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August 2021
Experteninterview mit Frau Professor Deininger zum Thema kommunale Abwasserbehandlung
Mai 2021
Innovative Analyseplattform:  Ob Klärtechnik oder Bioreaktor – Smart Manufacturing für die Biotechnologie
Februar 2021
Energiefresser Kläranlage: Sind Effizienz und Reinigungsleistung ein Gegensatz?
Januar 2021
Klärwerke sollen Akteure am Energiemarkt werden
Einführung eines Energiemanagementsystems zusammen mit der Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR, gefördert vom Forschungszentrum Jülich
1515 Gigawattstunden Strom aus Klärgas im Jahr 2019 erzeugt
Positionspapier: DBFZ fordert veränderte Anreize und Perspektiven für Bioenergie im EEG 2020
Abwasserverbandes Morgental/CH: Willkommen im Energiepark – wie eine Kläranlage zum Versorger wird
Pondus: Energie-, Stoff- und Kostenbilanzen für verfahrenstechnische Anlagen

 


Experteninterview mit Frau Professor Deininger zum Thema kommunale Abwasserbehandlung

„Das heißt, natürlich ist eine gute Eindickung und Entwässerung des Klärschlammes energetisch sinnvoll und wirtschaftlich sinnvoll. Man will ja schließlich nicht Wasser durch die Gegend fahren. „

Frau Professor Deininger ist Dekanin der Fakultät für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik der Hochschule Deggendorf. Sie ist Mitglied des Fachausschusses AK5 der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall. Außerdem blickt sie auf eine weite Praxiserfahrung.

Energiebedarf
Ein häufig diskutiertes Thema ist der Energiebedarf auf Kläranlagen. Wie ist diesbezüglich aus Ihrer Sicht der aktuelle Stand in Deutschland?
Ich würde sagen, die Reinigungsleistung ist im internationalen Vergleich sehr gut. Wir haben sehr hohe Anforderungen, unser Abwasser wird bestmöglich gereinigt. Dennoch gibt es hier natürlich auch noch Optimierungspotenzial.

Welche Einsparpotenziale lassen sich tatsächlich realisieren?
Logischerweise ist es folgendermaßen: Dort wo am meisten Energie verbraucht wird, gibt es auch das höchste Einsparpotenzial. Aber auch in der Schlammbehandlung gibt es Energieeinsparungspotenziale.

In den Medien wird die Erzeugung von nutzbarer Energie aus Strom, Wärme und Wasser häufig diskutiert. Welche aktuellen Beispiele kennen Sie aus der Praxis?
Früher ging man davon aus, dass eine Kläranlage dazu eine bestimmte Größe aufweisen muss. Heutzutage gibt es zunehmend Überlegungen, auch die anaerobe Schlammbehandlung, die Faulung, für kleinere Anlagen zu installieren. Es gibt dafür Beispiele, in denen kleinere Anlagen mit Kompaktfaulungen optimiert werden. Aber auch im Bereich der Schlammtrocknung gibt es innovative Ideen mit Wärmespeicherung, Wärmegewinnung. Man kann dabei auch an Wasserstoffproduktion aus Faulgas denken. Da gibt es viele Möglichkeiten.

Phosphor-Rückgewinnung
Bis zum Jahr 2029 müssen die Betreiber von Kläranlagen mit mehr als 100.000 Einwohnergleichwerten die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm sicherstellen. Warum ist die Rückgewinnung von Phosphor so wichtig?
Wir brauchen Phosphor vor allem als Dünger, zur Nahrungsmittelproduktion oder zur Futtermittelproduktion. Das Problem dabei ist, dass die Ressourcen bzw. die Reserven von Phosphor endlich sind. Phosphor wird folglich irgendwann nicht mehr vorhanden sein. Außerdem sind diese Phosphate zum Teil mit Schwermetallen verunreinigt. Das heißt, wir müssen uns neue Wege überlegen, Phosphor zu gewinnen. Daraus ist folgende Idee entstanden: Im Klärschlamm ist ja viel Phosphor enthalten. Diesen Phosphor müssen wir aus dem Klärschlamm recyceln.

Wie ist aktuell der Stand bei der Umsetzung in Bayern?
Es gibt sehr viele Verfahren auf dem Markt.. Es sind nasschemische, thermochemische Verfahren. Wir sind letztendlich noch auf einem Forschungs- und Entwicklungsstand. In Bayern gibt es, meines Wissens, keine großtechnische Anlage zum Phosphorrecycling. Es gibt ein paar Pilotanlagen, z.B. die Kläranlage in Neuburg an der Donau und es gibt in Baden-Württemberg, in Göttingen Pilotanlagen, in denen verschiedene Verfahren untersucht werden.

4. Reinigungsstufe
Ein immer wiederkehrendes Thema sind Spurenstoffe im Wasserkreislauf, die letztendlich nach der Abwasseraufbereitung wieder in diesen Wasserkreislauf zurückkommen. Welche Auswirkungen hat das Entfernen der Spurenstoffe langfristig?
Langfristige Auswirkungen sind folgende: Sie reichern sich in der aquatischen Umwelt an. Sie sind bioakkumulativ und persistent, das heißt, sie werden in der Natur nicht abgebaut und gelangen vom Abwasser in den Vorfluter, vom Vorfluter ins Grundwasser, vom Grundwasser ins Trinkwasser und vom Trinkwasser zum Menschen.

Wie wichtig ist der Aufbau einer vierten Reinigungsstufe?
Das hängt natürlich von der Kläranlagengröße ab. Es hängt außerdem von der Qualität des Vorfluters ab, also davon wie durchgängig die geologischen Verhältnisse sind und ob ein Karstgebiet vorhanden ist und ob das Wasser des Vorfluters direkt ins Grundwasser gelangt. Aber natürlich ist eine vierte Reinigungsstufe für große Kläranlagen durchaus von großer Wichtigkeit.

Welche unterschiedliche Verfahren gibt es in diesem Bereich? Was hat sich durchgesetzt?
Es gibt drei oder vier Verfahren. Man könnte sagen, es haben sich Mischungen aus Ozonierung und Aktivkohle durchgesetzt.

Schlammbehandlung
Welche Aspekte werden im Bereich der Schlammbehandlung künftig stärker in den Fokus rücken?
Wenn man bedenkt, dass in Bayern 80 % des Klärschlammes derzeit thermisch verwertet wird, geht es in erster Linie um Logistik: Der Klärschlamm gelangt auf die Straße, weil er zur Verbrennung gefahren werden muss und dabei steigen die Klärschlammentsorgungskosten – 100 € pro Tonne sind da keine Seltenheit. Das heißt, natürlich ist eine gute Eindickung und Entwässerung des Klärschlammes energetisch sinnvoll und wirtschaftlich sinnvoll. Man will ja schließlich nicht Wasser durch die Gegend fahren.

Welche Tipps würden Sie Kläranlagenbetreibern mit auf den Weg geben, die sich in diesem Bereich wirtschaftlicher aufstellen wollen?
Da helfen Energiechecks, Energieanalysen, durch die man sieht, wie man aktuell bezüglich der Schlammbehandlung aufgestellt ist. Man sollte sich fragen: Ist eine Schlammeindickung oder eine Schlammentwässerung vorhanden? Ist es sinnvoll eine stationäre Schlammentwässerung zu erstellen? Geht man eventuell einen Verbund mit anderen Kommunen ein? Ist eventuell eine mobile Schlammentwässerung, die nur alle paar Monate kommt, am sinnvollsten? Da gibt es sicher viele Punkte auch in Hinblick auf Schlammentwässerung und Schlammeindickung, die man sich überlegen oder untersuchen muss.

https://www.flottweg.com/de/newsroom/news/detail/experteninterview-mit-professor-deininger/

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Innovative Analyseplattform:  Ob Klärtechnik oder Bioreaktor – Smart Manufacturing für die Biotechnologie

Das Stuttgarter Start-up Variolytics hat eine Analyseplattform entwickelt, die es unter anderem Betreibern von Kläranlagen ermöglicht Energie einzusparen und die Emission von umweltschädlichen Gasen zu reduzieren. Aber auch…mehr:

https://www.process.vogel.de/ob-klaertechnik-oder-bioreaktor-smart-manufacturing-fuer-die-biotechnologie-a-1017419/?cmp=nl-254&uuid=

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Energiefresser Kläranlage: Sind Effizienz und Reinigungsleistung ein Gegensatz?

Es ist bekannt, dass Kläranlagen zu den größten kommunalen Stromverbrauchern zählen und ein großes Einsparpotenzial aufweisen. Ein aktueller UBA-Bericht (Texte 06/2020) wird da sehr konkret. Und überrascht mit interessanten Erkenntnissen.

Auswertung des Förderschwerpunktes „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ im Umweltinnovationsprogramm
Ziel des Sachverständigengutachtens war, den Förderschwerpunkt „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ des Umweltinnovationsprogramms (UIP) auszuwerten und zusammenfassend abschließend zu bewerten. Dabei waren die Förderkriterien auch aus heutiger Sicht zu prüfen und Empfehlungen für künftige Förderungen zu entwickeln. Es konnte gezeigt werden, dass in Abwasseranlagen bei gleichbleibender Reinigungsleistung Stromeinsparungen von 10 bis 20 Prozent möglich sind, vor allem in den Bereichen Maschinentechnik, Prozesssteuerung und in der biologischen Reinigungsstufe. Bei der Auswertung wurde deutlich, dass zukünftig anlagenbezogene Idealwerte zugunsten fixer Zielwerte als Kriterium herangezogen werden und Energieanalysen vor und nach der Maßnahme durchgeführt werden sollten. 

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2020-01-07_texte_06-2020_energieeffiziente-abwasseranlagen.pdf

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Klärwerke sollen Akteure am Energiemarkt werden

Der Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) koordiniert das Projekt „Kläffizient“, mit dem das Potential von Klärwerken als Strom- und Gasanbieter auf dem Energiemarkt simuliert und experimentell erforscht wird. Das dreijährige Projekt, an dem die Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) und die eta Energieberatung GmbH beteiligt sind, startete im Oktober 2020. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit etwa 400.000 Euro gefördert.

Bei der Reinigung von Abwasser fällt Klärgas an, das zu zwei Dritteln aus Methan und zu einem Drittel aus Kohlendioxid besteht. Während der Methananteil des Klärgases in Blockheizkraftwerken zur Wärme-, bzw. Stromerzeugung genutzt wird, entweicht das klimaschädliche Kohlendioxid in die Atmosphäre. Aus dieser Not lässt sich jedoch eine Tugend machen: Bei hohen Temperaturen reagiert Kohlendioxid unter Zugabe von Wasserstoff zu Methan und Wasser. Dieses Verfahren wird Methanisierung genannt.

„Die Methanisierung ist eine Schlüsseltechnologie der Energiewende. Nur als Methan kann Wasserstoff aus erneuerbaren Energien einfach, jederzeit und überall genutzt werden. Gleichzeitig wird das CO2 aus unseren Kläranlagen klimawirksam gebunden“, erklärt Projektkoordinator Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik der FAU. Der benötigte Wasserstoff stammt idealerweise aus der Elektrolyse von Wasser, die mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben wird. Bei der Elektrolyse entsteht Sauerstoff, den die Kläranlagen zur biologischen Reinigung des Schmutzwassers nutzen können. „Der Methanisierungsmodellanlage im Klärwerk Nürnberg wird allerdings keine Elektrolyse vorgeschaltet, der Wasserstoff kommt für den Versuchsbetrieb noch aus Flaschen“, erklärt Matthias Germeroth, Energiemanager bei SUN. Bei der Simulation des Energiesystems der Kläranlage im Modell werde die Elektrolyse jedoch berücksichtigt. Der „digitale Zwilling“ sei neben der Modellanlage die zweite tragende Säule des Projektes. Mit seiner Hilfe soll simuliert werden, wie sich eine Kläranlage flexibel auf die wechselnden Strom- und Gaspreise einstellen kann. Wenn der Strompreis im Winter steigt, weil die Photovoltaikanlagen weniger liefern, könnte die Kläranlage ihre Stromproduktion erhöhen. Im Sommer bietet sie dann Biomethan bzw. Bioerdgas an, das direkt zum Endverbraucher geleitet oder gespeichert wird. „Unser Ziel ist eine wirtschaftliche Betriebsweise von Klärwerken, die die Umwelt nicht belastet, sondern entlastet und dabei noch ‚grünes Gas‘ für unsere Wärme- und Stromversorgung gewinnt“, sagt Volkmar Schäfer von der eta Energieberatung GmbH.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Jürgen Karl
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Tel.: 0911/5302 9020
juergen.karl@fau.de

https://idw-online.de/de/news759085

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Einführung eines Energiemanagementsystems zusammen mit der Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR, gefördert vom Forschungszentrum Jülich

Die WVE GmbH Kaiserslautern ist dabei, zusammen mit der Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR, ein Energiemanagementsystem nach ISO 50001 einzuführen.Das Energiemanagementsystem dient dazu, fortlaufend Verbesserungen in der Energieeffizienz des Gemeinschaftsbetriebes mit der Stadtentwässerung Kaiserslautern zu erzielen.

Gefördert wird das Projekt vom Forschungszentrum Jülich unter dem Förderkennzeichen 03K12059 [www.ptj.de/klimaschutzinitiative-kommunen].

Der Gemeinschaftsbetrieb hat folgende Energiepolitik beschlossen:
Energiepolitik des Gemeinschaftsbetriebes

Der Gemeinschaftsbetrieb der Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR und der WVE GmbH Kaiserslautern verpflichtet sich zum sorgsamen Umgang mit den zur Verfügung stehenden Energieträgern sowie zu einer nachhaltigen Energienutzung. Hiermit tragen wir nicht nur zum Umweltschutz, sondern gleichermaßen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit des Betriebes bei. Um dies zu erreichen, betreiben wir ein Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO 50001.

Im Zuge der fortlaufenden Verbesserung unserer Prozesse, sind wir bestrebt den bestmöglichen Stand in Bezug auf Technologie und Betrieb unserer Standorte zu erreichen.

Weiterhin verpflichtet sich der Gemeinschaftsbetrieb zur Einhaltung geltender rechtlicher Anforderungen sowie zur Berücksichtigung von Anforderungen interessierter Parteien in angemessenem Umfang, um die Erfüllung ihrer energierelevanten Zielstellungen zu ermöglichen.

Das Energiemanagement umfasst die systematische Erfassung und Bewertung aller bedeutenden Energieaspekte sowie die Einleitung und gezielte Umsetzung von Energieeinsparmaßnahmen mit Hilfe der dafür entwickelten Aktionspläne und übergeordneter Zielsetzung.

Für die Umsetzung der Ziele ist ein Energiemanager bzw. Energiemanagementbeauftragter benannt (Kontakt: energiemanagement@wve-kl.de), der die Maßnahmen zur fortlaufenden Verbesserung unserer energiebezogenen Leistung durch aktive Einbindung aller Mitarbeiter aller Organisationsebenen koordiniert und voranbringt. Von der obersten Leitung werden ihm die zur Koordinierung des Energiemanagements erforderlichen materiellen, personellen und zeitlichen Ressourcen zur Verfügung gestellt.

Bereits bei der Auslegung und Beschaffung von Anlagen und Dienstleistungen wird die Energieeffizienz in besonderem Maße berücksichtigt.

Das Energiemanagementsystem ergänzt integrativ die bereits vorhandene Organisationsstruktur des Gemeinschaftsbetriebes und wird dabei auf einem zeitgemäßen Stand gehalten und regelmäßig auf seine Wirksamkeit überprüft.

Zukünftig werden noch weitere Informationen zum Energiemanagementsystem auf der Webseite veröffentlicht.

https://www.wve-kl.de/index.php?id=80&tx_ttnews%5Btt_news%5D=37&cHash=bbf682421ec5604d689d9e39b7ae81b2

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1515 Gigawattstunden Strom aus Klärgas im Jahr 2019 erzeugt

Im Jahr 2019 wurden in Deutschland 1515 Gigawattstunden Strom aus Klärgas in Kläranlagen erzeugt. Gegenüber 2018 war das ein Plus von 1,6 Prozent. Mit dieser Strommenge könnte zum Beispiel eine Großstadt wie Frankfurt am Main bei einem durchschnittlichen Pro-Kopf-Stromverbrauch von rund 1900 Kilowattstunden ein Jahr lang mit Strom versorgt werden. Wie das Statistische Bundesamt (Destatis) weiter mitteilt, hatte Klärgas im Jahr 2019 einen Anteil von 0,3 Prozent an der gesamten Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien. Insgesamt wurden im Jahr 2019 in Kläranlagen rund 22 234 Terajoule Klärgas gewonnen. Das waren 2,0 Prozent weniger als 2018. Von den deutschlandweit über 9000 Kläranlagen im Jahr 2019 erzeugten 1271 Anlagen Klärgas, davon 88 Prozent mit Stromgewinnung. Im Jahr 1998 – dem ersten Jahr, in dem die Stromerzeugung in Kläranlagen erfasst wurde – gab es 1114 Anlagen mit Klärgasgewinnung, von denen nur rund die Hälfte daraus Strom erzeugte. Neben der Stromerzeugung wird das Gas zur Wärmeerzeugung eingesetzt oder an Dritte abgegeben. Strom und Wärme aus Klärgas werden heute meist vor Ort in Blockheizkraftwerken erzeugt, wobei der überwiegende Teil des Stroms innerhalb der Kläranlagen verbraucht wird: Im Jahr 2019 waren es 93 Prozent. Auch die dabei anfallende Abwärme wird in den meisten Fällen selbst genutzt, beispielsweise zur Beheizung der Faulbehälter.

https://www.gfa-news.de/webcode.html?wc=20200818_006

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Positionspapier: DBFZ fordert veränderte Anreize und Perspektiven für Bioenergie im EEG 2020

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist seit seiner Einführung im Jahr 2000 das zentrale Steuerungsinstrument zur Förderung der Stromerzeugung aus Biomasse. Im Vorfeld der anstehenden Novellierung 2020 plädieren Wissenschaftler des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) in einem Positionspapier für eine wirtschaftliche Perspektive für Biomasseanlagen sowie die Weiterführung der Flexibilisierung und Güllevergärung.

In ihrem Positionspapier „Empfehlungen zur Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) 2020 und zur zukünftigen Förderung von Bioenergie“ fordern die Wissenschaftler um die Leipziger Bioenergie-Expertin Prof. Dr. Daniela Thrän (DBFZ/UFZ/Universität Leipzig) u.a., dass die bedarfsgerechte Strombereitstellung aus Biomasse eine wichtige Zukunftsoption im Energiesystem bleiben muss: „Bioenergie kann bei steigenden Anteilen von Wind- und Solarstrom im Energiesystem zur Deckung des zunehmenden Bedarfs an flexibler Stromerzeugung und somit zur Beschleunigung der Energiewende beitragen. Durch das Verdrängen fossiler Energien und zusätzliche Emissionsminderungen durch die energetische Nutzung von Wirtschaftsdüngern unterstützt Bioenergie außerdem das Erreichen der nationalen Klimaziele. Aus diesen Gründen sollte das künftige EEG Biomasse-Anlagen weiterhin eine wirtschaftliche Perspektive geben“, so Prof. Thrän.

Konkret wird hierzu die Festlegung neuer Ausschreibungsvolumina vorgeschlagen, wobei temporäre Mehrkosten im Energiesystem mit der Sicherung von Akzeptanz und technischem Know-How für den Betrieb von Biomasseanlagen abzuwägen sind. Daneben sollte die Nachhaltigkeit der Biomasseverstromung durch die Knüpfung der weiteren Förderung an die Einhaltung der RED II-Kriterien für Biomasseverstromung gestärkt werden. Um weitere Fortschritte bei der Emissionsminderung aus Gülle zu ermöglichen und gleichzeitig die Kosten zu begrenzen, wird zudem eine Differenzierung der Vergütung anhand der Bemessungsleistung empfohlen.

Mit Ihren Vorschlägen für die zukünftige Förderung von Bioenergie durch das EEG verfolgen die Leipziger Forscher das Ziel, die weitere Nutzung solcher Technologiekonzepte sicherzustellen, die relevante Mehrwerte für die Transformation zu einem klimaneutralen Energiesystem im Jahr 2050 bieten können (Bioenergie als Zukunftsoption). Neben der Verringerung von Treibhausgasen sind allerdings auch Aspekte wie die Wertschöpfung und dezentrale Deckung von Eigenbedarfen an Strom und Wärme im ländlichen Raum zu berücksichtigen. Die Wissenschaftler des DBFZ plädieren darüber hinaus dafür, die Förderung der Biomassenutzung mittelfristig grundlegend zu überdenken und zu prüfen, ob eine Ausrichtung unmittelbar am Umfang vermiedener Treibhausgase möglich ist.

Weitere Informationen unter: www.dbfz.de/stellungnahmen

https://www.dbfz.de/pressemediathek/presse/pressemitteilungen/pressemitteilung-26052020/

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Abwasserverbandes Morgental/CH: Willkommen im Energiepark – wie eine Kläranlage zum Versorger wird

Die Kernaufgaben einer Abwasserreinigungsanlage (ARA) sind das gesetzeskonforme Reinigen von Abwässern sowie die Siedlungsentwässerung. Im schweizerischen Morgental nahe des Bodensees geht Roland Boller mit seiner Anlage einen Schritt weiter. Der Geschäftsführer des Abwasserverbandes Morgental (AVM) betreibt im Verbund mit Partnern auf seinem Gelände inzwischen einen ganzen Energiepark. Dieser versorgt die Umgebung mit erneuerbarem Strom und Wärme.

Den ganzen Artikel unter:
https://www.morgental.ch/assets/resources/Downloads/Medien/2020_AVM_Energiepark_Wie_eine_Klaeranlage_zum_Versorger_wird.pdf

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Pondus: Energie-, Stoff- und Kostenbilanzen für verfahrenstechnische Anlagen

Gerade bei komplexeren Anlagen zur Schlammbehandlung und Nutzung der im Schlamm enthaltenen Energie ist die Bilanzierung bei verfahrenstechnischen Änderungen oder Erweiterungen häufig sehr aufwendig. Auch bestehen oft Fragen wie sich beispielsweise Änderungen in der Umgebung, z.B. die Außentemperatur auf den Gesamtprozess auswirken können.

Schon im Vorfeld von Baumaßnahmen muss bekannt sein, wie sich die Veränderungen auf die Stoff- und Energiebilanz auswirken werden. Von nicht mindergroßem Interesse…

http://www.pondus-verfahren.de/

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