Pressemitteilungen: Nationale Klimaschutzinitiative.

Die Abwasserreinigung zählt zu den energieintensivsten Tätigkeiten in einer Kommune. So werden beim Abwasserverband Oberhessen (avoh), welcher die Abwässer der Städte Schotten und Nidda reinigt, alleine auf der Kläranlage Nidda, rund 900.000 Kilowattstunden Strom zum Betrieb der Anlage benötigt.

Aufgrund des hohen Stromverbrauchs, ist die Energieeffizienz für den avoh bereits seit mehr als 10 Jahren ein zentrales Thema des Handelns. Als regionaler Abwasserverband tragen wir in besonderer Weise Verantwortung und setzen daher auf einen möglichst effizienten Energieeinsatz bei der zentralen Reinigung der anfallenden Abwässer.

Durch die ständige Optimierung der Kläranlage Nidda, ist es dem Betriebspersonal gelungen, die Eigenstromversorgung der Anlage von ca. 25 % im Jahr 2010 auf nunmehr 65 % zu steigern, deshalb liegen die Energiebeschaffungskosten auf dem Niveau des Jahres 2002. Diese Steigerung wurde durch die Installation von Photovoltaikanlagen, Bau eines größeren Blockheizkraftwerkes und der betrieblichen Optimierung der Verfahrenstechnik erreicht. Wir sind nun allerdings an einem Punkt angelangt, wo es das Alltagsgeschäft nicht mehr zulässt, sich noch intensiver und tiefgehender mit der Verfahrenstechnik auseinanderzusetzen zu können, um weitere Einsparungen herbeizuführen.

Um beim Thema Energieeffizienz weiter voran zu kommen, wurde vom avoh beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, ein Förderantrag zur Erstellung einer Potenzialstudie für die Kläranlage Nidda gestellt. Die Förderzusage über 20.000 € liegt dem Verband bereits vor.

Als erster Schritt, soll im Rahmen der Studie eine Energieeffizienzanalyse der Kläranlage durchgeführt werden. Das bedeutet, jeder noch so kleine Antrieb auf der Anlage soll unter energetischen Gesichtspunkten bewertet werden.

Als nächster Schritt sollen kurz-, mittel- und langfristige Maßnahmenvorschläge erarbeitet werden, wie sich der Energieverbrauch signifikant senken lässt. Die Studie dient als Grundlage zur Beantragung von weiteren Bundes- und Landesfördermittel.

Das Größte Sorgenkind aller Kläranlagenbetreiber, ist der beim Klärprozess anfallende Klärschlamm, auch dieses Themenfeld soll im Rahmen der Studie behandelt werden. Nun fragt man sich, was Klärschlamm mit Energieeffizienz zu tun hat.

Der Klärschlamm besteht zu 75 % aus Wasser und wird zurzeit Landbaulich in der Region Wetterau verwertet. Da die gesetzlichen Rahmenbedingungen für die Klärschlammverwertung sich ständig verschärfen, ist nicht absehbar, wie lange uns dieser Entsorgungsweg noch offensteht. Wir gehen aber davon aus, dass mittelfristig der Schlamm, der Thermischen Verwertung zugeführt werden muss. Hierzu ist es notwendig, den Schlamm mittels LKW zu einer Verbrennungsanlage zu transportieren. Um diese Transporte auf ein Minimum zu reduzieren, müsste der Schlamm einer thermischen Behandlung unterzogen werden. Hierdurch könnten 2/3 der Transporte eingespart werden.

Aber auch eine Klärschlammtrocknungsanlage benötigt sehr viel Energie. Deshalb soll ein Konzept für eine Energiezentrale entwickelt werden. Es soll am Kläranlagenstandort Wärme aus Solarthermie, Abwasserwärme und Biomasse gewonnen werden.

Potenzialstudie Kläranlage Nidda: Ergebnisse

Die Abwasserreinigung zählt zu den energieintensivsten Tätigkeiten in einer Kommune. So werden beim Abwasserverband Oberhessen (avoh), welcher die Abwässer der Städte Schotten und Nidda reinigt, alleine auf der Kläranlage Nidda, über 950.000 Kilowattstunden Strom zum Betrieb der Anlage benötigt.

Aufgrund des hohen Stromverbrauchs, ist die Energieeffizienz für den avoh bereits seit mehr als 10 Jahren ein zentrales Thema des Handelns. Deshalb wurde vom avoh für die Kläranlage Nidda im Jahr 2020 beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, ein Förderantrag zur Erstellung einer Potenzialstudie gestellt um die Energieeffizienz der Anlage zu verbessern.

Im Rahmen der Verbandsversammlung des avoh am 29.10.2021 wurden die Ergebnisse der Studie den Anwesenden vorgestellt.

Der Verbrauch der Anlage liegt derzeit bei rund 950.000 kWh/a, das entspricht einem Verbrauch von ca. 32 kWh pro angeschlossenem Einwohner. Aus der vorliegenden Energiebilanz geht hervor, das 28 % der Energie zum Betrieb der Belebungsbecken genutzt wird. Die Belebungsbecken sind das Herzstück einer Kläranlage, hier wird der Stickstoff im Abwasser abgebaut.

Ein weiterer großer Energieverbraucher ist das Zwischenpumpwerk auf der Kläranlage Nidda, hier liegt der Verbrauch bei 19% am Gesamtverbrauch. Dies ist gegenüber anderen Anlage recht hoch, begründet sich aber aus der Lage der Kläranlage. Die Anlage in Nidda liegt in der HQ100 Linie der Nidda, das heißt, bei Hochwasser der Nidda, besteht die Gefahr das die Kläranlage überflutet werden könnte. Um einen Großteil der Maschinen- und Elektrotechnischen Anlagen vor einer Überflutung zu schützen, wurde die Anlagen aus dem möglichen Überschwemmungsbereich der Nidda herausgebaut. Dadurch ist es notwendig, das Abwasser nochmals anzuheben, was den höheren Stromverbrauch erklärt.

Durch das Ingenieurbüro DAR aus Wiesbaden, wurde als Teil der Studie eine Energieeffizienzanalyse der Kläranlage durchgeführt und entsprechende Maßnahmenpakete identifiziert.

Sofortmaßnahmen, sind Maßnahmen die mit wenig Aufwand und einer Investition kleiner 10.000 EUR umgesetzt werden können. Hier wurden verschiedene Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen, die zu einer Energieeinsparung von rund 58.000 kWh/a führen würden.

Kurzfristige Maßnahme, sind Maßnahmen die in einem Zeithorizont von 5 Jahren umgesetzt werden sollen und eine größere Investition nach sich ziehen. Hier wurden Maßnahmen im Bereich der mechanischen und biologischen Reinigungsstufe identifiziert. Durch die Optimierung der Lufteintragsaggregate in den Bereichen ließen sich Einsparungen von weiteren 63.000 kWh/a erzielen.

Dann gibt es noch die Kategorie der abhängigen Maßnahmen, hier werden optionale Maßnahmen simuliert, die zum Tragen kommen könnten, wenn ein Teilbereich der Kläranlage komplett umgebaut werden muss. In der Studie wurde der Betrieb einer Prozesswasserbehandlung betrachtet, hierbei handelt es sich um ein Sonderverfahren in der Abwasserreinigung, welches im Bereich der Klärschlammentwässerung eingesetzt wird. Durch dieses Verfahren könnten weitere 120.000 kWh/a eingespart werden.

Nach Umsetzung der kurz- und mittelfristigen Maßnahmen in den nächsten Jahren wird von einer Energieeinsparung von 120.000 kWh/a ausgegangen, somit würde sich der Verbrauch der Anlage auf ca. 830.000 kWh/a senken. Auf der Kläranlage Nidda werden durch die Installierten Photovoltaikanlagen und dem Blockheizkraftwerk, welches mit Faulgas betrieben wird, bereits 715.000 kWh/a an elektrischer Energie erzeugt, das entspricht einer Eigenversorgungsquote von theoretischen 86 %.

Viele Menschen assoziieren mit der Energiewende, das dies nur der Umstieg der Stromerzeugung von fossilen auf erneuerbaren Energieformen ist. Dabei wird bei vielen die ebenso erforderliche Wärmewende gedanklich ausgeklammert. Im Rahmen der Studie wurde auch nach Möglichkeiten gesucht, wie der erforderliche Wärmebedarf über erneuerbaren Energien gedeckt werden könnte.

In der Kläranlage Nidda werden jährlich zwischen 5,5 – 6,0 Mio. Kubikmeter Abwasser gereinigt, das Temperaturniveau im Ablauf der Kläranlage bewegt sich zwischen 8 Grad im Winter und ca. 17 Grad im Sommer. Aus dieser Wassermenge könnte mit Hilfe von Abwasserwärmetauschern und Wärmepumpen theoretisch 22,5 Mio. kWh/a Wärme erzeugt werden. Dieses ungenutzte Energiepotenzial soll zukünftig gehoben werden um die Ölheizung der Anlage zu ersetzen.

Durch die nun vorliegende Studie hat der Verband Zugriff auf verschiedene Bundes- und Landesfördertöpfe, wo mit hohen Zuschüssen energetische Maßnahmen im Abwasserbereich gefördert werden. Als nächster Schritt werden nun Förderanträge für die identifizierten Maßnahmen vorbereitet.