Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte Vorhabensbeschreibung › 2019 › 07 ›...

35
Kombinierte interkommunale Klärschlammvortrocknung mittels Abwärme (KiKA MV) Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte Projektskizze 1 Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte Vorhabensbeschreibung Projektsteckbrief Antragsteller: Klärschlamm-Kooperation Mecklenburg-Vorpommern GmbH Titel: Kombinierte interkommunale Klärschlammvortrocknung mittels Abwärme zur klimafreundlichen Fernwärmeerzeugung Akronym KiKA MV Kurzbeschreibung 15 kommunale Partner aus Mecklenburg-Vorpommern (MV) haben sich zu einer Klärschlamm-Kooperation (KKMV) zusammengeschlossen, um ein gemeinsam entwickeltes Konzept zur großflächigen, klimaschonenden Klärschlammverwertung umzusetzen. Die Kooperation, die über die Hälfte des Klärschlamms in MV abdeckt, demonstriert damit die Machbarkeit von effizienten interkommunalen Ansätzen zur nachhaltigen Verwertung von Klärschlamm. Die vielversprechendste Lösung zur Verwertung des Klärschlamms ist die thermische Behandlung in einer Monoverbrennungsanlage, deren optimaler Betrieb stark von der vorgelagerten Klärschlammtrocknung abhängig ist. Diese Trocknung benötigt aber erhebliche Mengen an Energie. Die KKMV hat gleichzeitig identifiziert, dass an verschiedenen Standorten in MV ein hohes Potenzial an überschüssiger Abwärme besteht (z.B. an BHKWs), das bis jetzt ungenutzt bleibt. Im Modellprojekt KiKA MV wird daher in die dezentrale Trocknung mit Ab- wärme investiert. Durch Umsetzung verschiedener, an die jeweilige Wär- mequelle angepasster Verfahren wird die Abwärme optimal genutzt und die Klärschlammtrocknung klimaschonend umgesetzt. Dieser Ansatz führt dazu, dass der getrocknete Klärschlamm später direkt zur Fernwärmeer- zeugung genutzt wird und fossile Brennstoffe verdrängt werden. Zudem sinkt durch die dezentrale Verdampfung des überschüssigen Wassers im Klärschlamm das Transportvolumen auf den Wegen zur Monoverbren- nungsanlage. Durch das Modellprojekt können so insgesamt etwa 4.949 Tonnen CO2 jährlich eingespart werden. Ein derart breit angelegtes, interkommunal organisiertes Modellprojekt für Klärschlammtrocknung ist bislang einzigartig und hat auf konzeptioneller und organisatorischer Ebene Vorbildcharakter. Da alle Kommunen deutsch- landweit vor neuen Herausforderungen in der Klärschlammverwertung ste- hen und es in ganz Deutschland ein erhebliches Abwärmepotential gibt, bie- tet das Projekt ein großes Übertragungspotenzial. Webseite des Antragstellers Klärschlamm-MV.de THG-Minderung in t/Jahr 4.949

Transcript of Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte Vorhabensbeschreibung › 2019 › 07 ›...

  • Kombinierte interkommunale Klärschlammvortrocknung mittels Abwärme (KiKA MV) Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte – Projektskizze

    1

    Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte – Vorhabensbeschreibung

    Projektsteckbrief

    Antragsteller: Klärschlamm-Kooperation Mecklenburg-Vorpommern GmbH

    Titel: Kombinierte interkommunale Klärschlammvortrocknung mittels Abwärme zur klimafreundlichen Fernwärmeerzeugung

    Akronym KiKA MV

    Kurzbeschreibung 15 kommunale Partner aus Mecklenburg-Vorpommern (MV) haben sich zu einer Klärschlamm-Kooperation (KKMV) zusammengeschlossen, um ein gemeinsam entwickeltes Konzept zur großflächigen, klimaschonenden Klärschlammverwertung umzusetzen. Die Kooperation, die über die Hälfte des Klärschlamms in MV abdeckt, demonstriert damit die Machbarkeit von effizienten interkommunalen Ansätzen zur nachhaltigen Verwertung von Klärschlamm.

    Die vielversprechendste Lösung zur Verwertung des Klärschlamms ist die thermische Behandlung in einer Monoverbrennungsanlage, deren optimaler Betrieb stark von der vorgelagerten Klärschlammtrocknung abhängig ist. Diese Trocknung benötigt aber erhebliche Mengen an Energie. Die KKMV hat gleichzeitig identifiziert, dass an verschiedenen Standorten in MV ein hohes Potenzial an überschüssiger Abwärme besteht (z.B. an BHKWs), das bis jetzt ungenutzt bleibt.

    Im Modellprojekt KiKA MV wird daher in die dezentrale Trocknung mit Ab-wärme investiert. Durch Umsetzung verschiedener, an die jeweilige Wär-mequelle angepasster Verfahren wird die Abwärme optimal genutzt und die Klärschlammtrocknung klimaschonend umgesetzt. Dieser Ansatz führt dazu, dass der getrocknete Klärschlamm später direkt zur Fernwärmeer-zeugung genutzt wird und fossile Brennstoffe verdrängt werden. Zudem sinkt durch die dezentrale Verdampfung des überschüssigen Wassers im Klärschlamm das Transportvolumen auf den Wegen zur Monoverbren-nungsanlage. Durch das Modellprojekt können so insgesamt etwa 4.949 Tonnen CO2 jährlich eingespart werden.

    Ein derart breit angelegtes, interkommunal organisiertes Modellprojekt für Klärschlammtrocknung ist bislang einzigartig und hat auf konzeptioneller und organisatorischer Ebene Vorbildcharakter. Da alle Kommunen deutsch-landweit vor neuen Herausforderungen in der Klärschlammverwertung ste-hen und es in ganz Deutschland ein erhebliches Abwärmepotential gibt, bie-tet das Projekt ein großes Übertragungspotenzial.

    Webseite des Antragstellers

    Klärschlamm-MV.de

    THG-Minderung in t/Jahr

    4.949

  • 2

    Inhaltsverzeichnis

    1. Beschreibung des Handlungsfeldes, in dem das Modellprojekt umgesetzt

    werden soll sowie des Ausgangszustands ............................................................ 4

    1.1. Einleitung ............................................................................................................................... 4

    1.2. Ausgangszustand ................................................................................................................. 4

    1.3. Lösungsansatz des Vorhabens .......................................................................................... 6

    2. Beschreibung der geplanten investiven Maßnahmen ....................................... 9

    2.1. Integration des Vortrocknungsmodells ins Entsorgungssystem .................................... 9

    2.2. Vorstellung der geplanten Investitionen an den dezentralen Standorten .................. 12

    3. Konkreter Beitrag des Projektes zur Senkung der THG-Emissionen, inkl.

    Quantifizierung in Tonnen eingesparter CO2-Äquivalente pro Jahr .................. 19

    3.1. CO2-Einsparungen im Gesamtsystem ............................................................................. 19

    3.2. Quantifizierung der CO2-Einsparungen durch Abwärmenutzung ................................ 19

    3.3. Quantifizierung der CO2-Einsparungen durch die Einsparung der Transporte ......... 20

    4. Darstellung des geplanten Vorgehens zum Nachweis der THG-Einsparungen

    20

    5. Beschreibung der geplanten nicht-investiven Begleitmaßnahmen ............... 21

    6. Beschreibung der Ziele und Zielgruppen der geplanten Maßnahmen........... 23

    6.1. Ziele der geplanten Maßnahmen ..................................................................................... 23

    6.2. Zielgruppen der geplanten Maßnahmen ......................................................................... 23

    7. Beschreibung des Beitrags des Projektes zu den Förderzielen .................... 24

    7.1. Hohe Treibhausgasminderung im Verhältnis zur Vorhabensumme realisieren ........ 24

    7.2. Klimaschutzpolitische Ziele der Bundesregierung unterstützen .................................. 24

    7.3. Innovativen Charakter demonstrieren ............................................................................. 24

    7.4. Einsatz bestverfügbarer Techniken und Methoden (BVT) realisieren ........................ 25

    7.5. Überregionale Bedeutung ................................................................................................. 25

    7.6. Übertragbarkeit des Ansatzes fördern ............................................................................. 25

    8. Maßnahmen - und Umsetzungsplan ................................................................. 27

    8.1. Geplante Arbeitspakete – Bauvorhaben ......................................................................... 27

    8.2. Genehmigungen und Grundstückverhältnisse ............................................................... 28

    8.3. Finanzschwache Kommunen ............................................................................................ 28

    8.4. Finanzierungsübersicht ...................................................................................................... 29

    8.5. Kostenaufschlüsselung nach DIN276 .............................................................................. 30

    9. Zeitplan und vorgesehene Meilensteine ........................................................... 35

  • 3

    Abkürzungsverzeichnis

    AbfKlärV Klärschlammverordnung

    BHKW Blockheizkraftwerk

    BVT Beste verfügbare Techniken

    DüV Düngeverordnung

    EBS Ersatzbrennstoff

    HOAI Honorarordnung für Architekten und Ingenieure

    KKMV Klärschlamm-Kooperation Mecklenburg-Vorpommern GmbH

    KWK Kraft-Wärme-Kopplung

    MBA Mechanisch-Biologische Abfallbehandlungsanlage

    MV Mecklenburg-Vorpommern

    NAPE Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz

    OS Originalsubstanz

    SPS Speicherprogrammierbare Steuerung

    TS Trockensubstanz

    VDI Verband der Deutschen Ingenieuren

  • 4

    1. Beschreibung des Handlungsfeldes, in dem das Modellprojekt umgesetzt werden soll sowie des Ausgangszustands

    1.1. Einleitung

    Im Land Mecklenburg-Vorpommern (MV) fallen in rund 200 kommunalen Kläranlagen

    ca. 180.000 Tonnen Klärschlamm pro Jahr an. Bislang wurde der Klärschlamm in vielen Fällen

    zur Düngung auf die Felder ausgetragen. Dieser Verwertungsweg ist allerdings problematisch,

    weil Klärschlamm Schadstoffe enthält, die Boden und Gewässer belasten. Weiterhin enthält

    Klärschlamm wertvolle Mineralstoffe (z.B. Phosphor, Zink, Kupfer), die auf diesem Weg nicht

    optimal genutzt werden oder gar verloren gehen. Der Verlust von wertvollen Klärschlammbe-

    standteilen wird außerdem durch ungeeignete Entsorgung z. B. Mitverbrennung in Kraftwerken

    vorangetrieben. Besonders der Verlust von Phosphor als knappes und nicht substituierbares

    Nährstoffelement des Ökosystems ist dabei von großer Bedeutung.

    Der Gesetzgeber hat diese Situation erkannt und einen Rahmen für eine zukunftsgerechte

    Klärschlammverwertung geschaffen: Die Düngeverordnung (DüV) regelt die schadstoffseiti-

    gen Anforderungen für Klärschlamm und die aktualisierte Klärschlammverordnung (AbfKlärV)

    sieht ein kurzfristiges Ende der bodenbezogenen Verwertung sowie eine Pflicht zur Phosphor-

    rückgewinnung vor.

    Diese veränderte Situation stellt insbesondere für Kommunen der ländlich geprägten Bundes-

    länder eine Herausforderung dar, da hier traditionell mehr Klärschlamm auf Felder ausge-

    bracht wird. Beispielsweise wurden in Mecklenburg-Vorpommern bislang 75 % des anfallen-

    den Klärschlamms landwirtschaftlich genutzt (Bundesdurchschnitt 40 %). Kommunen in ganz

    Deutschland stehen daher vor der großen Aufgabe, in ein zukunftsgerechtes Modell zur Lö-

    sung dieses Problems zu investieren. Dabei stehen nicht nur die regulatorischen Anforderun-

    gen im Mittelpunkt sondern auch:

    Klimaschutzziele für einen dauerhaften Erhalt der Lebensqualität

    Ökonomische Nachhaltigkeit, um die Haushalte nicht unnötig zu belasten

    Die vielversprechendste Alternative zur bodenbezogenen Verwertung ist die thermische Ver-

    wertung in sogenannten Monoverbrennungsanlagen. Diese ermöglichen im Gegensatz zu ei-

    ner Mitverbrennung, z.B. in Müllverbrennungsanlagen oder Industriekraftwerken, eine Rück-

    gewinnung des Phosphors in Aschen bei gleichzeitiger vollständiger Zerstörung organischer

    Schadstoffe und Separierung aller kritischen Schwermetalle im Schlamm. Diese Anlagen be-

    stehen allerdings nicht nur aus einer Einheit zur thermischen Verwertung (verschiedene Ver-

    fahren z.B. konventionelle Verbrennung oder alternative Techniken wie hydro-thermale Kar-

    bonisierung, Pyrolyse oder Vergasung), sondern sind stark von vorgelagerten Entwässe-

    rungs- und Trocknungsverfahren abhängig, denn die Trockenheit des Klärschlamms spielt

    für seine thermische Verwertung eine entscheidende Rolle.

    1.2. Ausgangszustand

    Generell fällt Klärschlamm als Produkt bei der Abwasserreinigung an. Er ist in der Regel eine

    Mischung aus verschiedenen Fest- und Flüssigstoffen. In Mecklenburg-Vorpommern verarbei-

    ten derzeit rund 200 direktentsorgende Kläranlagen eine originäre Klärschlammmasse von

    rund 180.000 t (Originalsubstanz, OS) bei einem Entwässerungsgrad von durchschnittlich

    22,4 % (bzw. 22,4 % Trockensubstanz). Dies entspricht einer reinen Trockensubstanz (TS)

    von ca. 41.000 t. Hierbei handelt es sich um die Klärschlammmasse ohne Wasser (100 % TS).

  • 5

    In Mecklenburg-Vorpommern wird der anfallende Klärschlamm größtenteils landwirtschaftlich

    verwertet (rund 75 %, siehe Abbildung 1). Darüber hinaus wird in Mecklenburg-Vorpommern

    eine jährliche Klärschlammmenge von ca. 11.000 t TS aus anderen Bundesländern zum

    Zweck der landwirtschaftlichen Verwertung importiert.

    Abbildung 1: Klärschlammentsorgung nach Bundesländern.

    (Quelle: Dahlem Ingenieure / DWA nach Destatis, 2015)

    Mit der Verschärfung der Grenzwerte aus der Düngemittelverordnung wird ein signifikanter

    Anteil des anfallenden Klärschlamms nicht mehr den Anforderungen für eine landwirtschaftli-

    che Verwertung entsprechen. Problematisch hierbei sind insbesondere die hohen Gehalte an

    organischen Substanzen, wie Arzneimitteln und Hormonen, sowie Schwermetallen. Nach Ab-

    schätzung des Umweltbundesamtes aus dem Jahr 2015 müssen deutschlandweit künftig rund

    35 % der bislang landwirtschaftlich verwerteten Klärschlämme thermisch behandelt werden.

    Für Mecklenburg-Vorpommern ist tendenziell von einem noch größeren Anteil auszugehen,

    da hier der Anteil der landwirtschaftlichen Verwertung deutlich höher liegt. Daneben erfolgt

    bisher auch die Entsorgung in thermischen Behandlungsanlagen größtenteils außerhalb von

    Mecklenburg-Vorpommern, da eigene Kapazitäten zur Mitverbrennung nur begrenzt bestehen

    und Monoverwertungsanlagen für Klärschlamm in Mecklenburg-Vorpommern noch

    nicht adäquat geschaffen wurden.

    Aus der Abbildung 2 wird deutlich, dass sich die Mehrzahl der thermischen Klärschlamment-

    sorgungsanlagen im Westen und Süden Deutschlands befinden. Im Nordosten und speziell in

    Mecklenburg-Vorpommern existieren nur wenige Anlagen zur thermischen Klarschlamment-

    sorgung. Die Abfallverwertungsanlagen Ludwigslust sowie das EBS-Kraftwerk in Stavenhagen

    könnten kleinere Chargen entwässerten Klärschlamms zur Mitverbrennung annehmen. Auf

    der Insel Rügen hat die thermische Klärschlamm-Behandlungsanlage des Zweckverbands

    Wasserversorgung und Abwasserbehandlung Rügen am 14.Juni 2017 ihren Betrieb aufge-

    nommen. Diese Anlage ist jedoch ausschließlich für die Verarbeitung der auf der Insel anfal-

    lenden Schlämme ausgelegt.

  • 6

    Bezüglich der Mitverbrennung gibt es be-

    schränkende Aspekte in der Nutzung.

    Hierbei handelt es sich um:

    die Limitierung von Kontingenten auf-

    grund genehmigungsrechtlicher

    und/oder betrieblicher Vorgaben ein-

    zelner Standorte,

    zunehmende Kapazitätseinschrän-

    kungen durch die Energiewende, da

    einschlägige Kraftwerke (z.B. Kohle-

    kraftwerke) abgeschaltet werden und

    um zahlreiche wirtschaftliche Aspekte

    der Entsorgung wie bspw. den Trans-

    port, die Aufbereitung und die entspre-

    chenden Qualitäten des Klär-

    schlamms.

    Außerdem ist bei der Klärschlammver-

    wertung mittels Mitverbrennung eine Se-

    parierung des Phosphors aus der Asche

    erheblich schwieriger, da ein geringer

    Anteil des phosphorreichen Klärschlamms mit phosphorarmen Stoffströmen vermengt wird. Im

    Gegensatz dazu haben Monoverwertungsanlagen den Vorteil, dass sie spezifisch für den

    Brennstoff (hier Klärschlamm) ausgelegt werden können und dieser nicht nur mitverbrannt

    wird.

    Lösungsansatz des Vorhabens

    15 rein kommunale abwasserbeseitigungspflichtige Körperschaften (Zweckverbände und Ge-

    meinden) haben dieses Potential erkannt und sich 2012 zur Klärschlamm-Kooperation Meck-

    lenburg-Vorpommern GmbH (KKMV) zusammengeschlossen, um den Klärschlamm aus den

    eigenen kommunalen Kläranlagen gemeinsam zu verwerten. Die Kooperation deckt über die

    Hälfte des anfallenden Klärschlamms in Mecklenburg-Vorpommern ab. Abbildung 3 veran-

    schaulicht die Reichweite des Vorhabens.

    ORGANISATORISCHES LEUCHTTURMPROJEKT

    Die Gesellschafter der KKMV vertreten insgesamt mehr als 220 Gemeinden aus Mecklenburg

    Vorpommern. In Ihrem Gesellschaftervertrag haben diese ihre Zusammenarbeit verankert, um

    ein optimales Verwertungssystem von Klärschlamm nach einem Solidarprinzip zu entwickeln

    und zu betreiben. Dieses Projekt verfolgt einem umfassenden Ansatz, um hinsichtlich

    der Reduzierung des Primärenergieeinsatzes, der Nutzung von Effizienzpotentialen und

    der Kopplung der Nutzungsbereiche Strom, Wärme und Verkehr modellhaft zu sein.

    Durch diese einzigartige interkommunale Zusammenarbeit wird ein zukunftsweisender Entsor-

    gungsweg mit höchstmöglicher Betriebssicherheit und voller Kostenkontrolle möglich, der

    technisch und organisatorisch möglichst effizient wird. Konzeption, Bau und Betrieb der Anlage

    sind zu 100 Prozent in kommunaler Hand. Es erfolgt keine Gewinnmaximierung auf Kosten

    der Gebührenzahler. Den Bürgern können somit langfristig stabile Entsorgungskosten garan-

    tiert werden. Für die Kommunen (Kläranlagenbetreiber) gewährleistet die KKMV durch die ge-

    meinsame Nutzung der Anlage nach dem Solidaritätsprinzip Entsorgungssicherheit und Kos-

    tentransparenz.

    Abbildung 2: Anlagen zur thermischen Klärschlammentsor-

    gung in Deutschland (Japser und Kappa)

  • 7

    1. Warnow-Wasser- und Abwasserverband (WWAV)

    2. Wasserversorgungs- und Abwasserzweckverband

    Güstrow-Bützow-Sternberg (WAZ)

    3. Zweckverband Grevesmühlen (ZVG)

    4. Schweriner Abwasserentsorgung Eigenbetrieb der

    Landeshauptstadt Schwerin (SAE)

    5. Zweckverband Kühlung (ZVK)

    6. Regionale Wasser- und Abwassergesellschaft mbH

    Stralsund (REWA)

    7. Wasser Zweckverband Malchin Stavenhagen

    8. Zweckverband Wasser / Abwasser Mecklenburgi-

    sche Schweiz

    9. Entsorgungs- und Verkehrsbetrieb der Hansestadt

    Wismar (EVB)

    10. Müritz-Wasser-/Abwasserzweckverband

    11. Zweckverband Wismar

    12. Wasserzweckverband Strelitz

    13. Gemeinde Zingst, Abwasserentsorgungsbetrieb

    14. Stadt Dargun

    15. MEWA Amt Röbel, Abwassereigenbetrieb

    Abbildung 3: Gesellschafter der Klärschlamm Kooperation Mecklenburg Vorpommern GmbH

    TECHNISCHER ANSATZ DES MODELLPROJEKTES

    Um das Ziel einer effizienten, gemeinsamen Klärschlammverwertung zu realisieren, investie-

    ren die Kommunen der KKMV in ein gemeinsames technologisch-organisatorisches Mo-

    dell (Abbildung 4). Dieses sieht vor, am Standort Rostock eine Monoverbrennungsanlage zur

    Verwertung von Klärschlamm zu errichten und ans lokale Fernwärmenetz anzubinden (die

    Monoverbrennungsanlage ist nicht Teil des hier vorgestellten Projektes). Die Anlage wird über

    eine Phosphorrecycling-Option verfügen, d.h. die nachfolgende Aufbereitung von Phosphor

    aus der Klärschlammasche ist grundsätzlich vorgesehen, wenn ein geeignetes Verfahren zur

    Verfügung steht. Die Anlage soll eine Gesamtkapazität von etwa 25.000 Tonnen Trockensub-

    stanz (TS, entspricht etwa ~100.000 Tonnen originärem Klärschlamm) besitzen. Sie wird zu-

    dem auf dem modernsten Stand der Technik mit einem Wirbelschichtofen arbeiten und durch

    eine komplexe Wärmeführung sowie Wärmeverstromung für den Eigenverbrauch energieau-

    tark arbeiten.

  • 8

    Abbildung 4: Gesamtkonzept der technischen Lösung zur optimalen Klärschlammverwertung und Gegenstand

    des Förderprojektes

    Energie- und transportintensive (Vor-)Trocknungsprozesse vor der eigentlichen Verbrennung

    spielen bei der Gestaltung eines hocheffizienten Gesamtsystems eine entscheidende Rolle.

    Im Gegensatz zu anderen Verwertungsanlagen, die aus einer zentralen Trocknung und Ver-

    brennung am selben Standort bestehen, wird die KKMV hier bewusst einen anderen Weg ver-

    folgen und ein duales Trocknungskonzept aufbauen. Dieses besteht aus einer Kombination

    von dezentraler Vortrocknung an lokalen Kläranlagen mit verfügbarer Abwärme und zentraler,

    energieeffizienter Aufbereitung mit Energie aus der Klärschlammverbrennung selbst. So wer-

    den auf der gesamten Systemebene (nicht nur Anlagenebene) Energie- und Materialströme

    effizient gestaltet und das Problem der lokal überschüssigen Abwärme gelöst.

    Im Modellprojekt wird sowohl eine kritische Masse für eine effiziente Fernwärmepro-

    duktion erreicht, als auch gleichzeitig dezentral anfallende, überschüssige Abwärme

    genutzt.

    Dieses Trocknungskonzept wird einen Modellcharakter haben:

    Technisch: Erste Monoverbrennungsanlage für Klärschlamm mit direkter Einspeisung in

    ein Fernwärmenetz

    Organisatorisch: Erste interkommunale Kooperation dieser Dimension auf Bundesebene

    Sowohl ökonomisch als auch ökologisch nachhaltig

  • 9

    2. Beschreibung der geplanten investiven Maßnahmen

    Ziel der in diesem Antrag beschriebenen investiven Maßnahmen ist es, ein interkommunales,

    duales Trocknungskonzept (dezentral / zentral) technisch und organisatorisch so zu

    gestalten und umzusetzen, dass es zur nachhaltigen Reduzierung des CO2-Ausstoßes

    der Klärschlammverwertung im Land Mecklenburg-Vorpommern führt. Alle in diesem

    Vorhaben dargestellten Investitionen werden von der Klärschlamm-Kooperation Mecklenburg-

    Vorpommern GmbH selbst getätigt und später betrieben.

    2.1. Integration des Vortrocknungsmodells ins Entsorgungssystem

    Im Modellprojekt der Klärschlamm-Ko-

    operation Mecklenburg-Vorpommern

    wird ein wesentlicher Teil der Trock-

    nung dezentral an verschiedenen loka-

    len Standorten stattfinden. Technisch

    kann die notwendige Trocknung des

    Klärschlamms vor der Verbrennung

    durch Trockner erfolgen, die mit fossi-

    len Brennstoffen betrieben werden. Al-

    ternativ kann die Energie, wie im hier

    vorgestellten Projekt, aus der der Klär-

    schlammverwertung selbst oder weite-

    ren regenerativen Quellen sowie Anla-

    gen mit Wärmeüberschuss kommen.

    Da an den Standorten verschiedener Kläranlagen in Mecklenburg-Vorpommern Wärmequel-

    len mit überschüssiger Abwärme existieren, ist es das Konzept der KKMV, diese Abwärme

    weitestgehend primärenergieneutral für die Trocknung von Klärschlamm zu verwenden. Die

    Trocknung wird also in Anlagen stattfinden, die die ohnehin lokal anfallende ungenutzte

    Abwärme verwendet (ggf. mit Unterstützung von Solartrocknungssystemen), um eine wei-

    testgehend CO2-neutrale Vortrocknungslösung umzusetzen. Durch die frühe, dezentrale Vor-

    trocknung wird auch weniger nicht verwertbares Wasser zwischen den lokalen Kläranlagen

    und der zentralen Verbrennungsanlage transportiert. Dank diesem verteilten Trocknungskon-

    zept werden folglich nicht nur die lokalen Energieströme optimiert, sondern auch die durch den

    Transport verursachten Emissionen systematisch stark reduziert.

    FINALE STUFE DES TROCKNUNGSKONZEPTS UND VERBRENNUNG

    Die finale Stufe des Trocknungskonzeptes findet in der zentralen Trocknungsanlage in der

    Rostocker Monoverbrennungsanlage statt. Dort werden die trockenen Massen aus den de-

    zentralen Quellen mit feuchterem Klärschlamm in einem Scheibentrockner (Steuerung über

    einen Mischer) vermengt, um die für die nachfolgenden Prozesse (Verbrennung im Wirbel-

    schichtofen) optimale Feuchtigkeit zu erreichen (siehe Abbildung 6). Die Monoverwertungsan-

    lage kann durch die Vortrocknung insgesamt ohne Energie aus dem öffentlichen Netz betrie-

    ben werden und liefert zusätzlich Fernwärme von etwa 44.000 MWh pro Jahr. Dies entspricht

    der Versorgung von etwa 3.500 Haushalten mit klimafreundlicher Fernwärme.

    Abbildung 5: Standorte und Mengen der dezentralen Vor-trocknung

  • 10

    Abbildung 6:Trocknungskonzept am Standort der Monoverbrennungsanlage

    Eine derartig breit angelegte Vortrocknung von Klärschlamm durch verschiedene Abwärme-

    quellen ist bislang einzigartig. Die betrachtete Klärschlammmenge umfasst über die Hälfte

    des gesamten in Mecklenburg-Vorpommern anfallenden Klärschlamms, mit weiteren

    möglichen Ausbaustufen für die Zukunft. Das Konzept wird nicht nur ein „Leuchtturm“ für

    Deutschland mit Hinblick auf den technischen Ansatz sein, sondern generell für interkommu-

    nale Ansätze zur klimaschützenden und wirtschaftlichen Klärschlammverwertung.

    PHOSPHORRÜCKGEWINNUNG

    Zentraler Bestandteil des Konzeptes zur Monoverbrennung in Rostock ist die Rückgewinnung

    des wertvollen Rohstoffes Phosphor aus der Asche des verbrannten Klärschlammes. Phos-

    phor wird zum größten Teil als Düngemittel verwendet, da Pflanzen diesen Stoff für ihr Wachs-

    tum benötigen. Im gegenwärtigen Zustand wird der Klärschlamm direkt auf die Felder gefah-

    ren. Dies kann zu einer hohen Belastung des Bodens mit Schwermetallen und organischen

    Schadstoffen führen. Zudem geht ein erheblicher Teil des Phosphors verloren, da er bei der

    bisherigen Klärschlammnutzung vor allem in weitestgehend flüssiger Form vorliegt und

    dadurch leicht ausgewaschen wird. Entsprechend können nur Anteile von den Pflanzen auf-

    genommen werden (geringe Pflanzenverfügbarkeit). Aus der Asche von verbranntem Klär-

    schlamm lassen sich (aufgrund der höheren relativen Konzentration) 90 % des vorhandenen

    Phosphors zurückgewinnen, während dies bei nassem Klärschlamm nur zu etwa 50 % möglich

    ist.

    Dazu werden die im Verbrennungsprozess anfallenden Rauchgase im Dampfkessel abgekühlt

    und anschließend in der Abluftreinigung gesäubert. Anschließen werden feste Schwebstoffe

    per Elektro-Staubabscheider abgeschieden und im Aschesilo gesammelt (rd. 12.000 t pro

    Jahr). Diese Asche soll zukünftig zur Phosphorrückgewinnung genutzt werden. Im Sprühküh-

    ler, im Reaktor, im Gewebefilter und im Wäscher wird die Abluft entstickt, das SO2 ausgewa-

    schen, weiterer Staub ausgefiltert sowie Schwermetalle und organische Verbindungen abge-

    schieden. Die abgeschiedenen Stoffe werden in gesonderten Silos gesammelt und separat

    abtransportiert (rd. 2.080 t/a). Das genaue Verfahren bzw. die notwendigen Schritte zur Phos-

    phorrückgewinnung sind abhängig von der genauen Zusammensetzung der Klärschlamma-

    sche. Diese ist wiederum vor allem von der Herkunft und Zusammensetzung des Klärschlam-

    mes abhängig. Je höher organische Anteile und je niedriger industrielle Abfälle, desto besser

    und einfacher lässt sich der Klärschlamm weiterverwerten.

    Da Mecklenburg-Vorpommern ein eher landwirtschaftlich geprägtes Land ist, lassen erste

    Analysen und Proben darauf schließen, dass der Phosphoranteil in der Asche bei etwa 22 %

    liegen wird. Mit diesem sehr hohen Wert wäre die Asche bereits nach der Entfernung schädli-

    cher Komponenten in der Rauchgasreinigung, wie beispielsweise Schwermetallen, als Dün-

    gemittel einsetzbar. Andernfalls sind weitere chemische Verfahren notwendig (z.B. thermo-

    chemische Abscheidung), um die für den Einsatz als Düngemittel notwendigen Spezifikationen

    herzustellen. In der gewünschten hohen Konzentration kann Phosphor, zu einem Düngemittel

  • 11

    verarbeitet und konfektioniert, erheblich zielgerichteter eingesetzt und von den Pflanzen auf-

    genommen werden. Zudem wäscht er sich in fester Form erheblich langsamer aus dem Boden

    aus und bleibt daher längerfristig als Phosphorreserve im Boden.

    Die Technologien zur Aufbereitung von Phosphor sind aktuell noch nicht ausgereift, sodass

    kaum Langzeiterfahrungen von Anlagen im industriellen Maßstab bestehen. Daher ist noch

    keine Entscheidung für eine spezifische Umsetzung getroffen worden. Sollten in den nächsten

    Jahren noch keine technisch ausgereiften und wirtschaftlich vertretbaren Anlagenkonzepte

    vorhanden sein, so ist auch die Speicherung der Klärschlammasche als Phosphorreserve

    denkbar, bis die Anlage vor Ort installiert werden kann. Die Monoverwertungsanlage wird in

    jedem Fall so konzipiert, dass mögliche Schnittstellen und räumliche Verhältnisse hergestellt

    werden können.

    ZUSAMMENHANG VORTROCKNUNG / MONOVERBRENNUNG, RISIKOMANAGEMENT

    Die Inbetriebnahme der Monoverbrennungsanlage ist synchron mit der Inbetriebnahme des

    Vortrocknungskonzepts (Gegenstand dieses Antrags) im Jahr 2021 geplant. Die Planungs-

    rechnung basiert insbesondere auf Erfahrungswerten von Referenzanlagen in Zürich und Ly-

    netten (bei Kopenhagen) sowie der Standortanalyse, um die höchstmöglichen Energieeinspar-

    potentiale realisieren zu können.

    a. b.

    c. d. Abbildung 7: Monoverbrennungsanlagen

    a. Referenzanlage in Zürich b. Referenzanlage in Lynetten

    c. Modell einer modernen Monoverwertungsanlage, wie sie in Rostock geplant ist d. Bevorzugtes Grundstück für die Monoverbrennungsanlage an der Carl-Hopp Straße in Rostock

    Der Zeitplan ist realistisch und die getrockneten Klärschlammmengen der drei Vortrocknungs-

    standorte sollen direkt zur Monoverbrennungsanlage gefahren werden. Sollte es allerdings

    Verzögerungen beim Bau der Monoverbrennungsanlage geben, so hat dies keine Auswirkun-

    gen auf einen erfolgreichen Betrieb der in dem hier vorgestellten Projekt beschriebenen Klär-

    schlammtrockner. Grundsätzlich ist die Verbrennung von getrockneten Klärschlamm in einer

    Vielzahl von Verbrennungsanlagen möglich. Dazu gehören beispielsweise EBS-Kraftwerke,

  • 12

    Abfallverbrennungsanlagen sowie eine Klärschlammverbrennungsanlage in Hamburg. Die

    durch die Abwärmetrockner durch Verdampfung von Wasser in den Klärschlamm einge-

    brachte Erhöhung des Heizwertes lässt sich auch an diesen Standorten energetisch sinnvoll

    nutzen. Eine effiziente Phosphorrückgewinnung wäre für diese anfängliche Alternativlösung

    jedoch noch nicht möglich, da eine Extraktion von Phosphor nur durch bessere Ausbeute bei

    einer Monoverbrennung möglich wäre. Nur durch das zusätzliche Transportaufkommen zu

    diesen weiter entfernteren Standorten würde die Wirtschaftlichkeit des Projektes zu Beginn

    etwas verschlechtert.

    2.2. Vorstellung der geplanten Investitionen an den dezentralen Standorten

    Jeder der drei dezentralen Vortrocknungsstandorte weist charakteristische Merkmale mit Hin-

    blick auf die Wärmequelle, die verfügbare Wärmemenge und das Temperaturniveau auf. Um

    diese Unterschiede optimal nutzen zu können, wird für jeden Standort ein individueller techni-

    scher Ansatz berücksichtigt. In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Vortrocknungs-

    standorte mit ihren jeweiligen Merkmalen zusammengefasst:

    Standort Art der Wärmequelle Art der Trocknung Input-Menge

    (OS) Verdampfung

    Grevesmühlen Faulgas-BHKW (Abwärme mit

    niedriger Temperatur)

    Abwärmenutzung +

    Solartrocknung 7.000 t 480 kg/h

    Schwerin Heizkraftwerk (Abwärme mit

    niedriger Temperatur)

    Abwärmenutzung +

    Solartrocknung 10.000 t 846 kg/h

    Stavenhagen EBS-Kraftwerk (Abwärme mit

    hoher Temperatur)

    Abwärmenutzung

    (Bandtrockner) 11.500 t 1.000 kg/h

    Tabelle 1: Vortrocknungsstandorte

    INVESTIVE MAßNAHMEN AM STANDORT GREVESMÜHLEN

    In Grevesmühlen besteht eine Kläranlage mit Faulgas-BHKW, welches einen Wärmeüber-

    schuss aufweist, der optimal für die Trocknung verwendet werden kann.

    Abbildung 8: Kläranlage Grevesmühlen (Quelle: GVM)

    Eigentümer der

    Kläranlage Zweckverband Grevesmühlen

    Letzte Erweiterung 2016

    Größe 65.000 Einwohnergleichwerte

    Reinigungsleistung Kläranlage ca. 2.838.240 m³ Abwasser pro Jahr mit Kohlenstoff-, Stick-

    stoff- und Phosphatentfernung

    Anlagenteile

    - 2 Rechen

    - Sandfang

    - Ausgleichsbecken 1.800 m³

    - Vorklärung 400 m³

    - 4 biologische Reinigungsbecken ges. 8.500 m³

    - Nachklärung 3.300 m³

  • 13

    - Eisenfällung zur Phosphatelimination

    Leistung Schlammbe-

    handlungsanlage

    - Schlammverarbeitung ca. 36.000 m³ pro Jahr

    - Klärgasanfall ca. 1.500.000 m³ pro Jahr

    - Energieproduktion ca. 3,0 Mio. kWh pro Jahr

    Anlageteile Schlammbe-

    handlungsanlage

    - 2 x 1.000 m³ Faulbehälter

    - 1 x 500 m³ Gasspeicher

    - Blockheizkraftwerke (BHKW)

    - Schlammentwässerung mit zwei Hochleistungsdekantern

    Tabelle 2: Technische Daten der Kläranlage Grevesmühlen

    Die Abwärme dieses BHKW ist auf einem niedrigen Temperaturniveau, sodass ein Konzept

    zur Nutzung von Niedertemperaturabwärme notwendig ist. Der vorgesehene Trockner wird

    eine Kombination aus Abwärmenutzung und Solartrocknung realisieren.

    Abbildung 9: Funktionsskizze des in Grevesmühlen geplanten Trockners

    Die folgende Übersicht gibt detaillierte Erläuterungen zum Trocknungskonzept

    Schlammmenge Beginn 7.000 t/a

    TR-Gehalt Beginn 28%

    Schlammmenge Ende 2.800 t/a

    TR-Gehalt Ende 70%

    Trocknungsfläche (gesamt) 1.088 m²

    Länge der Trocknungsanlage 68,0 m

    Breite der Trocknungsanlage 16,0 m

    Durchfahrthöhe 3,5 m

    Gebäudekonstruktion Stahlkonstruktion: feuerverzinkt, Eindeckung Dach, Seitenwände /

    Giebel: Isolierglas

    Maschinentechnik 6 drehzahlgesteuerte Abluftventilatoren. 16 drehzahlgesteuerte

    Umluftventilatoren, 4 Belüftungssysteme, 1 Wendeeinrichtung

    EMSR-Technik Steuerung, Klimasensorik, Sicherheitstechnik

    Zusatzheizung 14 Wärmetäuscher, Vorlauftemperatur = 85°C

    Tabelle 3: Technische Spezifikationen des in Grevesmühlen geplanten Trockners

  • 14

    Abbildung 10: Abwärme-unterstützter Solartrockner

    INVESTIVE MAßNAHMEN AM STANDORT SCHWERIN

    Die Kläranlage Schwerin Süd zählt zu den modernsten im Land. Mit einer Ausbaugröße von

    200.000 Einwohnerwerten wird hier nicht nur das Abwasser der Landeshauptstadt, sondern

    auch das Abwasser aus einer Vielzahl von Umlandgemeinden aus dem Zweckverband Schwe-

    riner Umland aufbereitet. Jährlich werden ca. 10.000 Tonnen Schlamm auf der Kläranlage

    behandelt.

    Eigentümer der

    Kläranlage

    Schweriner Abwasserentsorgung, Eigenbetrieb der Landeshaupt-

    stadt Schwerin

    Größe 200.000 Einwohnergleichwerte

    Reinigungsleistung Kläranlage ca. 7.000.000 m³ Abwasser pro Jahr

    Anlagenteile (u.a.)

    Faulung 2 x 2.500 m³

    Gasspeicher 1.500 m³

    Regenüberlaufbecken 2 x 3.100 m³

    Speicherbecken 11.500 m³

    Schlammbehandlung (2 Bandeindicker, 2 Zentrifugen

    2 Rechen mit Waschpressen

    Letzte Umbaumaßnah-

    men

    Erneuerung Rechenanlage 2011 – 2012

    Erneuerung Druckunterbrecherschacht Zulauf 2012 - 2013

    Erneuerung der P-Fällungsanlage 2014

    Abbildung 11: Die Kläranlage Schwerin Süd (Quelle: SAE)

  • 15

    Am Standort Schwerin besteht neben der Kläranlage ein Heizkraftwerk, welches zu hohe

    Rücklauftemperaturen im Fernwärmesystem hat und derzeit Überschusswärme (durch zusätz-

    liche Kühlleistung) vernichten muss. Diese Wärme geht ungenutzt verloren und kann weder

    reduziert, noch auf eine andere Art sinnvoll genutzt werden. Auch diese Wärmequelle soll im

    Projekt mit einem abwärmebasierten Trocknungsverfahren, inklusive unterstützender Solar-

    trocknung, für die Klärschlammtrocknung verwendet werden.

    Abbildung 12: Funktionsskizze des in Schwerin geplanten Trockners

    Die folgende Übersicht gibt detaillierte Erläuterungen zum Trocknungskonzept

    Schlammmenge Beginn 10.000 t/a

    TR-Gehalt Beginn 21%

    Schlammmenge Ende 3.231 t/a

    TR-Gehalt Ende 65%

    Trocknungsfläche (gesamt) 2.048 m²

    Länge der Trocknungsanlage 80,0 m

    Breite der Trocknungsanlage 25,6 m

    Durchfahrthöhe 3,5 m

    Gebäudekonstruktion Stahlkonstruktion: feuerverzinkt, Eindeckung Dach, Seitenwände /

    Giebel: Isolierglas

    Maschinentechnik 12 drehzahlgesteuerte Abluftventilatoren. 24 drehzahlgesteuerte

    Umluftventilatoren, 8 Belüftungssysteme, 2 Wendeeinrichtungen

    EMSR-Technik Steuerung, Klimasensorik, Sicherheitstechnik

    Zusatzheizung 32 Wärmetäuscher, Vorlauftemperatur = 70°C

    Tabelle 4: Technische Spezifikationen des in Schwerin geplanten Trockners

  • 16

    Abbildung 13: Beispielhafter Abwärme-unterstützter Solartrockner

    INVESTIVE MAßNAHMEN AM STANDORT STAVENHAGEN

    In Stavenhagen gibt es neben der Kläranlage ein Ersatzbrennstoffkraftwerk (EBS-Kraftwerk),

    welches Industriebetriebe mit Prozesswärme versorgt. Die Ersatzbrennstoffe stammen vor-

    wiegend aus der nur zwölf Kilometer entfernten Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlungs-

    anlage (MBA). Die gesammelten Abfälle der Region werden dort zu Ersatzbrennstoffen auf-

    bereitet, anschließend an das Heizkraftwerk geliefert und dort sicher und emissionsarm ver-

    wertet. Auch dieses Kraftwerk weist einen Wärmeüberschuss auf, sodass die Einbindung ei-

    nes weiteren Trockners hier Sinn macht.

    Abbildung 14: EBS-Kraftwerk in Stavenhagen (Quelle: Envi-MV e.V.)

    Dieses Kraftwerk liefert Abwärme auf höherem Temperaturniveau, sodass ein Anlagenkonzept

    umgesetzt werden soll, welches dieses wirkungsvoll nutzt. Dafür stellt ein Bandtrockner die

    effizienteste Alternative dar. Dieser ist für alle Formen von Primär- und Sekundärenergiequel-

    len ideal geeignet. Aufgrund seiner niedrigen Betriebstemperatur ist er in der Lage, Abwärme

    im Bereich von 100 bis 155 °C (Gase, Heißwasser oder Niederdruckdampf) entweder direkt

    oder als Sekundärenergiequelle zu nutzen. Er kann in ein Gehäuse komplett aus Beton ein-

    gebaut werden. Lediglich die mechanischen Einbauten, die Lüfter und die Wärmetauscher sind

    Stahlteile, die in das Betonbauwerk integriert werden. Somit dient der Betonkörper des Trock-

    ners gleichzeitig als Einhausung und die Kosten für ein zusätzliches Gebäude können einge-

    spart werden.

  • 17

    Abbildung 15: Funktionsskizze1 und Aufbau2 eines Bandtrockners

    Eigentümer der

    Kläranlage WasserZweckVerband Malchin Stavenhagen

    Größe 200.000 Einwohnergleichwerte

    Reinigungsleistung Kläranlage ca. 20.000.000 m³ Abwasser pro Jahr

    Die folgende Übersicht gibt detaillierte Erläuterungen zum Trocknungskonzept

    Schlammmenge Beginn 11.500 t

    TR-Gehalt Beginn 19,5 %

    Schlammmenge Ende 2.500 t

    TR-Gehalt Ende 90 %

    Wärmeleistung für Trocknung 935 kW

    Gebäudekonstruktion Bodenplatte mit Hallenkonstruktion, Schlammvorlage-Bunker 40

    m³, Trockengutsilo 60 m³.

    Maschinentechnik

    Vorlagesystem entwässertes Material, Beschickungssystem ent-

    wässertes Material, Bandtrockner, Trockengutaustrag, Trocken-

    gutförderung, Wärmerückgewinnung, Kondensationsstufe, Abluft-

    wäsche, Abluftventilator, Biofilter, Schalt- und Steueranlage

    Heizung 152 °C aus EBS-Kraftwerk, 1.598 kg/h Dampf

    Tabelle 5: Technische Spezifikationen des in Stavenhagen geplanten Trockners

    INVESTIVE MAßNAHMEN AM STANDORT ROSTOCK

    In Rostock findet die finale Aufbereitung des Klärschlamms statt. Hier wird zunächst der ge-

    samte Klärschlamm, der nicht an einer der drei dezentralen Standorte getrocknet wird, von

    25 % auf etwa 29,5 % TS getrocknet. Diese zentrale Trocknung findet hier durch Wärme aus

    der Klärschlammverbrennung selbst in einem Scheibentrockner statt.

    Im Anschluss daran werden über einen Mischer der stark vorgetrocknete (74 % TS) und der

    leicht vorgetrocknete (29,5 % TS) Klärschlamm so vermischt, dass die optimale Feuchtigkeit

    für den nachfolgenden Wirbelschichtofen erreicht wird.

    1 Quelle: Studie „Vertiefende Untersuchung zu den technischen Möglichkeiten der thermischen Klärschlamm- Verwertung in Mecklenburg-Vorpommern“, Ministerium für Wirtschaft, Bau und Tourismus Mecklenburg Vorpommern 2 Quelle: „Die Trocknung von Klärschlamm – ein erster Schritt für die Sicherung neuer Verwertungswege“, EcoSystemsInternati-

    onal

  • 18

    Eigentümer der

    Kläranlage Warnow-Wasser- und Abwasserverband

    Größe 400.000 Einwohnergleichwerte

    Reinigungsleistung Kläranlage ca. 1.600.000 m³ Abwasser pro Jahr

    Die folgende Übersicht gibt detaillierte Erläuterungen zum Trocknungskonzept vor Ort in

    Rostock.

    Schlammmenge Beginn 71.500 t

    TR-Gehalt Beginn 24 %

    Schlammmenge Ende 58.200 t

    TR-Gehalt Ende 29,5 %

    Trockenschlammmenge 2.900 kg/h

    Wasserverdampfungsleistung 2.162 kg/h

    Betriebszeit 24 h/d

    Dampfbedarf 4,0 bar, 2.270 kW, 3.880 kg/h

    Heizfläche total 192 m2

    Trocknerlänge 10 m

    Trocknerbreite 2,6 m

    Trocknerhöhe 3,4 m

    Anzahl der Scheiben 40

    Abbildung 17: Darstellung eines Scheibentrockners im Klärwerk Stuttgart-Mühlhausen

    Abbildung 16: Konstruktionsskizze des Scheibentrockners in Rostock

  • 19

    Konkreter Beitrag des Projektes zur Senkung der THG-Emissionen, inkl. Quan-

    tifizierung in Tonnen eingesparter CO2-Äquivalente pro Jahr

    2.3. CO2-Einsparungen im Gesamtsystem

    Das folgende Schema veranschaulicht das ganze Trocknungskonzept und die Senkung der

    Treibhausgasemissionen, die damit verbunden sind.

    Abbildung 18: SOLL / IST Vergleich Trocknungskonzept

    Die CO2-Einsparung entsteht auf zwei Ebenen, die im Folgenden quantifiziert werden. Die

    gesamte durch das Vorhaben erreichte CO2-Einsparung ergibt sich als Summe der beiden:

    EINSPARUNG DURCH ABWÄRMENUTZUNG

    Durch die Trocknung mit bisher nicht genutzter Abwärme wird der Heizwert des Klärschlamms

    erhöht, wodurch eine energetisch sinnvolle Verbrennung stattfinden kann. Die bei der Ver-

    brennung frei werdende Energie kann zur Fernwärmeerzeugung sowie für den Eigenbedarf

    der Klärschlammverwertungsanlage verwendet werden und substituiert damit Energie (und

    CO2-Emissionen) die mit fossilen Brennstoffen hätte erzeugt werden müssen.

    EINSPARUNG DURCH TRANSPORT-WEGFALL

    Weiterhin wird die Vermeidung des Transportes von unproduktiven Wassermengen eine CO2-

    Einsparung mit sich bringen.

    2.4. Quantifizierung der CO2-Einsparungen durch Abwärmenutzung

    Die Ermittlung der CO2-Emissionen kann dabei von zwei Betrachtungsrichtungen ermittelt

    werden:

    ERMITTLUNG DER MIT ABWÄRME HERAUSGETROCKNETEN WASSERMENGE

    Eine Trocknung des Klärschlamms führt dazu, dass der Heizwert des Klärschlamms erhöht

    wird. Bei der Trocknung wird eine Energiemenge von etwa 1.100 kWh benötigt, um eine Tonne

    Wasser aus dem Klärschlamm zu entfernen. Dabei wird, ausgehend von einer Trocknung von

    24% Trockensubstanz (TS) auf etwa 74% TS, eine Wassermenge von etwa 20.000 Tonnen

  • 20

    pro Jahr verdampft. Die durch Abwärme und Solarenergie in den Klärschlamm CO2-neutral

    eingebrachte Energie entspricht dadurch etwa 22.000 MWh pro Jahr. Würde man diese

    Wärme mit Erdgas erzeugen, würden etwa 4.840 Tonnen CO2 entstehen.

    ERMITTLUNG DER MIT DEM GETROCKNETEN KLÄRSCHLAMM ZUSÄTZLICH ERREICHTEN FERN-

    WÄRME- UND BETRIEBSENERGIE DER ANLAGE

    Die Quantifizierung der eingesparten Menge CO2 lässt sich auch durch die mit Abwärme er-

    reichten Heizwertsteigerung des Klärschlamms verdeutlichen. Da sich der Heizwert direkt auf

    die produzierte und eingespeiste Wärmemenge ins Fernwärmenetz auswirkt, kann so der Ein-

    spareffekt durch die verdrängte, fossil erzeugte Fernwärme ermittelt werden:

    Heizwert nass: ~1 MJ/kgTS (bei ~24% TS, ca. 28.500 Tonnen nass)

    Heizwert trocken: ~12,57 MJ/kgTS (bei ~74% TS, ca. 8.500 Tonnen nach Trocknung)

    Masse Trockensub-

    stanz (100% TS)

    Heizwert

    Steigerung

    Energie-

    menge/Jahr

    Entspricht Fernwär-

    meverdrängung CO2-Einsparung*

    6.840 t 11,57 MJ/kg 79.200 GJ/a 22.000 MWh 4.840 t

    *im Vergleich zu fossil (Erdgas) erzeugter Fernwärme mit einem Faktor von 0,22 kgCO2/kWh Tabelle 6: CO2-Einsparung durch Abwärmenutzung

    Letztendlich ergibt sich auf beide Betrachtungs- bzw. Berechnungswege die identische CO2-

    Einsparung von 4.840 Tonnen. Die durch die Vortrocknung erreichte Heizwertsteigerung des

    Klärschlamms entspricht der Energiemenge, die in der Monoverbrennungsanlage in Zukunft

    zusätzlich als Fernwärme zur Verfügung steht und nicht mehr fossil erzeugt werden muss.

    2.5. Quantifizierung der CO2-Einsparungen durch die Einsparung der Transporte

    Zudem lassen sich die durch den Wegfall der Transporte entfallenden CO2-Mengen (Diesel

    durch den LKW-Transport) quantifizieren:

    Standort

    Trocknung

    Wasserver-

    dampfung p.a.

    Entfernung zur Ver-

    wertungsanlage

    LKW-Kilometer

    (Hin- und Rückfahrt)

    CO2-

    Ersparnis*

    Grevesmühlen 4.200 t 87 km 29.232 21,2 t

    Schwerin 6.800 t 102 km 55.488 40,3 t

    Stavenhagen 9.000 t 91 km 65.520 47,6 t

    Summe 109,1 t

    *Transportmenge 25 t/LKW, Dieselverbrauch 27,5l/100 km, CO2-Ausstoß von Diesel etwa 2,64 kg/l Tabelle 7: CO2-Einsparung durch Wegfall der Transporte

    Die gesamte durch das Vorhaben erreichte CO2-Einsparung ergibt sich als Summe der bei-

    den Positionen mit 4.949 Tonnen pro Jahr.

    3. Darstellung des geplanten Vorgehens zum Nachweis der THG-Einsparungen

    Die Einsparung der Treibhausgase spiegelt sich im vorgestellten Vorhaben direkt durch die im

    Fernwärmesystem der Stadt Rostock verdrängte Wärme aus fossilen Brennstoffen wider.

    Diese Verdrängung hängt direkt mit der Vortrocknung zusammen, da die überschüssige Ab-

    wärme an den vier Standorten letztendlich die Wärmemenge ist, die an der Monoverbren-

    nungsanlage selbst nicht mehr aufgewendet werden muss und dementsprechend als Fern-

    wärme genutzt werden kann.

  • 21

    Im Rahmen des Vorhabens werden kontinuierlich zahlreiche relevante Indikatoren erfasst, die

    für den Nachweis der Treibhausgaseinsparungen herangezogen werden können. Zu den we-

    sentlichen erfassten Indikatoren gehören:

    Menge des getrockneten Klärschlamms

    Eingangsfeuchtigkeit (vor der Vortrocknung)

    Restfeuchtigkeit (nach der Vortrocknung)

    Feuchtigkeit vor Wirbelschichtofen (vorgetrocknete und nicht-vorgetrocknete Masse

    nach Mischer)

    Die Trocknungsanlagen werden durch die KKMV gesteuert und überwacht, sodass die Trock-

    nungsleistung für jeden Standort bekannt ist. Aus diesen Messewerten können die weiteren

    relevanten Daten berechnet werden:

    die verdunstete Menge Wasser

    der Heizwert des Klärschlamms (hängt direkt mit der Trockenheit zusammen)

    Daraus ergeben sich dann implizit die durch das Projekt erreichte Hebung des Energiepoten-

    tials und die durch das Vorhaben verdrängte fossile Fernwärme und Treibhausgaseinsparung.

    Zur Organisation und Strukturierung dieses Messprogrammes beabsichtigt die KKMV ein Kli-

    maschutz-Management zu installieren. Dies dient zur Auswertung der Datensammlung und

    auch zur Ableitung von Handlungsempfehlungen und notwendigen Anpassungen im Betrieb.

    4. Beschreibung der geplanten nicht-investiven Begleitmaßnahmen

    Natürlich ist der Bau eines Verwertungssystems in der Nachbarschaft nie unumstritten. Die

    KKMV wird frühzeitig in einen konstruktiven Dialog mit der Öffentlichkeit treten und umfang-

    reich informieren. Referenz-Anlagen in Zürich und Lynetten (bei Kopenhagen) zeigen, dass

    eine thermische Schlammbehandlungsanlage gut in eine städtische Struktur integrierbar ist.

    Beispielsweise haben in Zürich in einem Bürgerentscheid 94 Prozent der Bewohner dem Bau

    der Anlage zugestimmt. Die Mehrzahl der seit vielen Jahren in Deutschland betriebenen Mono-

    Verbrennungsanlagen für kommunale Klärschlämme liegt ebenfalls im städtischen Siedlungs-

    umfeld.

    Die Kommunikationsstrategie der KKMV wird sich an der Richtlinie vom Verband der Deut-

    schen Ingenieuren (VDI) „Frühe Öffentlichkeitsbeteiligung für Industrie- und Infrastrukturpro-

    jekte; Leitfaden für Stakeholder-Management und Kommunikation“ (VDI 7000) orientieren. Die

    Strategie wird in Begleitung mit einer professionellen PR-Agentur umgesetzt. Dabei wird auf

    eine breite Akzeptanz abgezielt – und zwar zu einem Zeitpunkt, der noch Handlungsspiel-

    räume bietet und zu dem Konflikte noch nicht eskaliert sind. Die VDI 7000 beschreibt den

    Management-Prozess entlang der Zeitschiene einer Projektplanung (Abbildung 19).

  • 22

    Abbildung 19: Die vier Phasen der Richtlinie VDI 7000 (Quelle: VDI)

    Die Ergebnisse des Projekts werden auch in den Fachausschüssen der relevanten Verbände

    vorgestellt, so dass es bei diesem Projekt ein großes Replikationspotenzial gibt. Herr Jacobs,

    Geschäftsführer der KKMV ist Mitglied des DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft,

    Abwasser und Abfall e. V.) Fachausschusses „Thermische Klärschlammbehandlung“ und

    Sprecher der DWA Fachgruppe Klärschlammtrocknung: Damit wird eine überregionale Be-

    deutung und deutliche Sichtbarkeit mit bundesweiter Ausstrahlung sichergestellt.

    Über die Klärschlammproblematik hinaus ist die KKMV auch Mitglied der Deutschen Phosphor

    Plattform. Das Ziel der fast 60 Mitglieder, darunter Unternehmen aus verschiedenen Branchen,

    Forschungseinrichtungen und öffentliche Organisationen, ist es, ein nachhaltiges und umwelt-

    verträgliches Phosphormanagement in Deutschland zu etablieren. Damit können auch bran-

    chenübergreifende Strategien zur Phosphorrückgewinnung von den Erfahrungen dieses Pro-

    jekt profitieren.

    Um über die positiven ökologischen und ökonomischen Effekte für die im Vorhaben beteiligten

    Parteien hinaus einen Mehrwert zu bieten, soll das Vorhaben intensiv mit konkreten zusätzli-

    chen Aktivitäten begleitet werden. Wesentlich ist zum einen die Öffentlichkeitsarbeit zur Infor-

    mation der direkt betroffenen und angesprochenen Gruppen (Anwohner, Verbraucher, Bürger

    etc.), zum anderen vor allem die Information von interessierten Akteuren in Deutschland (Klär-

    anlagenbetreiber, Klärschlammverwerter, etc.) über die Ergebnisse des Vorhabens. Die

    KKMV, allen voran Geschäftsführer Herr Jacobs, verfügt über große Erfahrung in der Öffent-

    lichkeitsarbeit im Bereich Klärschlamm und Entsorgung und wird daher zielgerichtete Maß-

    nahmen in der Kommunikation mit den betroffenen Akteuren anwenden. Folgendes soll dazu

    konkret durchgeführt werden:

    Maßnahme Beschreibung

    Pressearbeit

    Proaktive Pressegespräche mit dem Ziel zu informieren und zu sensibili-

    sieren sowie Anpassung der Informationen gemäß dem Bedarf der Öffent-

    lichkeit

    Veröffentlichungen Informationsbroschüre, Fachartikel

  • 23

    Veranstaltungen und

    Vorträge

    Die Teilnahme an zahlreichen Fachveranstaltungen und Vorträge, z.B.:

    VKU Klärschlamm-Seminare, DWA Regionalkonferenzen, VDI Wissensfo-

    rum

    Webseite KKMV Breite und anschauliche Informationsbereitstellung inklusive expliziter Dar-

    stellung des Modellprojekt zur Vortrocknung http://klärschlamm-mv.de/

    Tabelle 8: Nicht-investive Begleitmaßnahmen

    5. Beschreibung der Ziele und Zielgruppen der geplanten Maßnahmen

    5.1. Ziele der geplanten Maßnahmen

    Das hier präsentierte Vorhaben verfolgt im Wesentlichen fünf übergeordnete Ziele:

    Klimafreundliche Verwertung von Klärschlamm demonstrieren: Mit dem Projekt sol-

    len innovative Wege demonstriert werden, wie Klärschlamm auf klimafreundlichere Weise

    genutzt werden kann.

    Energieeffizienz steigern: Durch die Nutzung von verschiedenen Abwärmeüberschüs-

    sen kann produzierte Energie nun zielgerichtet genutzt werden, anstatt verschwendet zu

    werden. In Kombination mit der Verringerung von Transporten führt das zu einer Verrin-

    gerung des Primärenergieeinsatzes und wirkt sich folglich positiv auf die CO2-Emissionen

    aus.

    Bedeutung interkommunale Kooperation hervorheben: Das Erreichen von regionalen

    und nationalen Klimaschutzzielen kann nicht ohne weiteres auf lokaler Ebene gelingen.

    Es sind kooperative Ansätze, die Ressourcen und Kompetenzen verschiedener Akteure

    bündeln, nötig, um übergeordnete Herausforderungen zu bewältigen. Das Vorhaben will

    dazu anregen eine systematische Zusammenarbeit (z.B. in Form von Verbünden) von

    Kommunen in gleichen oder ähnlichen Kontexten aufzubauen und zu nutzen.

    Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm fördern: Die dezentrale Klärschlammvor-

    trocknung begünstigt die nachgelagerte Konstruktion einer Monoverbrennungsanlage und

    steigert deren Effizienz (nicht Teil des hier präsentierten Projektes). Monoverbrennungs-

    anlagen bieten die besten technischen Voraussetzungen zur Rückgewinnung von wert-

    vollem Phosphor, sodass das Projekt hier einen Beitrag zur Kreislaufführung dieses wert-

    vollen Rohstoffes leistet.

    Wettbewerbsfähigkeit kommunaler Unternehmen sichern: Kommunen/Kommunale

    Unternehmen stellen wichtige Versorgungsleistungen für ihre Bürger bereit. Durch die Be-

    reitstellung von effizienter Abfallentsorgung (konkret Klärschlamm) und wirtschaftlicher

    Wärmeversorgung, wollen die Kommunen die bezahlbare und nachhaltige Versorgung

    ihrer Bürger sichern.

    5.2. Zielgruppen der geplanten Maßnahmen

    Diese Ziele betreffen verschiedene Zielgruppen in unterschiedlichem Maße, aber vor allem

    solche, die mit der veränderten Gesetzeslage konfrontiert sind. Die spezifischen Hauptziel-

    gruppen des Vorhabens sind:

    http://klärschlamm-mv.de/

  • 24

    Zielgruppe Intention

    Kommunen

    Als abwasserbeseitigungspflichtige Körperschaften sind sie in der Verantwortung

    die Entsorgung von Klärschlamm möglichst wirtschaftlich und nachhaltig zu orga-

    nisieren.

    Politik

    Der hier präsentierte Ansatz demonstriert innovative Ansätze zur Klärschlammnut-

    zung und damit einen Beitrag zum Klimaschutz, der auf allen politischen Ebenen

    eine hohe Priorität hat.

    Bürger

    Die Effizienzsteigerung hat positive Auswirkungen auf Abfallentsorgungs- und

    Energiepreise, von denen die Bürger direkt profitieren. Außerdem trägt das Vorha-

    ben zur nachhaltigen Erhaltung der Lebensgrundlagen und damit zu Verbesse-

    rung der Lebensqualität bei.

    Branchen-

    experten

    Das Vorhaben wird technisch und organisatorisch vorbildhaft für die Klärschlamm-

    verwertung in Deutschland. Branchenvertreter wie beispielsweise Betreiber von

    Kläranlagen oder Klärschlammverwertungsanlagen sowie Hersteller verschiede-

    ner relevanter Technologien sind aufgerufen, sich an einem fachlichen Austausch

    zu beteiligen.

    Tabelle 9: Hauptzielgruppen des Vorhabens

    Die Zielgruppen werden über verschiedene Kanäle angesprochen (siehe Kap. 5). Zu den wich-

    tigsten zählen Fachkonferenzen, Vorträge bei kommunalen Veranstaltungen, allgemeine

    Pressearbeit und zielgruppenspezifische Informationen in Form von Broschüren.

    6. Beschreibung des Beitrags des Projektes zu den Förderzielen

    6.1. Hohe Treibhausgasminderung im Verhältnis zur Vorhabensumme realisieren

    Das Vorhaben trägt in hohem Maße zur Reduzierung des Treibhausgasausstoßes bei. Den im

    Vorhaben direkt zu tätigenden Investitionen in Höhe von etwa 7,44 Mio. € steht eine jährliche

    CO2-Einsparung von etwa 4.949 Tonnen gegenüber, die anfallen würde, wenn der Klär-

    schlamm ohne eine abwärmebasierte Vortrocknung verwertet würde. Daraus resultiert ein Ver-

    hältnis von 1,50 Euro pro kg CO2.

    6.2. Klimaschutzpolitische Ziele der Bundesregierung unterstützen

    Das Vorhaben wird einen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung

    leisten, die Treibhausgasemissionen in Deutschland bis zum Jahr 2020 um mindestens 40

    Prozent gegenüber dem Niveau von 1990 zu reduzieren und bis zum Jahr 2050 weitgehende

    Treibhausgasneutralität zu erreichen (Reduzierung der Emissionen um 80-95%). Um die glo-

    bale Erwärmung auf unter 2°C reduzieren, ist im nationalen Aktionsplan Energieeffizienz

    (NAPE) festgelegt, dass dem effizienten Umgang mit Energie, insbesondere Wärme, auch im

    kommunalen Bereich eine starke Bedeutung beigemessen wird.

    Das vorgestellte Vorhaben greift dieses Thema auf und verdeutlicht, wie in einer großflächigen

    interkommunalen Kooperation einer der energieintensivsten Prozesse im kommunalem Um-

    feld, die Abwasserbeseitigung, durch eine systematische Hebung verschiedener energeti-

    scher Potentiale optimiert werden kann. Durch eine erhebliche Reduzierung des CO2-Aussto-

    ßes in der Klärschlammverwertung werden die zuvor beschriebenen Ziele in effektiver Weise

    angegangen.

    6.3. Innovativen Charakter demonstrieren

    Ein innovativer Charakter liegt im vorgestellten Vorhaben in zwei verschiedenen Dimensionen

    vor:

  • 25

    Organisatorische Innovation: Zusammenschluss mehrerer (z.T. ländlicher) Kommunen

    zur gemeinsamen und großflächigen Lösung eines Problems

    Prozessinnovation: Kombination aus dezentraler Vortrocknung und zentraler thermi-

    scher Verwertung

    Eine derart breitflächig und aufeinander abgestimmte Verwendung von überschüssiger Ab-

    wärme zur Vortrocknung von Klärschlamm existiert bislang in Deutschland nicht. Erste An-

    sätze zur Bündelung von Klärschlamm in Kombination mit einer Vortrocknung wurden im

    „Straubinger Modell“ bereits vorgestellt. Die Stadt Straubing nimmt den Klärschlamm von der-

    zeit 29 Umlandgemeinden an und sorgt für die thermische Entsorgung über Kohlekraftwerke.

    Dabei ist jedoch keine Phosphorrückgewinnung möglich. Das vorgestellte Projekt geht daher

    insgesamt umfassend darüber hinaus.

    Die Kombination verschiedener Abwärmequellen (unterschiedliche Temperaturniveaus, unter-

    schiedliche Mengen, teils Einbindung Solartrocknung etc.) ist in der Klärschlammtrocknung

    bislang technisch möglich, aber noch nicht flächendeckend etabliert. Erst durch die systema-

    tische Betrachtung der energetischen Potentiale in einer Region in Kombination mit einer brei-

    ten Umsetzung ist es möglich, die Effizienz deutlich zu steigern.

    6.4. Einsatz bestverfügbarer Techniken und Methoden (BVT) realisieren

    Im vorgestellten Vorhaben wird sich grundsätzlich an den bestverfügbaren Techniken und Me-

    thoden orientiert. Sowohl bei der Umsetzung des Gesamtvorhabens „Klärschlammverwertung“

    als auch bei dem hier vorgestellten Modellprojekt der dezentralen klimaschonenden Klär-

    schlammvortrocknung werden moderne und effiziente Technologien verwendet. Mit Hinblick

    auf die Klärschlammtrocknung gibt es zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch keine expliziten BVT

    (das Umweltbundesamt erwähnt lediglich die Klärschlammtrocknung als eines der mögli-

    chen/empfohlenen Verfahren, es werden jedoch keine spezifischen Prozesse genannt), wobei

    als Anhaltspunkt für die Verfahrensauswahl das Merkblatt „Klärschlammtrocknung“ der ATV-

    DVWK (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V, inzwischen

    DWA) herangezogen werden kann. Als Sprecher der DWA Fachgruppe Klärschlammtrock-

    nung ist der KKMV Geschäftsführer Herr Jacobs in der Lage eine entsprechende Übertragbar-

    keit zu fördern.

    Im Projekt werden auf die verschiedenen Mengen und Abwärmequellen jeweils optimierte

    Trocknungsprozesse angewendet. Darüber hinaus wird die KKMV durch die Erfahrungen im

    Modellprojekt aktiv in den entsprechenden Gremien an der Entwicklung von neuen Leitlinien

    und Maßnahmen mitwirken. Dadurch trägt sie zur Schaffung von Beispielen für zukünftige BVT

    im Bereich Klärschlamm bei.

    6.5. Überregionale Bedeutung

    Das Vorhaben besitzt erheblichen überregionalen Charakter, da sich die Mitgliedskommunen

    über weite Teile des Landes Mecklenburg-Vorpommern erstrecken. Durch diese hohe Trag-

    weite ist eine Sichtbarkeit des Projektes mit bundesweiter Ausstrahlung gewährleistet. Sowohl

    das technologische Konzept, als auch die großflächige interkommunale Zusammenarbeit fun-

    gieren als Vorbild für weitere Regionen in Deutschland, von denen viele mit ähnlichen Heraus-

    forderungen konfrontiert sind. Im Projekt werden mit Hinblick auf die effiziente Vortrocknung

    Erfahrungswerte generiert, die für Klärschlammverwertungsanlagen deutschlandweit relevant

    sind.

    6.6. Übertragbarkeit des Ansatzes fördern

  • 26

    Das Vorhaben besitzt eine hohe Übertragbarkeit auf andere Regionen in Deutschland. Durch

    die neue Klärschlammverordnung mit neuen maßgeblichen Änderungen zur Nitratbelastung

    von Böden und zur Phosphatrückgewinnung ist der Auftrag von Klärschlamm auf Böden nicht

    mehr in bisherigem Ausmaß möglich. Kommunen in ganz Deutschland sind daher auf der Su-

    che nach wirtschaftlich und ökologisch vertretbaren Lösungen für die Behandlung von Klär-

    schlamm. Derzeit gibt es insgesamt 26 Monoverbrennungsanlagen in Deutschland. Zudem

    sind zurzeit mehrere Monoverbrennungsanlagen oder Anlagen in denen Klärschlamm als Zu-

    satzbrennstoff verfeuert werden kann in Planung. Ein Vortrocknungskonzept wie es hier vor-

    gestellt wird, in Zusammenspiel mit einer hocheffizienten Verbrennungsanlage, kann als Vor-

    bild für zahlreiche weitere Standorte dienen, insbesondere da in diesem Modellprojekt unter-

    schiedliche Abwärmequellen (Größe, Temperatur, etc.) eingebunden werden. Überall in

    Deutschland gibt es, ähnlich wie im vorgestellten Vorhaben präsentiert, Wärmequellen, die

    nicht ausreichend genutzt werden – fossile Kraftwerke, Biogas- oder Biomasse-BHKW, indust-

    rielle KWK-Anlagen, Grubengas- oder Gichtgas-Kraftwerke – und allein oder mit Unterstützung

    der solaren Trocknung verwendet werden können.

    Auch die Kooperation zwischen mehreren Akteuren/kommunalen Verbänden zur Überwin-

    dung gesellschaftlicher Herausforderungen ist Vorbild für andere Regionen und kann nicht nur

    auf den Klärschlammkontext sondern grundsätzlich auf andere Kontexte übertragen werden.

    Durch die solidarische Zusammenarbeit zahlreicher Gebietskörperschaften können oftmals

    Probleme gelöst werden, die allein oder sogar in Konkurrenz zueinander zu Mehrbelastungen

    für alle Beteiligten führen.

  • 27

    7. Maßnahmen- und Umsetzungsplan

    7.1. Geplante Arbeitspakete – Bauvorhaben

    Trocknungsanlage Grevesmühlen

    Die technische Umsetzung der dezentralen Trocknung ist abhängig von der am Standort

    verfügbaren Wärme. In Grevesmühlen steht ungenutzte Abwärme mit Temperaturen zwi-

    schen 70 und 90 °C zur Verfügung. In diesem Temperaturbereich ist eine Kombination von

    Abwärmenutzung und Solartrocknung möglich. Das sind Glashäuser, die zusätzlich mit Ab-

    wärme beheizt werden (siehe Abbildung 10). Die Trocknung der Schlämme erfolgt in einer

    Kombination aus, mittels Heizregistern eingebrachter, Abwärme und zusätzlich genutzter

    Solarwärme. Bei der Einbringung des Schlamms in den Trockner wird das Gut dabei grob

    in Haufen mit einer Höhe von ca. 30-40 cm auf der Trocknungsfläche verteilt. Der in die

    Trocknungsanlage eingebrachte Schlamm wird intensiv belüftet. Dadurch wird die Entste-

    hung von Gerüchen minimiert und die Schlammqualität verbessert. Abluft- und Umluftrate

    werden während des Prozesses ebenso wie die Wendehäufigkeit mittels einer speicherpro-

    grammierbaren Steuerung (SPS) vollautomatisch geregelt und überwacht. Sobald das Tro-

    ckengut den gewünschten TR-Gehalt erreicht hat, kann es per Radlader direkt in einen of-

    fenen LKW oder Container verladen werden.

    Massenbilanz:

    Input: 7.000 t/a; Output: 2.800 t/a; Verdampfung: 4.200 t/a, 480 kg/h

    Geschätzte Kosten für Anlagen: 990.000 €

    Solartrockner: 570.000 € Betonarbeiten: 200.000 €

    Abluftfilter: 80.000 € Rohrleitungen, Elektrik, Installation: 140.000 €

    Planungsleistungen: 130.000 € (Planung und Genehmigung nach HOAI)

    Trocknungsanlage Schwerin

    Auch in Schwerin steht ungenutzte Abwärme mit Temperaturen zwischen 60 und 80 °C zur

    Verfügung: Eine Kombination von Abwärmenutzung und Solartrocknung ist auch hier das

    bestmögliche Verfahren. Ein ähnliches System wie das in Grevesmühlen wird geplant, aller-

    dings mit größeren Dimensionen.

    Massenbilanz:

    Input: 10.000 t/a; Output: 3.231 t/a; Verdampfung: 6.769 t/a, 846 kg/h

    Geschätzte Kosten für Anlagen:1.720.000 €

    Solartrockner: 940.000 € Betonarbeiten: 400.000 €

    Abluftfilter: 160.000 € Rohrleitungen + Installation: 220.000 €

    Planungsleistungen: 210.000 € (Planung und Genehmigung nach HOAI)

    Trocknungsanlage Stavenhagen

    In Stavenhagen wird ungenutzte Abwärme aus dem Ersatzbrennstoffkraftwerk kommen,

    welches sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Kläranlage befindet. Die Wärme wird als

    Dampf mit einer Temperatur von ca. 150°C abgegeben.

    Zur Ausnutzung dieser Wärme ist ein Bandtrockner vorgesehen, der in diesem Temperatur-

    bereich effektiver arbeitet.

    Massenbilanz:

    Input: 11.500 t/a; Output: 2.500 t/a; Verdampfung: 9.000 t/a, 1.000 kg/h

    Geschätzte Kosten für Anlagen: 2.700.000 €

    Bandtrockner: 1.690.000 € Rohrleitung, Elektrik, Installation: 300.000 €

    Montage: 60.000 € Halle: 500.000 €

  • 28

    Tiefbau und Bodenplatte: 150.000 €

    Planungsleistungen: 300.000 € (Planung und Genehmigung nach HOAI)

    Trocknungsanlage Rostock

    Am Standort der Monoverbrennungsanlage in Rostock findet der finale Schritt des Vortrock-

    nungskonzeptes statt. Hier wird zunächst der gesamte Klärschlamm, der nicht an einer der

    drei dezentralen Standorte getrocknet wird, von 25 % auf etwa 29,5% TS getrocknet. Diese

    zentrale Trocknung findet hier durch Wärme aus der Klärschlamm- Verbrennung selbst in

    einem Scheibentrockner statt.

    Im Anschluss daran werden über einen Mischer der stark vorgetrocknete (80 % TS) und der

    leicht vorgetrocknete (29,5 % TS) Klärschlamm so vermischt, dass die optimale Feuchtigkeit

    für den nachfolgenden Wirbelschichtofen erreicht wird.

    Massenbilanz:

    Input: 71.500 t/a; Output: 58.200 t/a; Verdampfung: 13.300 t/a, 1.700 kg/h

    Geschätzte Kosten für Anlagen: 1.260.000 €

    Scheibentrockner inkl. Kondensator:

    860.000 €

    Rohrleitungen + Elektroinstallation:

    200.000 €

    Montage: 200.000 €

    Planungsleistungen:150.000 € (Planung und Genehmigung nach HOAI)

    Verstärkung der Ausstrahlwirkung

    Das Vorhaben wird von einer intensiven Öffentlichkeitsarbeit begleitet, um die Ausstrahlwir-

    kung des Projektes zu verstärken. Für die dafür anfallenden Arbeiten wird unter anderem

    eine Medienagentur beauftragt, um hohe Professionalität zu sichern.

    Zu den wesentlichen Kosten dafür gehören:

    Honorar Medienagentur

    Erstellung Informationsbroschüren mit Projektinformationen

    Teilnahmegebühr für bedeutende nationale und internationale Konferenzen

    Unterlagen (z.B. Visualisierung) und Reisekosten für Vorträge und Veranstaltungen

    Erstellung von Medieninhalten für die Webseite

    Für diese Positionen wird von Kosten in Höhe von insgesamt 30.000 € ausgegangen.

    Investitionskosten: - € Auftragsvergabe an Dritte: 30.000 €

    7.2. Genehmigungen und Grundstückverhältnisse

    Für die Vorhaben sind jeweils Genehmigungen nach BimSchG notwendig. Da es sich um

    Anlagen mit einer Kapazität von weniger als 50 Tonnen am Tag handelt, reicht jedoch ein

    vereinfachtes Verfahren ohne Öffentlichkeitsbeteiligung, sodass mit einer zügigen Umset-

    zung gerechnet wird. Darüber hinaus besteht die Erlaubnis der (an der KKMV beteiligten)

    Kläranlagenbetreiber, die entstehende Abwärme an den Standorten abzunehmen. Dies ist

    auch mit beigefügtem LOI bestätigt.

    7.3. Finanzschwache Kommunen

    Die Kommunen, die von der KKMV vertreten sind, sind zu weiten Teilen finanzschwach. Je-

    doch sind an der Kooperation insgesamt 220 Kommunen über deren Zweckverbände betei-

    ligt. Das Innenministerium des Landes Mecklenburg-Vorpommern als Aufsichtsbehörde der

    Kommunen im Land konnte bislang keine Einzelprüfung für jede dieser Kommunen durch-

    führen. Mit beiliegendem Schreiben der Behörde wird jedoch bestätigt, dass die Finanz-

    schwäche bei der Mehrheit der Kommunen in jedem Fall vorhanden ist.

  • 29

    7.4. Finanzierungsübersicht

    [€] Maschinen

    und Anlagen Planungs-*1 und Dienst-

    leistungen Summe

    Trocknungsanlage Grevesmühlen 990.000 130.000 1.120.000

    Trocknungsanlage Schwerin 1.720.000 210.000 1.930.000

    Trocknungsanlage Stavenhagen 2.700.000 300.000 3.000.000

    Trocknungsanlage Rostock 1.260.000 150.000 1.410.000

    Öffentlichkeitsarbeit - 30.000 30.000

    Summe (% Summe Investition)

    6.670.000 (89%)

    820.000 (11%)

    7.490.000 (100%)

    Eigenanteil (10%) 749.000

    Beantragte Förderung (90*2%) 6.741.000

    *1Planung nach HOAI und Begleitmaßnahmen *2Bei den beteiligten Kommunen handelt es sich um finanzschwache Kommunen

  • 30

    7.5. Kostenaufschlüsselung nach DIN276

    Die folgende Aufstellung spiegelt den aktuellen Planungsstand der Kosten nach DIN 276 für das Projekt, im Wesentlichen die vier Trocknungsanlagen, wider. Da jedoch bislang keine Aufträge und keine Detailplanungsleistungen vergeben wurden, ist dies nur eine grobe Ein-teilung. Die finalen Kosten sind erst nach dem Vergabeverfahren bekannt, Schätzungen ba-sieren auf Budgetangeboten für ähnliche Projekte und Anlagen in derselben Größenordnung.

    KG Bezeichnung der Kostengruppe Kostenvoranschlag € Anmerkungen

    100 Grundstück

    110 Grundstückswert

    120 Grundstücksnebenkosten

    121 Vermessungsgebühren

    122 Gerichtsgebühren

    123 Notariatsgebühren

    124 Maklerprovision

    125 Grunderwerbssteuer

    126 Wertermittungen, Untersuchungen

    127 Genehmigungsgebühren

    128 Bodenordnung, Grenzregulierung

    129 Grundstücksnebenkosten, sonstiges

    130 Freimachen

    131 Abfindungen

    132 Ablösen dinglicher Rechte

    133 Freimachen, sonstiges

    200 Herrichten und Erschließen

    210 Herrichten

    211 Sicherungsmaßnahmen

    212 Abbruchmaßnahmen

    213 Altlastenbeseitigung

    214 Herrichten der Geländeoberfläche

    219 Herrichten, sonstiges

    220 Öffentliche Erschließung

    221 Abwasserentsorgung

    222 Wasserversorgung

    223 Gasversorgung

    224 Fernwärmeversorgung 400.000 Wärmeseitige Anbindung der Trockner

    225 Stromversorgung 60.000 Stromseitige Anbindung der Trockner

    226 Telekommunikation

    227 Verkehrserschließung

    228 Abfallentsorgung

    229 Öffentliche Erschließung, sonstiges

    230 Nichtöffentliche Erschließung

    231 Abwasserentsorgung

    232 Wasserversorgung

    233 Gasversorgung

    234 Fernwärmeversorgung

    235 Stromversorgung

    236 Telekommunikation

    237 Verkehrserschließung

    238 Abfallentsorgung

    239 Nichtöffentliche Erschließung, sonst.

    240 Ausgleichsabgaben

    250 Übergangsmaßnahmen

    251 Provisorien

    252 Auslagerungen

    300 Bauwerk - Baukonstruktionen

    310 Baugrube

    311 Baugrubenherstellung 20.000 Bauseitige Maßnahmen zur Errichtung der

    Trockner

    312 Baugrubenumschließung 60.000 Bauseitige Maßnahmen zur Errichtung der

    Trockner

    313 Wasserhaltung

    319 Baugrube, sonstiges

  • 31

    320 Gründung

    321 Baugrundverbesserung

    322 Flachgründungen

    323 Tiefgründungen

    324 Unterböden und Bodenplatten 670.000 Fundamente / Böden für Trocknungsanlagen

    325 Bodenbeläge

    326 Bauwerksabdichtungen

    327 Dränagen

    329 Gründung, sonstiges

    330 Außenwände 500.000 Kompletter Hallenbau für Bandtrockner

    Stavenhagen

    331 Tragende Außenwände

    332 Nichttragende Außenwände

    333 Außenstützen

    334 Außentüren und -fenster

    335 Außenwandbekleidungen, außen

    336 Außenwandbekleidungen, innen

    337 Elementierte Außenwände

    338 Sonnenschutz

    339 Außenwände, sonstiges

    340 Innenwände

    341 Tragende Innenwände

    342 Nichttragende Innenwände

    343 Innenstützen

    344 Innentüren und -fenster

    345 Innenwandbekleidungen

    346 Elementierte Innenwände

    349 Innenwände, sonstiges

    350 Decken

    351 Deckenkonstruktionen

    352 Deckenbeläge

    353 Deckenbekleidungen

    359 Decken, sonstiges

    360 Dächer

    361 Dachkonstruktionen

    362 Dachfenster, Dachöffnungen

    363 Dachbeläge

    364 Dachbekleidungen

    369 Dächer, sonstiges

    370 Baukonstruktive Einbauten

    371 Allgemeine Einbauten

    372 Besondere Einbauten

    379 Baukonstruktive Einbauten, sonstiges

    390 Sonst. Maßnahmen f. Baukonstrukt.

    391 Baustelleneinrichtung 80.000 Bauseitige Maßnahmen zur Errichtung der

    Trockner

    392 Gerüste

    393 Sicherungsmaßnahmen

    394 Abbruchmaßnahmen

    395 Instandsetzungen

    396 Materialentsorgung

    397 Zusätzliche Maßnahmen

    398 Provisorien

    399 Sonst. Maßn. f. Baukonstr.,sonstiges

    400 Bauwerk - Technische Anlagen

    410 Abwasser-, Wasser-, Gasanlagen

    411 Abwasseranlagen

    412 Wasseranlagen

    413 Gasanlagen

    419 Abw.-, Wasser-, Gasanl., sonstiges

    420 Wärmeversorgungsanlagen

    421 Wärmeerzeugungs-anlagen

    422 Wärmeverteilnetze

    423 Raumheizflächen

    429 Wärmeversorgungsanl., sonstiges

  • 32

    430 Lufttechnische Anlagen

    431 Lüftungsanlagen

    432 Teilklimaanlagen

    433 Klimaanlagen

    434 Kälteanlagen

    439 Lufttechnische Anlagen, sonstiges

    440 Starkstromanlagen

    441 Hoch- und Mittelspannungsanlagen

    442 Eigenstromversorgungsanlagen

    443 Niederspannungsschaltanlagen

    444 Niederspannungsinstallationsanlagen 180.000 Elektrische Anlagen für Trocknungsanlagen

    445 Beleuchtungsanlagen

    446 Blitzschutz- und Erdungsanlagen

    449 Starkstromanlagen, sonstiges

    450 Fernmelde- u. informationst. Anl.

    451 Telekommunikationsanlagen

    452 Such- und Signalanlagen

    453 Zeitdienstanlagen

    454 Elektroakustische Anlagen

    455 Fernseh- und Antennenanlagen

    456 Gefahrenmelde- und Alarmanlagen

    457 Übertragungsnetze

    459 Fernmelde-, inform.techn. Anl., sonst.

    460 Förderanlagen

    461 Aufzugsanlagen

    462 Fahrtreppen, Fahrsteige

    463 Befahranlagen

    464 Transportanlagen

    465 Krananlagen

    469 Förderanlagen, sonstiges

    470 Nutzungsspezifische Anlagen

    471 Küchentechnische Anlagen

    472 Wäscherei- und Reinigungsanlagen

    473 Medienversorgungsanlagen

    474 Medizin-, labortechnische Anlagen

    475 Feuerlöschanlagen

    476 Badetechnische Anlagen

    477 Prozezzwärme-, -kälte-, -luftanlagen

    478 Entsorgungsanlagen

    479 Nutzungsspezifische Anlagen, sonst. 4.060.000 Trocknungsanlagen für die vier Standorte

    480 Gebäudeautomation

    481 Automationssysteme

    482 Schaltschränke

    483 Management- u. Bedieneinrichtungen

    484 Raumautomationssysteme

    485 Übertragungsnetze

    489 Gebäudeautomation, sonstiges

    490 Sonst. Maßn. f.Techn. Anlagen 400.000 Montage diverser Komponenten für

    Trocknungsanlagen

    491 Baustelleneinrichtung

    492 Gerüste

    493 Sicherungsmaßnahmen

    494 Abbruchmaßnahmen

    495 Instandsetzungen

    496 Materialentsorgung

    497 Zusätzliche Maßnahmen

    498 Provisorien

    499 Sonst. Maßn. f. Techn.Anl..,sonstiges

    500 Außenanlagen

    510 Geländeflächen

    511 Oberbodenarbeiten

    512 Bodenarbeiten

    513 Geländeflächen, sonstiges

    520 Befestigte Flächen

    521 Wege

  • 33

    522 Straßen

    523 Plätze, Höfe

    524 Stellplätze

    525 Sportplatzflächen

    526 Spielplatzflächen

    527 Gleisanlagen

    529 Befestigte Flächen, sonstiges

    530 Baukonstruktionen in Außenanl.

    531 Einfriedungen

    532 Schutzkonstruktionen

    533 Mauern, Wände

    534 Rampen, Treppen, Tribünen

    535 Überdachungen

    536 Brücken, Stege

    537 Kanal- und Schachtbauanlagen

    538 Wasserbauliche Anlagen

    539 Baukonstr. in Außenanlagen, sonst.

    540 Techn. Anlagen in Außenanlagen

    541 Abwasseranlagen

    542 Wasseranlagen

    543 Gasanlagen

    544 Wärmeversorgungsanlagen

    545 Lufttechnische Anlagen 240.000 Abluftfilter für abwärmegestützte Solartrock-

    ner

    546 Starkstromanlagen

    547 Fernmelde-, informationstechn. Anl.

    548 Nutzungsspezifische Anlagen

    549 Techn. Anlagen in Außenanl., sonst.

    550 Einbauten in Außenanlagen

    551 Allgemeine Einbauten

    552 Besondere Einbauten

    559 Einbauten in Außenanlagen, sonst.

    560 Wasserflächen

    561 Abdichtungen

    562 Bepflanzungen

    569 Wasserflächen, sonstiges

    570 Pflanz- und Saatflächen

    571 Oberbodenarbeiten

    572 Vegetationstechnische Bodenbearb.

    573 Sicherungsbauweisen

    574 Pflanzen

    575 Rasen und Ansaaten

    576 Begrünung unterbauter Flächen

    579 Pflanz- und Saatflächen, sonstiges

    590 Sonstige Außenanlagen

    591 Baustelleneinrichtung

    592 Gerüste

    593 Sicherungsmaßnahmen

    594 Abbruchmaßnahmen

    595 Instandsetzungen

    596 Materialentsorgung

    597 Zusätzliche Maßnahmen

    598 Provisorien

    599 Sonst. Maßn. f. Außenanlagen.,sonst.

    600 Ausstattung und Kunstwerke

    610 Ausstattung

    611 Allgemeine Ausstattung

    612 Besondere Ausstattung

    619 Ausstattung, sonstiges

    620 Kunstwerke

    621 Kunstobjekte

    622 Künstl. gestalt. Bauteile d. Bauwerks

    623 Künstl. Gest. Bauteile der Außenanl.

    629 Kunstwerke, sonstiges

    700 Baunebenkosten

  • 34

    710 Bauherrenaufgaben

    711 Projektleitung

    712 Bedarfsplanung

    713 Projektsteuerung

    719 Bauherrenaufgaben, sonstiges

    720 Vorbereitung der Objektplanung

    721 Untersuchungen

    722 Wertermittlungen

    723 Städtebauliche Leistungen

    724 Landschaftsplanerische Leistungen

    725 Wettbewerbe

    729 Vorbereitung d. Objektplanung, sonst.

    730 Architekten- u. Ingenieurleistungen 790.000 Planung und Dienstleistung nach HOAI

    für Errichtung der Trocknungsanlagen

    731 Gebäudeplanung

    732 Freianlagenplanung

    733 Planung der raumbildende Ausbauten

    734 Planung d.Ing.-bauw. u.Verkehrsanl.

    735 Tragwerksplanung

    736 Planung der Technischen Ausrüstung

    739 Architekten- u. Ingenieurleist., sonst.

    740 Gutachten und Beratung

    741 Thermische Bauphysik

    742 Schallschutz und Raumakustik

    743 Bodenmechanik, Erd- und Grundbau

    744 Vermessung

    745 Lichttechnik, Tageslichttechnik

    746 Brandschutz

    747 Sicherheits- und Gesundheitsschutz

    748 Umweltschutz, Altlasten

    749 Gutachten und Beratung, sonstiges

    750 Künstlerische Leistungen

    751 Kunstwettbewerbe

    752 Honorare

    759 Künstlerische Leistungen, sonstiges

    760 Finanzierungskosten

    761 Finanzierungsbeschaffung

    762 Fremdkapitalzinsen

    763 Eigenkapitalzinsen

    769 Finanzierungskosten, sonstiges

    770 Allgemeine Baunebenkosten

    771 Prüfungen,Genehmigung.,Abnahmen

    772 Bewirtschaftungskosten

    773 Bemusterungskosten

    774 Betriebskosten während der Bauzeit

    778 Versicherungen

    779 Allgemeine Baunebenkosten, sonst.

    790 Sonstige Baunebenkosten

    Gesamtkosten 7.460.000 € (ohne Öffentlichkeitsarbeit von 30.000 €)

  • Kombinierte interkommunale Klärschlammvortrocknung mittels Abwärme (KiKA MV) Kommunale Klimaschutz-Modellprojekte – Projektskizze

    35

    8. Zeitplan und vorgesehene Meilensteine

    2018 2019 2020 2021

    A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

    Trocknungsanlage Grevesmühlen

    Planung und Ausschreibung

    Bau Solartrockner

    Inbetriebnahme und technische Abnahme M1

    Demonstrationsbetrieb

    Trocknungsanlage Schwerin

    Planung und Ausschreibung

    Bau Solartrockner

    Inbetriebnahme und technische Abnahme M1

    Demonstrationsbetrieb

    Trocknungsanlage Stavenhagen

    Planung und Ausschreibung

    Bau Bandtrockner

    Inbetriebnahme und technische Abnahme M2

    Demonstrationsbetrieb

    Zentrale Trocknungsanlage Rostock

    Planung und Ausschreibung

    Bau Scheibentrockner

    Inbetriebnahme und technische Abnahme M3

    Demonstrationsbetrieb M4

    Verstärkung der Ausstrahlwirkung M5 M5 M5 M5 M5 M5 M5

    Meilenstein Wann (Monat) Beschreibung

    M1 25 Beide Trockner in Grevesmühlen & Schwerin fertiggestellt und betriebsbereit

    M2 26 Bandtrockner in Stavenhagen fertiggestellt und betriebsbereit

    M3 28 Zentrale Trocknungsanlage in Rostock fertiggestellt und betriebsbereit

    M4 35 Abgestimmtes Gesamtkonzept aller Trocknungsanlagen fertiggestellt

    M5 ~ alle 6 Monate Regelmäßige Pressemitteilungen, Teilnahme an Konferenzen etc.

    Tabelle 10: Meilensteine des Projektes