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EWB-AG Energiesparen Seite 1 von 6 November 2013 Bestandsaufnahme Wasserwerk Bubenreuth Energiewende Bubenreuth – AG Energiesparen Herbst 2013 Energetische Optimierung Wasserwerk Bubenreuth

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Energiewende Bubenreuth – AG Energiesparen

Herbst 2013

Energetische OptimierungWasserwerk Bubenreuth

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Energetische Optimierung Wasserwerk Bubenreuth Bestandsaufnahme

Aufgabe und Ziel der Wasserversorgung Bubenreuth ist ausreichend Trinkwasser in optimaler Qualität bereitzustellen.Da die Wasserversorgung jedoch einen erheblichen Anteil am Stromverbrauch gemeindlicher Liegenschaften hat (in 2012 mehr als 150.000 kWh, entspricht mehr als 25% des Stromverbrauchs der gemeindlichen Einrichtungen), sollte die Aufgabe und das Ziel erweitert werden:

Bereitstellung von Trinkwasser• in optimaler Qualität,• in ausreichender Menge• in energetisch optimierter Weise.

1 IST-Zustand

Der Ist-Zustand der Wasserversorgung Bubenreuth ist schematisch in Bild 1 dargestellt.Für die dazugehörige Aggregatliste, siehe Tabelle 1.

Bild 1: Übersicht Wasserversorgung Bubenreuth.

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Tabelle 1: Aggregatliste Wasserversorgung Bubenreuth.

Die Aggregate der Wasseraufbereitung stammen alle aus dem Jahr 1998 und werden regelmäßig gewartet.

Die Wasserversorgung wird mit Tag- und Nachtstrom betrieben. Die Gesamtkostenaufstellung ist aus Tabelle 2 für 2012 ersichtlich.

ct/kWh KWh 2012 Kosten € 2012Tagstrom (HT) 8,9 37.513 3.338,66 €Nachtstrom (NT) 6,5 113.712 7.391,28 €EEG Umlage 3,59 151.225 5.432,00 €Stromsteuer 2,05 151.225 3.100,11 €Aufschlag 100% Wasserkraft

0,2 113.712 227,42 €

Summe - - 19.489,48 €Tabelle 2: Kostenaufstellung Wasserwerk Bubenreuth 2012.

Seit Dezember 2012 ist auf dem Dach der Wasseraufbereitung eine Solarstromanlage installiert und speist Strom in das Netz ein (Daten siehe Tabelle 3 und Bild 4). Diese Werte sind in den folgenden Berechnungen nicht berücksichtigt. Auf Grund der hohen Einspeisevergütung und der sehr günstigen Tarife für die Gemeinde muss geprüft werden, ob und wenn ja in welcher Form Eigenverbrauch zukünftig berücksichtigt wird. In Bild 5 ist dargestellt, wie sich der Leistungsbezug der Wasseraufbereitung mit dem typischen monatlich erzeugtem Solarstrom der PV-Anlage koppelt. Zu erkennen ist, dass im Sommer, der prognostizierte Solarstromertrag den Hochtarifbezug decken kann. kWp ct/kWh

EinspeisevergütungkWh/kWhperwartet

13,01 17,76 903

Tabelle 3: Solarstromanlage Wasseraufbereitung.

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Bild 4: Jahresgang der Solarstromanlage Wasseraufbereitung nach PVGIS (Breitengrad: 49°37'39" Nord,Längengrad: 11°1'35" Ost; Nominelle Leistung des FV-Systems: 13kWp; Neigung der Module: 35Grad; Orientierung (azimuth) der Module: 65Grad).

Bild 5: Darstellung Leistungsbezug Wasseraufbereitung 2012 sowie prognostizierte Solarstromerzeugung nach PVGIS.

Der Stromverbrauch für die Wasserversorgung 2012 betrug 150.000 kWh. Damit wurden 211.012 m³ Trinkwasser für Bubenreuth gefördert (Daten der Gemeinde Bubenreuth).Damit ergibt sich für den spezifischen Energieverbrauch pro gefördertem m³ Trinkwasser für das Jahr 2012 in Bubenreuth 0,71 kWh/m³.

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JanuarFebruar

MärzApril

MaiJuni

JuliAugust

SeptemberOktober

NovemberDezember

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

Stromverbrauch und -erzeugung 2012Wasseraufbereitung

HT kWh NT kWh kWh Solarstrom

Monat

kWhh

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2 Vergleich mit deutschen Wasserversorgungsanlagen

In der Literatur [1] (siehe Bild 2), ist ein Medianwert von 0,58 kWh/m³ für die deutsche Wasserversorgung beschrieben. Bubenreuth mit einem Wert von 0,71 kWh/m³ am oberen Rand des dritten Quartils (75% Bereich) der in [1] erfassten Vergleichsanlagen, ist damit also nicht schlecht, erreicht aber auch nicht den Wert für eine Vorzeigegemeinde.

Gegenüber dem besten Wert des ersten Quartils (25% Bereich) von 0,44 kWh/m³ würde dies für Bubenreuth (0,71 kWh/m³) eine Energie- und damit Kosteneinsparung von etwa 38% pro Jahr (etwa 7.400 €) bedeuten. Dies deckt sich mit der in der Literatur [1] angegebenen Wert von Einsparungen im Mittel von 30% aus Energieanalysen von 10 Wasserversorgern.

Bild 2: Stromverbrauch Trinkwasser aus [1].

Die besten Möglichkeiten bestehen in effizienten Verfahren und Prozessen (Wasseraufbereitung), sowie in der effizienten Wasserförderung (Brunnen- und Reinwasserpumpen).

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3 Empfehlung für das weitere Vorgehen

3.1 FachgutachtenIm Investitionsjahr 2014 soll durch ein Fachgutachten ermittelt werden, durch welche Optimierungen der vorhandenen Anlagen- und Verfahrenstechnik Energieeinsparungen möglich sind. Durch eine Wirtschaftlichkeitsberechnung mit Kosten-Nutzen-Analyse sollen der dazu notwendige Investitionsbedarf und die Amortisationszeiten ermittelt werden. Dem Fachgutachten voraus oder begleitend sollten datenverifizierende Gespräche mit beispielsweise der ESTW geführt werden.

3.2 Störung und WartungWenn Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten in Zukunft erforderlich werden, sollen die davon betroffenen Komponenten der vorhandenen Anlagentechnik, wie Pumpen oder Wasseraufbereitung (alles Baujahr 1998) auf Basis der Empfehlungen des Fachgutachtens durch hocheffiziente Komponenten, Verfahren und Prozesse ersetzt werden.

3.3 StrompreisentwicklungDie Entwicklung der Strompreise (Tag- und Nachtstrom-Tarife) ist im Verglich zu der durch die installierte PV-Anlage erzielten Einspeisevergütung zu bewerten. Durch eine intelligente Steuerung und geeignete technische Massnahmen (Schlagwort SMART- und Local-Metering) sollen die Energiekosten für den Betrieb der Anlage optimiert werden. Z.B. kann dadurch der Hochbehälter bevorzugt in Zeiten niedriger Stromtarife gefüllt werden.

Literatur:[1] Energieeffizienz: Was können Wasserversorger tun? Dr. M. Plath, en 2.0 Zeit für

Veränderungen, 22.11.2011, Berlin(http://www.e-qua.de/fileadmin/template/layout/referate_2011/referat_dr_michael_plath.pdf, Zugriff 05.07.2013)

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