Klimaschutzteilkonzept zur “Klimafreundlichen Abwasserbehandlung” – Energetische Feinanalyse auf der Abwasserreinigungsanlage Göttingen

Arbeitsgebiet: Energieanalysen von Kläranlagen

Projektbeschreibung

Ausgangssituation
Die Göttinger Entsorgungsbetriebe betreiben zur Reinigung des anfallenden Schmutzwassers die Abwasserreinigungsanlage (ARA) Göttingen im „Rinschenrott“. Nach dem schrittweisen Ausbau von verschiedenen Verfahrensstufen ist die Kläranlage seit 2003 auf einen Anschlusswert von 205.000 EW ausgelegt. Die jährlichen Strombezugskosten vom EVU (Energieversorgungsunternehmen) belaufen sich inzwischen auf rd. 345.000 € pro Jahr (in 2009 noch 251.600 €) und stellen neben den Personal- und Schlammentsorgungskosten einen Großteil der Betriebskosten der Kläranlage dar. Ziel des Konzeptes „Klimafreundliche Abwasserbehandlung“ ist es, eine Entscheidungsgrundlage und ein strategisches Planungsinstrument zu entwickeln, mit denen die Treibhausgasemissionen durch Senkung des Energieverbrauchs der Kläranlage dauerhaft gesenkt werden können.

Analyse
Zunächst wurde die mittlere Belastung des Klärwerks anhand von Betriebsdaten (Zulauffrachten, Schlammbilanzen) detailliert ermittelt und nach Prüfung der Plausibilität auf 170.000 EW festgelegt. Als Basis für die Ermittlung des Energieverbrauchs dienten die Betriebsdatenaufzeichnungen (Strom, Gas, Öl, Wärme). Zusätzlich wurden an wesentlichen Antrieben (Zentrifugen, div. Pumpen und Rührwerke) 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:

  • Änderung der Umstellung des O2-Sollwertes (-80.000 kWh/a) (S)
  • Beleuchtungssteuerung über Bewegungsmelder (-14.000 kWh/a) (S)
  • Anpassung Schlammumwälzung SB5 (-30.000 kWh/a) (S)
  • Stilllegung Transformatoren (-50.000 kWh/a) (K)
  • Austausch Belüfterelemente (-65.000 kWh/a) (K)
  • Anpassung Schlammalter (-40.000 kWh/a) (A)
  • Neues System O2-Regelung (-290.000 kWh/a) (A)
  • Anpassung Regelung Rezirkulation (-55.000 kWh/a) (A)
  • Anpassung Regelung Zulaufhebewerke (-120.000 kWh/a) (A)

 Projektdaten

  • Ausbaugröße ARA Göttingen: 205.000 EW
  • Tatsächliche mittlere Belastung: 170.000 EW
  • Gesamtstromverbrauch: 5.572.000 kWh/a
  • Eigenversorgungsgrad Elektrizität: 62%
  • Ermittelter spezifischer Gesamtverbrauch: 32,8 kWh/(EW*a)
  • Einsparpotenzial bei Umsetzung aller Maßnahmen: 744.000 kWh/a
  • CO2-Einsparung: 1.192 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)