Energieeffiziente Drehkolbenverdichter
Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit haben in Kläranlagen oberste Priorität. Energieeffizienz spielte bisher meist nur eine Nebenrolle – und das obwohl die Abwasserbehandlung und -aufbereitung ein wahrer Energiefresser ist. Dabei zahlt sich eine energetische Optimierung sowohl ökonomisch als auch ökologisch aus, wie das Beispiel Liebenwalde zeigt.
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Dank umfangreicher Modernisierungsmaßnahmen, unter anderem Einsatz moderner und effizienter Aerzen -Drehkolbenverdichter vom Typ Delta Hybrid, konnte die Kläranlage ihren Energieverbrauch um die Hälfte sowie die CO2-Emissionen um 60 Prozent senken. Das ergibt eine Kostenersparnis pro Jahr von gut 60.000 Euro. Die Finanzierung erfolgte zu einem Großteil mithilfe staatlicher Zuschüsse.
Kläranlagen sind meist die größten Energieverbraucher in Kommunen. Trotzdem lag der Fokus bis dato fast ausschließlich auf der Versorgungssicherheit und der Reinigungsleistung (Einhaltung der Überwachungswerte). Effizienz war lange Zeit kein Thema. Dabei verbraucht die kommunale Abwasseraufbereitung in der Regel 30 bis 40 Prozent mehr Strom als nötig. Das Einsparpotenzial ist also enorm. Angesichts steigender Energiepreise, erhöhtem Kostendruck sowie der angestrebten CO2-Reduktion nach dem Pariser Abkommen (bis 2030 65 Prozent weniger CO2-Emissionen gegenüber dem Niveau von 1990) wird die Energie- und Ressourceneffizienz für Kläranlagenbetreiber jedoch immer mehr zum entscheidenden Faktor – und die energetische Optimierung damit zur Schlüsselaufgabe.
Die 100 kWp Freiflächen-Photovoltaikanlage mit einem Batteriespeicher deckt ein Drittel des Stromverbrauchs der Kläranlage. Quelle: Aerzen
Die biologische Reinigung bietet den größten Hebel für Einsparungen
Der Trink- und Abwasserzweckverband (TAV) Liebenwalde hat die Zeichen der Zeit erkannt und seine 1995 in Betrieb genommene Kläranlage grundlegend modernisiert. Im Zentrum stand dabei die Optimierung des Belüftungssystems im Belebungsbecken, denn auf die biologische Reinigungsstufe entfallen 60 bis 80 Prozent des gesamten Energiebedarfs bei der Abwasseraufbereitung. Durch die Umrüstung auf effiziente Drehkolbenverdichter vom Typ Delta Hybrid sowie das Ersetzen des Belüftungssystems konnte die Sauerstoffversorgung optimiert und der Energieverbrauch in der Belebung deutlich reduziert werden. Dazu trugen auch der Einbau neuer Rohrleitungen bei sowie der Einsatz eines zusätzlichen Rücklaufschlammrechens im Rücklaufbauwerk. Dieser holt Feststoffe heraus, die sich sonst auf den Belüftern im Belebungsbecken festgesetzt und die Effizienz verschlechtert hätten. „Wir haben uns bewusst wieder für Aggregate von Aerzen entschieden“, so Wolfhard Raasch, Technischer Leiter der Kläranlage Liebenwalde, und erläutert: „Bereits beim Bau der Anlage wurden Aerzen-Gebläse eingesetzt. Heute, ein Vierteljahrhundert später, sind sie teilweise immer noch im Betrieb und laufen wie am Schnürchen. Auch die Zusammenarbeit funktioniert wunderbar. Wir sind wirklich sehr zufrieden.“
Das Belebungsbecken der Kläranlage Liebenwalde Quelle: AERZEN
60 bis 70 Prozent des gesamten Energiebedarfs einer Abwasseraufbereitungsanlage entfallen auf das Belebungsverfahren. Die biologische Reinigung bietet daher den größten Hebel für Einsparungen. Quelle: Aerzen
Kofinanziert mit staatlichen Mitteln
Doch das Unternehmen ist nicht nur für die neue, hocheffiziente Gebläsetechnik verantwortlich, sondern stellte auch den Kontakt zwischen der Kläranlage Liebenwalde und der Branchenplattform e.qua her. e.qua ist ein Netzwerk von Kommunalunternehmen der Wasserwirtschaft mit den Themenschwerpunkten Energieeffizienz, Energie(rück)gewinnung sowie Ressourcenmanagement und hat sich insbesondere auch als Fördermittel-Scout einen Namen gemacht. „Viele Kläranlagenbetreiber wissen gar nicht, dass sie für die energetische Optimierung staatliche Zuschüsse beantragen können – und zwar bis zu 80 Prozent. Sogar die Erstellung der Potenzialstudie, die Basis für jeden Fördermittelantrag, wird mit 50 Prozent bezuschusst“, betont e.qua-Geschäftsführer Andreas Koschorreck.
Für die Kläranlage Liebenwalde übernahm e.qua das gesamte Fördermittelmanagement. Durch die Kooperation und Zusammenarbeit konnte die Kläranlage Liebenwalde die Investitionen in eine klimafreundliche Abwasserbehandlung überhaupt erst stemmen.
In der einstufigen Belebungsanlage wird das Abwasser biologisch gereinigt. Quelle: Aerzen
Umfangreiche energetische Optimierungen
Die Optimierung des Belüftungssystems im Belebungsbecken war dabei nicht das einzige energetische Großprojekt. Auch die Installation einer 100 kWp Freiflächen-Photovoltaikanlage mit einem Batteriespeicher sowie die Errichtung einer Klärschlamm-vererdungsanlage wurden umgesetzt. Die PV-Anlage besteht aus 334 Modulen mit einer Gesamtfläche von rund 550 m2 und produziert im Jahr rund 110.000 kWh. Damit wird ein Drittel des Stromverbrauchs der Kläranlage aus regenerativen Energieträgern gedeckt – ein wichtiger Beitrag für die Energie- und Treibhausgasbilanz der Region. Auch die neue, zwei Hektar große Klärschlammvererdungsanlage bietet gegenüber der alten maschinellen Eindickungsanlage nennenswerte Vorteile in puncto Klimaschutz. Durch den höheren Trockensubstanzgehalt von 40 % (vorher: 6 %) reduziert sich der Aufwand an Transporten für die Verwertung in der Landwirtschaft um insgesamt 90 Prozent, was sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch und die daraus resultierenden Kohlenstoffdioxidemissionen auswirkt. Zudem werden keine Chemikalien mehr benötigt und der Stromverbrauch ist sehr gering.
Maximale Effizienz bei minimalen Kosten
Für die Kläranlage Liebenwalde haben sich die Investitionen in die Steigerung der Energieeffizienz und den Einsatz erneuerbarer Energien mehr als ausgezahlt. Nicht nur wurde ein Großteil der Finanzierung dank einer Förderquote von bis zu 80 Prozent von staatlicher Seite übernommen, auch das Ergebnis kann sich sehen lassen. So wurde der Energieverbrauch der Anlage von 40 kWh auf 18 kWh EWG pro Jahr gesenkt, also halbiert. Ein Blick auf die CO2-Emissionen ergibt sogar eine Einsparung von 62 Prozent. 186 Tonnen CO2 werden nun pro Jahr direkt bzw. indirekt weniger produziert (CO2-Emissionen vor der Umsetzung der Maßnahmen: 301 t pro Jahr, danach: 115 t pro Jahr). Insgesamt lassen sich so Kosteneinsparungen von 61.600 Euro im Jahr erzielen. „Die Modernisierung war genau der richtige Schritt. Mit der energetischen Optimierung haben wir einen echten Quantensprung vollzogen und sind für die Zukunft optimal aufgestellt – auch dank der tatkräftigen Unterstützung durch Aerzen “, resümiert Wolfhard Raasch und hat schon das nächste Ziel vor Augen: „Wir möchten unabhängig von externen Stromversorgern werden und planen daher den weiteren Ausbau der Photovoltaik. Die Zukunft heißt Energieautarkie.“
Unternehmensinformation AERZEN
Weltweit werden industrielle Anlagen unter Einsatz von AERZEN-Gebläsen und -Verdichtern mit gasförmigen Medien versorgt. In der innovativen AERZEN-Maschinentechnik stecken Erfahrungswerte aus über 150 Jahren Firmengeschichte. Das AERZEN-Produktportfolio umfasst Drehkolbenverdichter, Drehkolbengebläse, Turbogebläse und Schraubenverdichter und hält neben Standarderzeugnissen auch kundenindividuelle Sonderlösungen bereit. Mittels digitaler Services können die Effizienz, die Verfügbarkeit sowie die Produktivität nachhaltig und zukunftsorientiert gesteigert werden. Zusätzlich bietet der AERZEN After Sales Service die ganze Bandbreite an Service-Dienstleistungen an – vom Vollwartungsvertrag bis zu Reparaturen und Modernisierungen bestehender Anlagen.
