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4. Sitzung des Werkausschusses GTL, 29.09.2022
Beratungsreihenfolge
Sachverhalt
Aktuell wird im Rahmen des Ingenieurvertrags für den Umbau des Klärwerks eine Energiestudie erstellt. Die Idee war, nach Abschluss der Studie in den kommenden Jahren gezielte Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und –produktion nach Prioritäten umzusetzen. Die aktuell gravierenden Probleme im Energiesektor mit sprunghaft gestiegenen Kosten erhöht die Dringlichkeit der Umsetzung.
- Teilprojekt Blockheizkraftwerk
Im September 2022 wird eine Verfahrensumstellung im Reinigungsprozess des Abwassers durchgeführt, die zu einer Erhöhung der Gasproduktion auf der Anlage führen wird. Die Simulation des Prozesses ergab eine ca. 20%ige - 30%ige Steigerung der Gasproduktion, was rund 200.000 bis 300.000 kWh im Jahr ausmachen würde. Der Engpass bei der Nutzung der Energie ist das bestehende BHKW. Die Kapazität des Bestands-BHKWs würde auf Basis dieser Daten zwar noch knapp ausreichen, doch gibt es keinerlei Puffer in Zeiten von Wartungen, Reparaturen und Störfällen. Die Rückhaltekapazität des Gasspeichers reicht dafür nicht aus. Eine redundante Auslegung ist erforderlich, um diesen wichtigen Anlagenteil effizient nutzen zu können und Verluste über die Gasfackel zu vermeiden. Außerdem ist das Aggregat seit ca. 10 Jahren in Betrieb, so dass das Ende des Lebenszyklus bald erreicht ist. Bei einem vorzeitigen Ausfall der Maschine würde die Ersatzbeschaffung, die bis zu einem Jahr dauern kann, zu erheblichen Energieeinbußen führen.
Die Dimensionierung und Auslegung eines neuen BHKWs erfolgt auf Basis der realen Werte, die ab Oktober 2022 durch die Verfahrensumstellung gemessen werden können.
- Teilprojekt Heizsystemanpassung
Die Heizungsanlage des Klärwerks arbeitet mit Erdgas und optional mit Klärgas. Bei ausreichender Verbrennungskapazität für das Klärgas durch die BHKWs ist diese Option des Heizkessels obsolet. Zudem ist die Heizungsanlage mittlerweile 30 Jahre alt und die Wärmeerzeugung mittels Erdgas ist nicht mehr zukunftsfähig. Der Heizkessel soll demnach schnellstmöglich außer Betrieb gehen.
Die Klärschlammtrocknung ist mit einer leistungsstarken und neuen Hackschnitzel-heizung (2021) ausgestattet. Damit diese für das Klärwerk genutzt werden kann, sollte eine Einbindung in das Gesamt-Warmwassersystem der Anlage erfolgen. In diesem System sind mehrere Erzeuger und Verbraucher eingebunden, die zum Teil auf unterschiedlichen Temperaturniveaus arbeiten. Eine maximale Ausnutzung dieser vorhandenen Wärmeströme geht nur bei einer sauberen Trennung in unterschiedliche Temperaturbereiche. Dazu soll der Wasserwärmespeicher im Bestand durch einen Schichtspeicher ersetzt werden. Die höchste Temperatur aus den BHKWs wird für die Trocknung eingesetzt. Für die Faulschlammheizung reichen niedrigere Niveaus aus und die Raumheizung des Betriebsgebäudes liegt dazwischen. Wenn die Temperaturen mit den BHKWs im Winter nicht gehalten werden können springt die Hackschnitzelheizung an und liefert die fehlende Wärme an den Speicher.
Fachliche Bewertung
Die Steigerung der Energieproduktion und Energieeffizienz auf dem Klärwerk ist essenziell, um den Grad an Autarkie zu erhöhen und damit steigende Preise wenigstens zum Teil aufzufangen.
Durch einige Maßnahmen in den letzten beiden Jahren (z.B. PV Anlage, LED Beleuchtung, Umstellung der Faulturmumwälzung, etc.) konnten in 2021 gegenüber 2020 rund 80.000 kWh und 2022 (bis Juli) gegenüber 2021 rund 185.000 kWh eingespart werden. Allerdings hat das Klärwerk in 2022 (bis Juli) bereits Mehrkosten für Strom in Höhe von ca. 10.000 € zu tragen. Die in 2023 zu erwartenden Strompreise werden die Situation dramatisch verschärfen, so dass sich jede Investition in die Eigenenergieerzeugung bezahlt macht.
Finanzielle Auswirkungen
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einmalig
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laufend
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Finanzielle Auswirkungen:
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Mittel stehen (nicht) zur Verfügung
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Haushaltsstelle/
Deckungsvorschlag
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- Projektkosten BHKW
Die genauen Kosten für das BHKW können erst nach finaler Auslegung des BHKWs auf Basis der realen Gasausbeute nach der Verfahrensumstellung ermittelt werden. Die Projektkosten liegen nach aktueller Annahme zwischen 350.000 und 400.000 €.
Das BHKW wird ca. 1,5 Mio. kWh elektrisch und 1,9 Mio. kWh thermisch erzeugen. Bei einem prognostizierten Strompreis von fast einem Euro in 2023 bedeutet das eine Strom-Eigenerzeugung im Gegenwert von 1,5 Mio. € pro Jahr. Zusätzlich wird Gas mit einem prognostizierten Gegenwert von ca. 600.000 € pro Jahr erzeugt (Gaspreis 2023 liegt bei ca. 0,31 €). Das BHKW macht sich bei dieser Marklage in weniger als 2 Jahren bezahlt.
- Systemanpassung und Projektkosten Heizsystemanpassung
Das System zur Wärmeerzeugung und –verteilung muss angepasst werden:
- Ersatz des Wärmespeichers durch einen Schichtspeicher
- Verbindung zwischen den Erzeugern und dem Schichtspeicher
- Verbindung zwischen dem Schichtspeicher und der Hackschnitzelheizung
- Einbindung der Hackschnitzelheizung in das Prozessleitsystem
Das Budget wird mit ca. 120.000 € beziffert. Allein die Verluste des Heizsystems über die Notkühlung liegen bei 200.000 kWh pro Jahr, was über die Deckung mit Erdgas ca. 60.000 € pro Jahr ausmacht.
Zu einem späteren Zeitpunkt soll das System durch einen Abwasserwärmetauscher mit Wärmepumpe und einen Betonwärmespeicher ergänzt werden. Damit könnte zukünftig komplett auf Erdgasbezug verzichtet werden.
Diskussionsverlauf
Stadtrat S t r a u ß gefällt der Gedanke, aber er hat zwei Fragen. Warum hat das Klärwerk im Juli 2022 bereits Mehrkosten von 10.000 €? Und er wundert sich über die Kosten von 1 € pro Kwh.
Berichterstatter H a n n e verweist auf die aktuelle Verteuerung des Stromes zu Frage eins.
Bei Frage zwei erklärt Berichterstatter H a n n e , dass die Energiepreise zwischen Privathaushalten und Unternehmen unterschiedlich sind.
Stadtrat S t r a u ß merkt an, dass die Strompreise für die Industrie günstiger sind, als für die Privathaushalte.
Stadtrat K a i s e r kann die Aussage gut nachvollziehen und betont noch einmal, dass Energie-Autarkie das Ziel für das Klärwerk ist. Außerdem würde er gerne wissen, ob noch mehr Maßnahmen bei der Klärwerksertüchtigung dabei sind.
Werkleiter K a t t a u antwortet, dass weiterhin daran gearbeitet wird
Stadtrat B ü c h e l e fragt, ob die Hackschnitzelheizung neu ist.
Berichterstatter H a n n e erklärt, dass die Hackschnitzelheizung zur Klärschlammtrocknung Anfang 2021 eingebaut wurde.
Stadtrat B ü c h e l e geht davon aus, dass die Laufzeit normalerweise 10 Jahre ist.
Werkleiter K a t t a u fügt hinzu, dass mobile Anlagen keine Dauerlösung sind und vielleicht etwas Besseres kommt.
Stadtrat N ü b e r l i n tut sich mit der Entscheidung bei diesem komplexen Thema schwer, hat aber vollstes Vertrauen in Frau Dr. Burghard und ihr Team.
Beschluss
Der Werkausschuss beschließt die Umsetzung der beiden Teilprojekte und beauftragt die Werkleitung, die erforderlichen Mittel im Vermögensplan der GTL für das Wirtschaftsjahr 2023 einzuplanen.
Abstimmungsergebnis
Dafür: 13, Dagegen: 0
Datenstand vom 07.09.2023 10:15 Uhr
