Umweltpolitik

Verpflichtungen und Ziele der Stadtentwässerung Kaiserslautern

  • Gewährleistung der vollen Leistungsfähigkeit aller Anlagen der Stadtentwässerung
  • Vollständige Klärung der Abwässer unter Zuhilfenahme geeigneter Technologien
  • Ausschließen oder Einschränken negativer Umwelteinflüsse durch Abwässer
  • Nachhaltiger Umweltschutz durch schonenden Umgang mit Rohstoffen, Wasser, Luft und Energie
  • Beachtung und Einhaltung der Umweltgesetze durch kontinuierliche Verbesserung der betrieblichen Leistungen
  • Präventiver Umweltschutz
  • Regelmäßige Schulung aller Mitarbeiter
  • Verbesserung der Leistungsfähigkeit durch das Festlegen präziser Messgrößen und Grenzwerte
  • Sensibilisierung der Lieferanten in punkto Umweltschutz
  • Gezielter Einkauf umweltschonender Produkte und Dienstleistungen

Ein kompetentes Team von Fachleuten mit jahrzehntelanger Erfahrung im Bereich der Abwasserableitung und Abwasserreinigung bildet den Grundstein unseres Erfolges. Betriebsinternes Know-how und die enge Zusammenarbeit mit den verschiedensten wissenschaftlichen Instituten (z. B. der Technischen Universität Kaiserslautern und der Hochschule Kaiserslautern) sichern uns heute und in Zukunft den Vorsprung in Innovation und Technik. Die modernsten Anlagen und ein klares und immer wieder verbessertes Organisationskonzept zeigen unseren Willen, die uns übertragenen Aufgaben verantwortungsbewusst zu erfüllen. Wir kämpfen für sauberes Wasser und eine gesunde Umwelt.

Der Weg zur energieneutralen Kläranlage

Die Zentralkläranlage Kaiserslautern mit einer Ausbaugröße von 210.000 Einwohnerwerten gehört zu den vier größten Anlagen dieser Art in Rheinland-Pfalz. Die hier ablaufenden Reinigungsprozesse schützen die nachfolgenden Gewässer mit Abbauleistungen von bis zu 99 %.
Kläranlagen sind mit ihren aufwändigen technischen Prozessen aber oft die größten Energieverbraucher in den Kommunen.

Im Jahr 2006 wurde bei der Stadtentwässerung Kaiserslautern AÖR die Vision entwickelt innnerhalb von ca. 10 Jahren den Strombezug möglichst auf Null herunter zu fahren, ohne Kompromisse einzugehen in der Abwasserreinigung bezüglich Prozessstabilität und Einleitwerte.

Nachfolgend ist dargestellt, wie uns dieser Weg zur „energieneutralen Kläranlage“ gelungen ist, indem einerseits der Energieverbrauch im Reinigungsprozess durch den Einsatz effizienter Techniken reduziert und andererseits die eigenen Energiegewinnung deutlich erhöht wurde.

Voraussetzungen für diese Vorgehensweise sind eine detaillierte und qualifizierte Analyse der Verbrauchswerte und Energiegewinnungspotentiale zu Projektbeginn, eine kontinuierliche Beobachtung und Bewertung der technischen Entwicklungen am Markt in der Realisierungsphase sowie die zugehörigen Investitionsentscheidungen zum ökonomisch richtigen Zeitpunkt. Nachfolgend sind die wichtigsten Phasen auf dem Weg zur energieneutralen Kläranlage beschrieben:

Phase 1

Umbau Belüftungssystem (2008 – 2009)

Das größte Einsparpotential wurde bei den Belüftungssystemen zur biologischen Abwasserreinigung gesehen. Die Umsetzung gelang durch den Einsatz des energetisch hocheffizienten Messner-Plattenbelüftersystems optimal.

Hierbei wurde auch die Betriebsweise auf Pfropfenströmung mit intermittierender Stickstoffelimination und alternierender Belüftung umgestellt. Der Energieverbrauch konnte durch diese Maßnahme zusammen mit dem Verzicht auf 42 Rührwerke in den Belebungsbecken pro Jahr um rund 2.000 MWh reduziert werden.
Durch die Verfahrensumstellung wurde zudem eine stabile Verbesserung des Stickstoffabbaus um mehr als 20% erreicht, was eine Verrechnung der Investition mit der Abwasserabgabe ermöglichte. Hierdurch stellte sich die Investition gebührenneutral dar.

Phase 2

Ertüchtigung Prozesslifterzeugung – Turboverdichter 1 (2010)

Nach Analyse des ersten Betriebsjahres des neuen Belüftungssystems wurden weitere Optimierungen bei den eingesetzten Turboverdichtern vollzogen. Durch den Einsatz von zwei Delta-Hybrid-Aggregaten, die seit 2010 den unteren Leistungsbereich abdecken, ist eine bedarfsgerechte Versorgung mit Prozessluft möglich, wodurch sich die Investition in wenigen Jahren amortisiert hat.

Diverse Optimierungen (2012-2014)

Neben großen Maßnahmen ergaben sich nach Prozess- und Verbrauchsanalysen relevante Optimierungspotentiale in Teilbereichen, hier einige Beispiele:
Energetisch optimiertes Austauschkonzept von Rücklaufschlammpumpen: Nach einer Analyse der Häufigkeitsverteilung der Betriebspunkte zeigte sich, dass der sofortige Austausch einer großen Rücklaufschlammpumpe sehr wirtschaftlich war. Energetisch ausschlaggebend ist hierbei auch die Kombination mit einem Elektroschieber anstatt einer Rückschlagklappe. Hieraus resultiere eine Verringerung von Förderhöhe und des Energieverbrauchs.
Brauchwasser: Durch Modernisierung und Optimierung der Automatisierungstechnik konnte der Druck des Brauchwassersystems erheblich reduziert werden.
Trafooptimierung: Der deutlich gesunkene Energiebedarf wirkt sich auch auf die internen Stromversorgungsanlagen aus. Durch eine Optimierung der Betriebsweise der Schaltanlagen wurde hier ebenfalls der Stromverbrauch minimiert.

Durch diese ganzen Maßnahmen in Phase 2 konnten jährlich weitere 300 MWh eingespart werden.

Phase 3

Erneuerung Blockheizkraftwerk (2013)

Großes Potential zur Verbesserung der Energieeigenerzeugung bot die Erneuerung der vorhandenen BHKW zur Klärgasverstromung da die aktuellen Vorgaben der TA Luft durch die vorhandenen Aggregate nicht mehr gewährleistet werden konnten.

Mit gleichzeitiger Analyse der Wärmeenergieseite zeigten sich hydraulisch Defizite bei der Wärmeverteilung. Im Zuge des Austauschs der BHKW wurde die Erneuerung der kompletten Heizverteilung unter Einsatz von hocheffizienten Heizungsumwälzpumpen und die Installation eines Wärmespeichers mit 40 m³ Inhalt vorgenommen.

Die neuen BHKW erreichen einen elektrischen Wirkungsgrad von 42,8%. Hieraus resultiert bei gleicher Klärgaszufuhr eine Steigerung der Stromerzeugung gegenüber den alten BHKW um jährlich ca. 900 MWh.

Phase 4

Optimierung Zentrifugen (2014)

Zum Eindicken des Überschussschlammes aus der biologischen Abwasserreinigung werden Hochleistungszentrifugen eingesetzt. Diese entwässern ca. 230.000 m³ Überschussschlamm pro Jahr. Für den Betrieb der Zentrifugen muss in erheblichem Maße Energie eingesetzt werden.
Durch die Nachrüstung der vorhandenen Aggregate mit speziellen Leitkonstruktionen, den sogenannten „Recuvans“, konnte die Antriebsenergie ohne Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Maschine und das Entwässerungsergebnis reduziert werden. Weitere 60 MWh können somit jährlich eingespart werden.

Phase 5

Ertüchtigung Prozesslufterzeugung – Turboverdichter 2 (2015)

Eine detaillierte Untersuchung der vorhandenen Prozesslufterzeugung zeigte nochmals ein deutliches Energieeinsparpotential. Der geringere Energiebedarf von 240 MWh pro Jahr führte neben der Reduzierung der Wartungskosten und der Minimierung des Ausfallrisikos letztlich zum vollständigen Austausch der Turboverdichter. Für den Normalbetrieb decken nun insgesamt drei wartungsarme Turboverdichter der neusten Generation den Prozessluftbedarf ab.

Phase 6

Neue Technologien

Mit der Näherung an das Ziel der Energieeigenversorgung war auch der Einstieg in komplexe Systeme der Energiespeicherung und Einbindung in das übergeordnete Stromversorgungsnetz verbunden.

Nach Inbetriebnahme der Blockheizkraftwerke zeigte sich schnell, dass Fragen des Ausgleichs von Überproduktionen bzw. Spitzenbedarf im Rahmen der betrieblichen Schwankungsbreite vordergründig werden. In der Konsequenz wurden Lösungen zur Verbesserung der Energiespeicherung und der Einbindung in das übergeordnete Stromversorgungsnetz erarbeitet.

Regelenergie (2015)

Die Regelenergie gleicht Schwankungen im überörtlichen Stromnetz aus.
Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien und deren schlechte Planbarkeit in der Einspeisung ist ein hoher Bedarf an Regelenergie vorhanden. Wie sich zeigt, kann Regelenergie auch durch die dezentralen Stromerzeugungsanlagen der Abwasserbehandlung bereitgestellt werden.
Die Stadtentwässerung Kaiserslautern AÖR nimmt seit dem 01.11.2015 an diesem Regelenergiemarkt teil und stellt negative und positive Regelenergie bereit.

Elektromobilität

Derzeit sind bei der Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR bereits Elektrofahrräder für den Kläranlagenverkehr und mehrere Elektrofahrzeuge für regionale Dienstfahrten im Einsatz. Die Fahrzeuge werden mit eigenerzeugter Energie über Nacht geladen und am Tag eingesetzt. Die energieneutrale Kläranlage eröffnet entsprechende Möglichkeiten, den elektrischen Fahrzeugpool noch erheblich zu vergrößern.

Ergebnis: Energieneutrale Kläranlage

Die Vision der energieneutralen Kläranlage innerhalb von 10 Jahren ist Realität geworden!

Die Ergebnisse der zuvor aufgezeigten Energiesparmaßnahmen sind nachstehend zeitlich gegliedert dargestellt.

Vor dem Hintergrund anstehender Reinvestitionen in die Anlagentechnik hat die Stadtentwässerung Kaiserslautern AÖR einen konsequenten Weg der Energieoptimierung erfolgreich verfolgt, ohne den Gebührenhaushalt zu belasten.

Es zeigte sich, dass eine energieorientierte Überplanung der vorhandenen Abwasserreinigungstechnik eine anspruchsvolle und vielschichtige Aufgabe darstellt. Dank der Innovationskraft des Unternehmens mit seinen engagierten Beschäftigten ist es gelungen den geforderten Stand der Technik bei der Abwassereinigung unter deutlicher Senkung der Energie- und Betriebskosten kontinuierlich im laufenden Betrieb weiterzuentwickeln.

Die Vorteile für die Umwelt sind dabei unübersehbar:
Neben einer Verbesserung der Reinigungsleistung (z.B. Stickstoff ca. 20 %) wurde der Stromverbrauch um ca. 2.700 MWh pro Jahr reduziert, was einem jährlichen CO2-Ausstoß von über 1.300 Tonnen entspricht. Hinzu kommt die CO2–Vermeidung durch den Einsatz der effizienten Kraft-Wärmekopplung bei der Eigenstromerzeugung.

Dafür wurde die Stadtentwässerung Kaiserslautern 2016 vom Ministerium für Umwelt zur „Energieneutralen Kläranlage Kaiserslautern“ ernannt. Mehr dazu lesen Sie hier.