Klimaschutzteilkonzept zur “Klimafreundlichen Abwasserbehandlung” – Energetische Feinanalyse auf der Kläranlage Minden-Leteln

Arbeitsgebiet: Energieanalysen von Kläranlagen

Projektbeschreibung

Ausgangssituation
Das von den Städtischen Betrieben Minden betriebene Klärwerk Minden-Leteln reinigt die kommunalen Abwässer im Großraum Minden sowie die Abwässer mehrerer Industriebetriebe mit einer Ausbaugröße von 260.000 EW. Die Anlage ist mit einer mechanischen Reinigungsstufe, einer aeroben biologischen und weitergehenden biologischen Abwasserreinigung und einer Flockungsfiltration ausgestattet. Die Reinigung des Abwassers an diesem Standort erfolgt seit 1980, die Erweiterung auf die dritte biologische Reinigungsstufe im Jahre 1993.

Im Jahre 2008 ist bereits eine Energieanalyse von der Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft durchgeführt worden, in deren Ergebnis der Kläranlage Minden-Leteln nach MURL-Kennwerten ein leicht überdurchschnittlicher Verbrauch und eine unterdurchschnittliche Eigenstromerzeugung bescheinigt wurde. In dieser Studie wurden eine Reihe Maßnahmen ausgearbeitet, die inzwischen bereits größtenteils umgesetzt wurden. Somit ist das vorrangige Ziel des Teilkonzeptes „Klimafreundliche Abwasserbehandlung“, die umgesetzten Maßnahmen im Rahmen einer Erfolgskontrolle zu bewerten und gegebenenfalls weitere Optimierungspotenziale aufzuzeigen. Der wesentliche Teil dieser Studie bildet zudem die Betrachtung der Nutzungspotenziale von klimaneutralen Energieressourcen wie solare Strahlungsenergie, Wasser- und Windkraft.

Analyse
Zunächst wurde die mittlere Belastung des Klärwerks anhand von Betriebsdaten (Zulauffrachten, Schlammbilanzen) detailliert ermittelt und nach Prüfung der Plausibilität auf 178.000 EW festgelegt. Die Kläranlage Minden-Leteln ist mit 89 Stromzählern und Wärmemengenmessungen für alle relevanten Bereiche ausgestattet, so dass die Verteilung des gesamten Energieverbrauchs auf tatsächlich gemessenen Daten basiert. Für die Schlammentwässerung wurden die Messungen der letzten 4 Monate herangezogen und auf das gesamte Betriebsjahr hochgerechnet. Die Energieverbräuche wurden EW-spezifisch normiert und standardisierten zentralen Verfahrensstufen (in Anlehnung an das MURL-Handbuch) zugeordnet, die wiederum in detaillierte Teilbereiche untergliedert wurden. Die Überprüfung der bereits umgesetzten Maßnahmen ergab eine deutliche Reduzierung der CO2-Emissionen um 65 % bzw. 1.588 t CO2/a.

Neben der Beurteilung der bisher schon umgesetzten Maßnahmen wurden explizit die Potenziale für die Nutzung klimaneutraler Ressourcen (Fotovoltaik, Windkraft, Wasserkraft, Abwärmenutzung) betrachtet und Konzepte für deren Nutzung entwickelt.

Optimierungsmaßnahmen

Über die bereits umgesetzten Maßnahmen hinaus wurden folgende weitere Einsparpotenziale aufgezeigt:

  • Grunderneuerung der Belüftungstechnik (-940.000 kWh/a) (K)
  • Photovoltaik (-140.000 kWh/a) (K)
  • Wasserkraftnutzung (35.000 kWh/a) (A)
  • Windkraftnutzung (1.376.000 kWh/a) (A)

Die Errichtung einer Windkraftanlage stellte sich als nicht genehmigungsfähig heraus, die Nutzung von Wasserkraft im Ablauf der Kläranlage als nicht wirtschaftlich.

Projektdaten

  • Ausbaugröße KA Minden-Leteln: 260.000 EW
  • Tatsächliche mittlere Belastung: 178.000 EW
  • Gesamtstromverbrauch: 6.063.766 kWh/a
  • Eigenversorgungsgrad Elektrizität: 72,6%
  • Ermittelter spezifischer Gesamtverbrauch: 34,2 kWh/(EW*a)
  • Einsparpotenzial bei Umsetzung aller Maßnahmen: 1.080.000 kWh/a
  • CO2-Einsparung: 611 t CO2/Jahr

Leistungsumfang

  • Erarbeitung eines Energieoptimierungskonzeptes 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)