Vorlage - VO/10/5463/65
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Sachverhalt: 1. Bestehende Situation und Veranlassung
Im
Klärwerk Regensburg werden derzeit 3 Blockheizkraftwerke – Module
(BHKW-Module) zur Erzeugung von Strom und Wärme aus Klärgas betrieben. Dabei
kann durch den erzeugten Strom (ca. 7,2 MWh/a) bis zu 70 % des Eigenbedarfs
gedeckt werden. Die anfallende Wärmeenergie wird ebenfalls überwiegend für die
Erwärmung des Faulschlammes und für die Gebäudeheizung genutzt. Die BHKW-Module wurden im Jahr 1993 erneuert und
weisen derzeit (Stand Januar 2010) eine durchschnittliche Betriebsdauer von ca.
75.000 Betriebsstunden auf. Mit dem Erreichen von 80.000 Betriebsstunden wäre
eine nochmalige Grundüberholung der Module erforderlich. Aufgrund der damit
anstehenden Kosten und der schwierigen Ersatzteilbeschaffung im Bereich der
Steuer- und Regelungstechnik ist dies unwirtschaftlich und technisch nicht mehr
sinnvoll. Die BHKW-Module müssen daher im Jahr 2012 erneuert werden. Im Zuge der Vorentwurfsplanung wurden auch
alternative Techniken für die Klärgasverstromung untersucht. Bei den derzeit verfügbaren Techniken wie z.
B. bei der Gasturbinen- und der Brennstoffzellentechnik kann ein
wirtschaftlicher Einsatz nicht dargestellt werden. Die weiteren Planungen
beschränken sich daher auf die Einsatzmöglichkeiten von gasmotorischen Anlagen. Aufgrund der Innovationen im Bereich der
Gasmotorentechnik konnte der elektrische Wirkungsgrad der BHKW - Module von ca.
33 % auf ca. 40% gesteigert werden. Dadurch kann der Anteil der
Eigenstromerzeugung mit den neuen Modulen um diesen Betrag gesteigert werden
bzw. der Strombezug verringert werden. Nachdem es sich bei der Erneuerung der BHKW Anlagen
um eine Integration in einen Anlagenbestand handelt, wurde großer Wert auf eine
weitgehende Nutzung des Bestandes gelegt. Die seit der letzten Erneuerung der
Anlage eingetretenen Entwicklungen im Bereich der Gasproduktion und
Veränderungen des Anlagenbestandes wurden in der Planung für die Neukonzeption
der BHKW-Anlage und der Anlagenperipherie berücksichtigt und wirtschaftlich
bewertet. In der vorliegenden Entwurfsplanung wurde geprüft,
inwieweit sich Ausgangsparameter geändert haben, die einen wesentlichen
Einfluss auf die Auslegung der vorgeschlagenen Maßnahmen haben. Dabei wurde im Wesentlichen die Veränderungen
folgender Ausgangsparameter überprüft. - Energieerzeugung
(Klärgasproduktion) -
Energieverbrauch (Strom, Wärme) - Versorgungsrechtliche
Rahmenbedingungen - Aktualisierung
von Angebotsnachfragen für die BHKW-Anlage Die gewählten Maßnahmen für die
Erneuerung der BHKW-Anlage wurden detailliert planerisch umgesetzt und in den
Entwurfsplänen dargestellt. 2. Umfang der Maßnahme Unter
Berücksichtigung der Auswertungen der Ausgangsparameter sind für die Erneuerung
der BHKW – Anlage folgende wesentliche Anpassungen, Änderungen und neue
Anlagenteile erforderlich. - BHKW – Module In der Motorenhalle
sind derzeit 3 BHKW Module mit einer Brennstoffleistung (Primärenergie des
Klärgases) von je 1500 KW installiert. Da die vorhandene Anlagentechnik
(Gasversorgung, Abgasanlage, elektrotechnische Anbindung an das Mittelspannungsnetz,
Einbindung in das Wärmeversorgungsnetz)
weiterhin genutzt werden soll, ist es sinnvoll die Systematik mit 3
Modulen beizubehalten. Aufgrund der kontinuierlichen Zunahme der jährlichen
Gasproduktion aus den Faulbehältern muss jedoch eine Anpassung der Leistungsfähigkeit
erfolgen, um das erzeugte Methangas energetisch nutzen zu können. Die neue
Motorengeneration wird daher auf eine Brennstoffleistung von je ca. 1700 KW pro
Motor ausgelegt. - Generatoren Die mechanische
Energie wird wie bisher mittels Generatoren (Mittelspannung mit 6,3 KV) in
elektrische Energie umgewandelt und in das Mittelsspannungsnetz des Klärwerks
eingespeist. Die Generatoren müssen an die höhere Leistung der Motore angepasst
werden und leisten künftig ca. 700 KW (elektrische Leistung) gegenüber bisher
ca. 488 KW. - Einbindung in das Stromnetz Unter Beibehaltung
der 3 Anlagen kann die vorhandene Technik im Bereich der Mittelspannungsanlage
im Wesentlichen beibehalten werden. Die vorhandenen Schaltschränke für die
Ansteuerung der einzelnen Module sowie ein Zentral-Steuerschrank müssen
aufgrund der speziellen Steuerungs- und Überwachungstechnik erneuert werden. - Anbindung an das Prozessleitsystem Die BHKW –
Anlage soll für eine zentrale Betriebsführung an das vorhandene Prozessleitsystem
angeschlossen werden. Damit kann eine Überwachung und Bedienung der Anlage von
der Zentralen Leitwarte aus erfolgen. - Einbindung in das Wärmenetz Mit dem Betrieb
der BHKW Anlage kann der Wärmebedarf für
das Klärwerk über das ganze Jahr hinweg gedeckt werden. Die Abwärme aus den
Motoren wird wie bisher in das Gesamtsystem der Heizung eingespeist und für den
Wärmebedarf der Gesamtanlage genutzt. Nachdem sich die Volumenströme das
Abgases wesentlich erhöhen müssen auch die Abhitzekessel für den Wärmeübertrag
vom Abgas in den Wärmekreislauf erneuert werden. Um eine Begrenzung
der Rücklauftemperatur auf ca. 70°C zu ermöglichen, muss die überschüssige
Wärmeenergie in den Sommermonaten über einen Tischkühler in die Luft abgeführt
werden. Ein entsprechend dimensioniertes Rückkühlwerk wird im Zuge der Anpassungen
des Heizungssystems im Heizkreislauf nachgerüstet. - Schallschutz Die Neuanlage soll
in den vorhandenen Schallschutzkabinen installiert werden. Damit kann der sehr
wirksame Schallschutz beibehalten werden. Weitere Maßnahmen sind in diesem
Bereich nicht zu erwarten - Abgasanlage Durch die
Erneuerung der BHKW Module, die einen größeren Abgasvolumenstrom aufweisen, ist
eine Anpassung der Abgasanlage mit Wärmetauschern und Schalldämpfern notwendig.
Die vorhandene Kaminanlage in der Motorenhalle kann weiter verwendet werden. - Klärgasversorgung Das erzeugte
Klärgas wird derzeit aus dem Niederdrucksystem (Faulbehälter – Niederdruckgasspeicher
bei ca. 28 mbar) entnommen und über Verdichteraggregate bis auf 9 bar
komprimiert und in die Hochdruckgasspeicheranlage eingespeist. Für den Betrieb
der BHKW-Anlage wird das Gas aus den Behältern entnommen, und der Motorenanlage
mit einem Gasdruck von ca. 100 mbar zugeführt. Im Zuge der Entwurfsplanung
wurde der energetische Aufwand untersucht und einer verfahrenstechnischen
Alternative gegenübergestellt. Dabei konnte eine Methangasversorgung der
BHKW-Anlage mit einem Druck von ca. 160 mbar über ein Verdichteraggregat,
(Bypass zur Hochdruckspeicheranlage) als wirtschaftliche Variante aufgezeigt
werden. Die Klärgasversorgung wird im Rahmen der Erneuerungsmaßnahme
entsprechend umgebaut. Die vorhandene Gasversorgung der BHKW – Anlage aus
den Hochdruckgasbehältern wird aus Gründen der Versorgungssicherheit
beibehalten. - Raumlufttechnik Die Versorgung der
Motorenhalle erfolgt über Lüftungsgeräte, die im Keller die Außenluft ansaugen
und in das Kellergeschoß leiten. Aus dem Kellergeschoß wird die Luft über die
Ventilatoren in den Schallschutzkapseln angesaugt und anschließend die erwärmte
Luft in die Halle abgegeben. In den Sommermonaten kann es dabei zu hohen
Raumtemperaturen kommen, da die Wärme in der Halle nicht abgeführt werden kann.
Im Zuge der
Erneuerungsmaßnahme wird die Ansaugung im Keller mit einem Kühlregister
ausgestattet und die erwärmte Abluft aus der Schalldämmkapsel in einem Kanalsystem
gesammelt und an der Nordseite ins Freie geführt. Durch diesen Umbau kann der
Volumenstrom für die Lüftungsgeräte verringert und damit auch der Verbrauch an
elektrischen Energie reduziert werden. - Ölversorgung Bisher wird das
benötigte Motorenöl in Fässern in der Halle gelagert und bei den Wartungsarbeiten
an den Motoren manuell entnommen und das Altöl in einen Sammeltank geleitet.
Die neuen BHKW-Module verfügen standardmäßig über eine automatische Niveaustandsüberwachung
in der Ölwanne. Damit erfolgt eine automatische Nachfüllung im laufenden
Betrieb. Für die Realisierung eines automatischen Betriebs werden im Keller der
Motorenhalle ein Frischöl- und ein Altöltank mit je ca. 2500 l installiert. 3.
Genehmigungsverfahren Für die Erneuerung
der BHKW Anlagen ist ein Genehmigungsverfahren nach Bundes- Immissionsschutz
Gesetz (BImSchG) durchgeführt werden. Dabei werden die Auswirkungen
hinsichtlich der Abgaswerte und der Lärmemissionen eingehend geprüft. 4. Zeitplan für die
Realisierung der Maßnahme 1. Entwurfsplanung
bis Ende
Oktober 2009 2. Maßnahmenbeschluss ( Ausschuss für
Stadtplanung, Verkehr, Umwelt – und
Wohnungsfragen)
Juli 2010 3. Maßnahmenbeschluss ( Plenum ) Juli 2010 4. Anlagengenehmigung bis Ende 2010 5. Ausführungsplanung
Juni 2011 6. Ausgabe der Leistungsverzeichnisse Dezember 2011 7. Vergabe der Leistungen für den Anlagenbau April
2012 8. Baubeginn Anlagenbau Mai
2012 9. Fertigstellung Dezember 2012 5. Kosten,
Beteiligung der Anschlussgemeinden Für die Erneuerung
der BHKW - Anlage wurden in der Kostenberechnung Investitionskosten in Höhe von
2.100.000 € ausgewiesen. Entsprechend den
vertraglichen Regelungen der Zweckvereinbarungen werden die Anschlussgemeinden
an den Investitionskosten entsprechend ihrer jeweiligen Abwasserkontingente
beteiligt. Die
Investitionskosten werden demnach wie folgt aufgeteilt: Anschlussgemeinden
(31,25 %) = 656.250 € Stadt
Regensburg (68,75 %) =
1.443.750 €
____________ Summe : 2.100.000 €
Haushaltsmittel Die Mittel für die
Erneuerung der BHKW - Anlage sind im IP 2009 bis 2013 auf der Haushaltsstelle
1. 7103.9637 wie folgt eingeplant: Ausgaben bis
einschl. 2009 75.000 € für das Jahr 2010
in Höhe von 25.000 € für das Jahr 2011
in Höhe von 100.000 € für das Jahr 2012
in Höhe von 1.750.000 € für das Jahr 2013
in Höhe von 150.000 € Der
Ausschuss empfiehlt / Der Stadtrat beschließt: Die
Erneuerung der BHKW – Anlage für das Klärwerk Regensburg ist Rahmen der
verfügbaren Haushaltsmittel im Jahr 2012 durch zu führen. Anlagen: |
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