Dipl.-Ing. Harald Hanßen

Prozessleitung Klärwerke

HAMBURG WASSER

Energieautarkie der Kläranlage

von HAMBURG WASSER

Klimaschutzziele

Klimaschutzziele der Freien und Hansestadt Hamburg

Minderung des CO2-Gesamtausstoßes bis 2020 um 40 %

Minderung des CO2-Gesamtausstoßes bis 2050 um 80 %

Klimaschutzziele HAMBURG WASSER

Ausgeglichene Energiebilanz in 2018

Energieautarkie des Klärwerksverbundes bis Ende 2011

Energiebedarf und -erzeugung

40

50

60

70

80

90

100

110

Strombedarf Stromerzeugung Wärmebedarf Wärmeerzeugung

Mio

. kW

h 2011

Strom- Verbrauch 78 Mio. kWh

Erzeugung 80 Mio. kWh

Wärme- Verbrauch 83 Mio. kWh

Erzeugung 91 Mio. kWh

Prognose

Entwicklung des Strombedarfs

Erneuerung der Belüftung Klärwerksbereich

Dradenau

64 Elektromotoren und Belüfterkreisel

mit je 164 kW ersetzt durch

• Gebläsestationen

• 29.000 energiesparende Kerzenbelüfter

• Sukzessiver Umbau zwischen

2009 und 2011

Reduzierung des Strombedarfs um

18 Mio. kWh/a

(Halbierung des spezifische

Energiebedarfs für die Lösung von

Sauerstoff in Abwasser)

Folgende Maßnahmen

Investitionskosten: 9,3 Mio. EUR

Fertigstellung: 2017

Reduzierung Strombedarf: 6 Mio. kWh/a

Ersatz der Kreiselbelüftung Köhlbrandhöft-Süd

Anaerobe Ammonium-Oxidation (Anammox) für Filtratwässer

Investitionskosten: 1,5 Mio. EUR

Fertigstellung: Ende 2013

Reduzierung Strombedarf: 1 Mio. kWh/a

Strombedarf des Verbundes in 2017

Mittleren Auslastung von 2,8 Mio. EWBSB5

Strombedarf: 73 Mio. kWh (26 kWh/EW)

Reduziert um Hebeenergie (Zulaufpumpwerke,

Zwischenpumpwerk: 20 m, 8 m, 5 m) und Teiltrocknung:

Gesamtverbrauchswert ca. 22 kWh/EW ∙ a

≈ Idealwert einer Klasse 5 Kläranlage

Spezifischer Stromverbrauch

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2017 2018

kW

h/E

W B

SB

5

Istwert

Prognose

Richtwert

Idealwert

Kläranlagenbenchmarking:

Spezifischer elektr. Energieverbrauch

Energetische Verwertung des Klärschlamms

Abwasserzufluss: rd. 160 Mio. m³/a

Rohschlamm: 78.000 t TR

Faulgaserzeugung: 34,4 Mio. m³/a

Nutzungsgrad > 98 %

Gas- und Dampfturbinenprozess der VERA

Monoklärschlammverbrennungsanlage

Außenansicht der VERA

VERA in Zahlen

Anzahl Straßen 3

Kapazitäten

Schlamm max. 78.400 t TS p.a.

Rechengut max. 12.000 t p.a.

Faulgas max. 36 Mio m³ p.a.

Elektrische Leistung

Gasturbine : 5,2 MW

Dampfturbine : 5,2 MW

Gasmotor : 2,0 MW

Herstellungskosten 97 Mio. EURO

Gas- und Dampfturbinenprozess

Dampfturbine

5,2 MW elektr.

Dampfdurchsatz: 43 t/h

bei T = 400°C, p = 40 bar

Gasturbine

5,2 Mwelektr.

Gasverbrauch 2.950 Nm³/h

Wirkungsgradelektr. ≈ 29%

GuD-Prozesselektr. ≈ 42%

Stromerzeugung: rd. 42 Mio. kWh/a

BHKW

Gasmotor

2 MWelektr.

Gasverbrauch 860 Nm³/h

Wirkungsgradelektr. ≈ 39%

Stromerzeugung rd. 17 Mio. kWh/a

Wärmenutzung

Aus GuD- und Gasmotorenprozess ausgekoppelte Wärme

rd. 86 Mio. kWh/a

Deckung des Wärmebedarfs des Klärwerks

Versorgung eines Containerterminals

(Verwaltungsgebäude und Werkstätten)

der Hamburger Hafen und Logistik AG mit

rd. 3,5 Mio. kWh/a

Windenergie

Leistung: 2 × 2,5 MW

Nabenhöhe: 140 m

Investition: 8,9 Mio.€

Inbetriebnahme: Ende 2010

Stromerzeugung: 13 Mio. kWh/a (2011)

Drittes Windrad mit einer Leistung

von 2,5–3 MW im Vergabe- und

Genehmigungsverfahren

(Inbetriebnahme Ende 2013)

Zwei Windenergieanlagen

Gaserzeugung und –verwertung

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Mio

. N

m³/

a

Gaserzeugung und -verwertung im Klärwerksverbund

Gasverwertung VERA Einspeisung Gaserzeugung

Prognose

Biomethaneinspeisung

Aufbereitung von 500 m³/h Faulgas zu 300 m³/h Biomethan

Biomethanverkauf an HAMBURG ENERGIE (Tochter von

HAMBURG WASSER)

Energiegehalt bei Umsetzung in

BHKW:

6 Mio. kWh/a Strom und

9 Mio. kWh/a Wärme

Deckung des Strombedarfs

BIO-

ERDG

AS

Gasmotor/

Gas- u.

Dampfprozess

Windkraft

2012p

Infrastruktur

Schlammbehandlung

Abwasserbehandlung

Hebeenergie

Fazit

Energieautarkie des Klärwerks 2011 erreicht

Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der konzernweite

Eigenproduktionsquote

Transition vom größten kommunalen Energieverbraucher zum

Stromlieferanten

Steigerung der Ertragskraft und Unabhängigkeit von den volatilen

Preisen des Energiemarktes