Energieautarkes Klärwerk

Eine Kläranlage, die ihre Energie selber produziert – so haben wir es gemacht.
Projektträger: Stadt Bamberg

Beschreibung

Auslöser

1957 bis 1959 wurde die Kläranlage mit einer Ausbaugröße von 110.000 Einwohnerwerten (EW) gebaut. Bereits damals nutzte man das Klärgas zum Antrieb von zwei umgebauten Schiffsdieselmotoren zur Strom- und Wärmegewinnung. Diese Vorgehensweise war sehr innovativ und dem damals auf deutschen Kläranlagen vorherschenden Stand der Technik weit voraus. Mit einer fast dreimal so hohen Stromerzeugung wie Bedarf, war die Anlage somit von Beginn an energieautark. Hier wurde bereits der Grundstein für den heute auf der Kläranlage Bamberg vorherrschenden nachhaltigen und schonenden Umgang mit Energie gelegt.

Durchführung

Nach einigen Erweiterungen in den Jahren 1973 bis 1990 wurde die Kläranlage auf ihr heutiges Volumen von 220.000 EW vergrößert. Durch verschiedenste Änderungen in der Verfahrensweise von Kläranlagen, musste man zur erneuten Erreichung der Energieautarkie neue Wege gehen. Der Strombedarf konnte ab 1998 bis heute immer weiter gesenkt werden, von 26,3 kWh/(EW x Jahr) auf 20,2 kWh/(EW x Jahr) und das obwohl durch Erweiterungen/Änderungen an der Kläranlage einen zusätzlichen Strombedarf von 500.000 kWh/Jahr verursacht wurde. Ebenso stieg die Stickstofffracht im Zulauf um 100 % an. Die Auslauffracht konnte jedoch durch verfahrenstechnische Verbesserungen um 25 % gesenkt werden.

Heute werden auf der Kläranlage Bamberg zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) mit jeweils rund 700 kW Leistung betrieben. Sie gewinnen in fünf Stunden Betrieb so viel Strom aus der Verbrennung von Faulgas, wie ein 4-Personen-Haushalt durchschnittlich im Jahr benötigt. Seit der Inbetriebnahme dieser BHKW konzentrierte sich die Betriebsleitung auf die Optimierung des Systems, das sich auch die Kraft-Wärme-Kopplung zu Nutze macht, das heißt, zusätzlich zu dem gewonnenen Strom auch die bei dessen Produktion entstehende Wärme nutzt. Durch diese ständigen und erfolgreichen Bestrebungen arbeitet die Bamberger Kläranlage nun wieder (rechnerisch) autark.

Die Temperatur im Faulturm wurde über einen Zeitraum von 24 Monaten - langsam - auf 43,5 °C angehoben. Die Gas-/Stromerzeugung konnte damit weiter gesteigert werden und liegt bei ca. 455.000 kWh im Monat, oder 5.460.000 kWh/a (2021). Dies entspricht ca. 24,5 kWh/(EW Jahr) (theoretische Maximum beträgt ca. 25 kWh/(EW Jahr). Der Stromverbrauch betrug 2021 ca. 4.550.000 kWh/a. Dies entspricht 20,2 kWh/(EW Jahr) (Minimum liegt bei 18 kWh/(EW Jahr). Insgesamt ergibt sich somit eine Eigendeckung beim Strom von ca. 120 % im Jahr 2021.

Besonders bemerkenswert ist hier, dass die Bamberger Kläranlage dies ohne alternative Energiequellen, wie etwa Solarkollektoren oder Windräder schafft. Die beiden Gasmotoren lassen die Kläranlage Bamberg mit Hilfe des Faulgases extrem stromautark, umweltschonend und nachhaltig arbeiten.

Besonderheit:
Die Kläranlage betreibt seit ca. 15 Jahren eine Überschussschlamm-Desintegration mit Ultraschall. Dadurch reicht theoretisch eine Verweilzeit im Faulturm von ca. 15 Tagen, um das vorhandene Gaspotential zu heben und es sind nicht die 22 bis 25 Tage (gemäß DWA Empfehlung) erforderlich.

Tipps

  • Den ganzen Prozess der Abwasserreinigung mit Schlammbehandlung im Auge behalten. Optimierungen/Verbesserungen an einer Stelle können zu einer Verschlimmbesserung an einer anderen Stelle führen.

Stolpersteine

  • Es sollte immer bedacht werden: Eine Kläranlage wurde nicht gebaut um Strom zu sparen – die gute Abwasserreinigung ist das Ziel.

Beispiel gemeldet: 10/2014

zuletzt aktualisiert: 02/2022