Kläranlagen klimaneutral & energieautark betreiben
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- Bitte berücksichtigen: Wir treffen hier nur grobe und allgemeingültige Einstufungen, die von spezifischen Projektergebnissen abweichen können. Wir wollen eine erste Indikation geben. Praxisnäher sind oft die Erfahrungen aus den Beispielen unten.
- Die folgenden Inhalte wurden vom GovShare-Content-Team sorgfältig und mit hohem Recherche-Aufwand für Euch zusammengetragen.
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- Energie aus Abwasser - Ein Leitfaden für Kommunen, Bayrisches Landesamt für Umwelt, 2022
- Der Weg zur klimaneutralen Kläranlage, Grüne im Landtag Baden-Württemberg, 2023
Kurzbeschreibung - Um was geht's genau?
Kläranlagen sind essenzielle Bestandteile unserer Siedlungsstrukturen und spielen eine wichtige Rolle, um Klimaneutralität zu erreichen. Das Abwasser, das hier biologisch oder mechanisch geklärt wird, erfordert viel Strom und setzt Treibhausgase wie Methan (40x schädlicher als CO₂) und Lachgas (300x schädlicher als CO₂) frei. Kläranlagen sind für etwa 1⁄3 der gesamten kommunalen Emissionen verantwortlich. Um Klimaneutralität zu erreichen und die Nachhaltigkeit zu stärken, müssen Kommunen daher entsprechende Maßnahmen beim Betrieb von Kläranlagen ergreifen.
In Kläranlagen liegen aber auch enorme Potenziale, die weit über die Abwasserreinigung hinausgehen. So liefert eine Anlage einerseits wertvolle Rohstoffe wie Phosphate und Nitrate, die z. B. für Dünger genutzt werden können. Es gibt andererseits enorme Einsparpotenziale für Emissionen, Strom und Abfall und vielseitige Möglichkeiten zur Energieerzeugung durch die Nutzung von Klärschlamm (Biogas) und Abwärme. Nachhaltige Kläranlagen sind somit ein wichtiger Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft und tragen erheblich zur Reduzierung der Umweltauswirkungen bei.
Energieautark in diesem Zusammenhang bedeutet, dass eine Kläranlage ihren gesamten Energiebedarf selbst deckt. Hier spielen erneuerbare Energien (Biogasgewinnung, -nutzung, PV-Anlagen, Wasserkraft, Abwärmenutzung, Windenergie) und Energieeffizienztechnologien eine wichtige Rolle. Klimaneutral wird eine Kläranlage aber erst dann, wenn der gesamte CO₂-Fußabdruck (direkte und indirekte Treibhausgase) minimiert und restliche Emissionen kompensiert werden. Die Reduzierung der Treibhausgase (Gasrückgewinnung), Kohlenstoffspeicherung sowie gesteigerte Energieeffizienz und erneuerbare Energien sind hier entscheidend.
Die Novellierung der EU-Kommunalabwasserrichtlinie (KARL) im April 2024 bringt bedeutende Veränderungen und Herausforderungen für Kläranlagen mit sich und fordert - neben Aspekten der Reinigungsleistung und Effizienz - mehr Nachhaltigkeit mit dem Ziel bis 2045 eine stufenweise Energieneutralität und bis 2050 die vollständige Klimaneutralität zu erreichen.
Mehrwerte für Kommunen – Was bringt’s?
- Die Eigenproduktion und Versorgung durch nachhaltigen Strom und nachhaltige Wärme (z. B. durch Faulungsanlagen, PV-Anlagen usw. ) kann zur Energieunabhängigkeit der Anlage führen.
- Es können enorme Energieeinsparungen eintreten, wenn durch eine Effizienzsteigerung der Strom- und Energiebedarf drastisch gesenkt wird.
- Treibhausgasemissionen werden in erheblichem Umfang reduziert.
- Abwärme/Wärmeenergie kann zur Wärmeerzeugung genutzt werden (z. B. als Gebäudeheizung).
- Faulgas kann zur Strom- und Wärmegewinnung genutzt werden (Bioenergie).
- Energieautarke und klimaneutrale Kläranlagen leisten einen erheblichen Beitrag, um die Klimaneutralität der Kommune sicherzustellen.
- Die Kommune kann Kosten einsparen.
- Roh- und Nährstoffe können als Nebenprodukte gewonnen werden.
- Die Abhängigkeit zu fossilen Energieträgern kann durch nachhaltige Energiegewinnung ersetzt werden.
- Vorbild für nachhaltige Praktiken in der Kommune.
Erfolgsfaktoren / Stolpersteine – Wie gelingt die Umsetzung?
- Energiemanagement: Implementierung eines systematischen Energiemanagements, um den Energieverbrauch zu überwachen und kontinuierlich zu optimieren. Dies umfasst:
- Energiecheck und Energieanalyse: Regelmäßige Überprüfung und Analyse der Energieverbrauchsdaten, um Einsparpotenziale zu identifizieren und umzusetzen.
- Schaffung von Zuständigkeiten und Finanzierung: Klare Zuweisung von Verantwortlichkeiten und Bereitstellung finanzieller Mittel für Maßnahmen zur Energieoptimierung
- Investitionen in moderne Technologie: Austausch alter Maschinen und Anlagen durch energieeffiziente Modelle.
- Nutzung von Fördermitteln: Inanspruchnahme von staatlichen Förderprogrammen und finanziellen Unterstützungsmöglichkeiten zur Umsetzung der Optimierungsmaßnahmen.
- Bewusstseinsbildung und Schulung: Schulung des Betriebspersonals und Aufklärung der Bevölkerung über die Bedeutung und Vorteile energieeffizienter und klimafreundlicher Kläranlagen.
Ausprägungsformen
Maßnahmen für eine energieautarke Kläranlage:
- Abwärmenutzung: Abwasser kann durch die hohe Temperatur direkt zur Wärmegewinnung genutzt werden. Hierfür werden Wärmetauscher installiert.
- Wärmegewinnung im Zulauf zum und innerhalb des Abwasserkanalsystems: hier ist durch die großen Mengen an Abwasser das Wärmepotenzial besonders hoch.
- Wärmegewinnung und -nutzung des Kläranlagenablaufs, z. B. durch Nutzung direkt auf der Anlage für Trocknung und Beheizung.
- Bioenergiegewinnung und -nutzung: Klärschlamm kann genutzt werden, um Biogas zu produzieren, das in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung verwendet werden kann. Wird das Faulgas genutzt, kann mindestens ein Großteil des Energiebedarfs einer Kläranlage gedeckt werden.
- Photovoltaikanlagen (& Windenergie): PV-Anlagen auf den Dächern der Gebäude oder Freiflächen zu installieren, kann zur Deckung des Energiebedarfs beitragen.
- Wasserkraft: Die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers kann zur Erzeugung von Strom durch kleine Wasserkraftwerke oder Turbinen genutzt werden, sofern entsprechende Gefälle und Wassermengen vorhanden sind.
- Energieeinsparungsmaßnahmen/Effizienzsteigerung: Energieeffiziente Pumpen, Gebläse und anderen Maschinen, können den Energieverbrauch der Kläranlage reduzieren.
Maßnahmen für eine klimaneutrale Kläranlage:
- Reduktion von Treibhausgasen: Methan- und Lachgasemissionen minimieren durch die Optimierung der Prozesse und Einsatz von Technologien zur Gasrückgewinnung.
- Kohlenstoffspeicherung: Technologien installieren zur Abscheidung und Speicherung von CO₂, das bei der Verbrennung von Biogas entsteht.
- Nachhaltige Baumaterialien: Umweltfreundliche Materialien und energieeffiziente Bauweisen bei Renovierungen und Neubauten einsetzen.
- Grüne Flächen und Aufforstung: Grünflächen und Aufforstungsprojekte in der Umgebung der Kläranlage schaffen, um die Kompensation von Emissionen zu unterstützen.
- Kompensation und Klimazertifikate: Klimazertifikate erwerben oder in externe Projekte investieren, um unvermeidbare Emissionen zu kompensieren.
- Energieeffizienz und erneuerbare Energien: (wie oben beschrieben).
Kostentreiber
Die Ausgangslage und der Umfang der Maßnahmen.
Dokumente und Vorlagen