienten die Betriebsdatenaufzeichnungen (Strom, Gas, Öl, Wärme). Zusätzlich wurden an wesentlichen Antrieben (Mammutrotoren, Zentrifugen) ergänzende Messungen zur tatsächlichen Stromaufnahme durchgeführt bzw. die aufgenommene Leistung anhand von Erfahrungswerten abgeschätzt. Die Energieverbräuche wurden EW-spezifisch normiert und standardisierten zentralen Verfahrensstufen zugeordnet, die wiederum in detaillierte Teilbereiche untergliedert wurden. Aus dem Vergleich mit Richt- und Idealwerten für vergleichbare Anlagen(-teile) wurden potenzielle Einsparpotenziale ermittelt. Diese wurden im Rahmen einer eingehenden Bewertung der entsprechenden Verfahrenstechnik unter Berücksichtigung der betrieblichen Gegebenheiten überprüft. Anschließend wurden daraus konkrete Maßnahmen für eine Verbesserung der energetischen Situation entwickelt, die anhand des zeitlichen Umsetzungshorizontes und der Wirtschaftlichkeit in Sofort (S)-, kurzfristige (K) und abhängige (A) Maßnahmen eingeteilt wurden.

Optimierungsmaßnahmen

Folgende Maßnahmen wurden entwickelt:

  • Einstellung konstantes RV (-232.000 kWh/a) (S)
  • Austausch Beleuchtung (-100.000 kWh/a) (K)
  • Energiereduzierung Labor- und Büroausstattung (-48.000 kWh/a) (K)
  • Reduzierung Volumenströme Zu- und Abluftsysteme (-37.000 kWh/a) (K)
  • Erneuerung ÜSE (-690.000 kWh/a) (A)
  • Umrüstung auf Druckbelüftung (1.570.000 kWh/a) (A)

 Projektdaten

  • Ausbaugröße KA Steinhof: 275.000 EW
  • Tatsächliche mittlere Belastung: 365.000 EW
  • Gesamtstromverbrauch: 12.603.000 kWh/a
  • Eigenversorgungsgrad Elektrizität: 90%
  • Ermittelter spezifischer Gesamtverbrauch: 34,5 kWh/(EW*a)
  • Einsparpotenzial bei Umsetzung aller Maßnahmen: 2.677.000 kWh/a
  • CO2-Einsparung: 1.515 t CO2/Jahr

Leistungsumfang

  • Erarbeitung eines Energieoptimierungkonzeptes auf der Basis einer detaillierten energetischen und verfahrenstechnischen Analyse der Kläranlage
  • Konzeptumfang (Beschreibung des Ist-Zustandes, Energie- und CO2­-Bilanz, Potenzialanalyse, Maßnahmenkatalog, Controlling-Konzept, Vorlage für öffentliche Darstellung)