Vorlage - VO/15/11478/65  

Sachverhalt:             

1. Ausgangssituation

Das Klärwerk ist mit einem Stromverbrauch von ca. 10 Mio. kWh pro Jahr mit Abstand einer der größten Stromverbraucher (im Vergleich dazu der zweitgrößte Stromverbraucher; Kerschensteiner Berufsschule ca. 1 Mio. kWh pro Jahr) bei den städtischen Einrichtungen / Liegenschaften.

Damit der Energiegehalt der Inhaltsstoffe des Abwassers optimal genutzt werden kann, wird neben der energieintensiven Abwasserreinigung eine Schlammbehandlung mit einer anaeroben Faulung betrieben. Bei diesem Prozess werden die organischen Bestandteile des Klärschlamms durch methangasbildende Bakterien abgebaut. Das erzeugte Methangas wird in dem bestehenden Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Gewinnung von elektrischem Strom und Wärme eingesetzt. Mit einer jährlichen Erzeugung von ca. 3,2 Mio. m³ Methangas kann der elektrische Strombedarf zu ca. 70 % und der Wärmebedarf zu 100 % durch die BHKW Anlage gedeckt werden. Die Zielsetzung, den Strombezug aus dem Netz zu verringern, ist neben der Hauptaufgabe „Reinigung des Abwassers“ bereits seit Jahren eine der wichtigsten Aufgaben bei der Optimierung des Klärwerkbetriebes. Im Jahr 2009 wurde für das Klärwerk eine Energieanalyse mit einem Ingenieurbüro durchgeführt, um die Möglichkeiten einer Reduzierung der Stromverbräuche zu untersuchen. Die Ergebnisse wie z. B. Aufstau des Abwassers zur Reduzierung der Förderhöhe im Haupthebewerk, Ersatz von Energie effizienten Elektromotoren, Austausch der BHKW Anlage, optimierter Pumpenbetrieb wurden entsprechend der Wirtschaftlichkeitsfaktoren in einer zeitlichen Abfolge bis zum Jahr 2013 alle umgesetzt.

Da die Einsparpotentiale der Verfahrenstechnik bei der Abwasserreinigung und bei der Schlammbehandlung ausgeschöpft sind, kann die Energiebilanz nur auf der Seite der Eigenenergiegewinnung durch den o.g. Einsatz von zusätzlichen Substraten in den Schlammbehandlungsanlagen optimiert werden.

Da in dem Anlagenteil der Schlammbehandlung noch Kapazitätsreserven bei den drei Faulbehältern ( Gesamtvolumen von 3 x 6.000 m³ ) vorhanden sind, besteht die Möglichkeit, neben der Beschickung mit den Schlämmen, die bei der Abwasserreinigung anfallen, auch zusätzliche Stoffe (Co-Substrate) einzusetzen, um die Gasproduktion zu erhöhen und damit den Eigenerzeugungsgrad des Strombedarfs zu erhöhen. Die Steigerung der Methangasproduktion ist dabei im Wesentlich abhängig von der Qualität, Menge und Verfügbarkeit von Co-Substraten.

2. Probebetrieb 2015

Die genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen für die Mitbehandlung von Schlämmen aus Abwasserbehandlungsanlagen von Industriebetrieben (z.B. Milchverarbeitung) wurden vom Umweltamt geprüft. Eine Anpassung der wasserrechtlichen gehobenen Erlaubnis für das Einleiten von Abwasser des Klärwerks Regensburg in die Donau ist für diesen Fall nicht erforderlich. Seit Januar 2015 wird ein Probebetrieb mit der Annahme von verschiedenen Co-Substraten im Klärwerk durchgeführt. Bei der Anlieferung werden Proben entnommen und analytisch auf evtl. Störparameter untersucht sowie Faulgastests durchgeführt. Die Co-Substrate werden hinsichtlich der Methangaserzeugung und Reststoffentsorgung bilanziert und im Betriebstagebuch erfasst. Die bisherigen Erfahrungen und Ergebnisse aus dem Probebetrieb können wie folgt zusammengefasst werden:

Die bisher eingesetzten Co-Substrate (Flotatschlämme aus der milchverarbeitenden Industrie) führen in den Anlagenteilen der Schlammbehandlung  zu keinen nachteiligen Auswirkungen, da die organischen Bestandteile sehr gut abbaubar sind und zur Methangasproduktion beitragen.  Bei Co-Substraten mit einem geringeren Anteil an organischen leicht abbaubaren Inhaltsstoffen (Lebensmittelindustrie, pharmazeutische Betriebe) müssen die Reststoffe mit dem anfallenden Klärschlamm entsorgt werden.

Die entsprechenden anteiligen Kosten werden auf der Basis der Analysenergebnisse ermittelt und dem Lieferanten in Rechnung gestellt.

Geruchsemissionen sind nach den bisherigen Erfahrungen  bei der Anlieferung nicht festzustellen, da von der Anlieferung bis zur Entwässerung des Klärschlamms alle Verfahrensschritte bei der Schlammbehandlung in einem geschlossenen System stattfinden.

Die für die Faulgaserzeugung notwendigen Faulbehälter werden im Zeitraum von 2015 bis einschließlich 2017 saniert, so dass derzeit für die Schlammfaulung nur 2 Faulbehälter zur Verfügung stehen. Dadurch ergibt sich aktuell durch die kürzere Aufenthaltszeit eine geringere Gasproduktion. Unter Berücksichtigung der Faulungsversuche im Labor kann aber die Auswirkung auf die Methangasproduktion wie folgt abgeschätzt werden.

Nach den bisherigen Betriebserfahrungen kann bei einer Zugabe von ca. 1.000 t  Co-Substrat mit einem organischen Anteil von mind. 95 Prozent, eine Steigerung der Methangasproduktion um ca. 100.000 m³ prognostiziert werden. Damit kann die Eigenstromerzeugung um ca. 250.000 KWh gesteigert werden.

Dies entspricht bezogen auf den Jahresstromverbrauch einer  Reduzierung des Fremdbezugs um ca. 2,5 % und einer Kosteneinsparung in Höhe von ca. 15.000 €.

Nach den derzeit verfügbaren Kapazitäten wäre eine Annahme von ca. 4.000 t /a möglich, so dass mit der Erhöhung der Methangasproduktion der Eigenversorgungsanteil von ca. 70 % auf ca. 80 % gesteigert werden könnte. Beim Strombezug kann damit eine Einsparung in Höhe von ca. 60.000 € erreicht werden.

Als Weiterführung der Ergebnisse des Probebetriebs ist vorgesehen, die Co-Substrat-Lieferung zukünftig auch planmäßig als Normalbetrieb zu ermöglichen.

3. Kosten

Die Annahme von Co-Substraten ist im Klärwerk grundsätzlich kostenpflichtig.

Für jede Anlieferung wird eine Pauschale für den Verwaltungs- und Analysenaufwand (Eingangskontrolle) erhoben. Die weiteren Kosten werden nach der angelieferten Menge und Qualität  (Anteil der organischen abbaubaren Stoffe, bzw. Anteil der Reststoffe, die mit dem Klärschlamm entsorgt werden müssen) des Stoffes ermittelt. Dabei werden der Feststoffgehalt und der organische Anteil des Co-Substrates als Berechnungsgrundlage analysiert. Die Rechnung für die angenommenen Co-Substrate wird auf den Grunddaten der Analysenergebnisse erstellt und an den Lieferanten gestellt.

Für die Stadt Regensburg entsteht durch die Produktion der zusätzlichen Methangasmengen eine entsprechende Reduzierung des Strombezuges.

4. Regelung von Co-Substratanlieferungen im Normalbetrieb

Um eine Co-Substratanlieferung im Normalbetrieb unter Berücksichtigung eines sicheren Klärwerksbetriebs zu regeln, sind mit dem jeweiligen Lieferanten entsprechende Vereinbarungen zu treffen. Für die Anlieferung und Verrechnung der Behandlungskosten wurde hierzu ein entsprechendes Vertragsmuster erstellt, das mit dem Rechtsamt der Stadt Regensburg hinsichtlich der Vertragsinhalte abgestimmt wurde.

Der Vertrag ist von dem Unterschriftsberechtigten des Lieferanten und von der Stadt Regensburg zu unterzeichnen.

Der Vertrag wird an das Tiefbaumt Sachgebiet 65.3f Klärwerk als Grundlage für die Anlieferung übergeben.

Der Ausschuss empfiehlt / Der Stadtrat beschließt:

Für das Klärwerk Regensburg werden im Rahmen des wasserrechtlichen Genehmigungsumfanges für das Klärwerk Regensburg Co-Substrate zur Erhöhung der Methangasproduktion angenommen.

Für die Annahme des jeweilige Co- Substrats wird eine entsprechende vertragliche Vereinbarung zwischen dem jeweiligen Lieferanten und der Stadt Regensburg auf Basis des Vereinbarungsmusters abgeschlossen.

Anlagen:

Vertrag über die Einbringung

von flüssigen und schlammartigen Stoffen / Flotatschlamm

in das Klärwerk Regensburg