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Gas und Biokohle aus Klärschlamm

Besonders kleinere Kläranlagen verfügen meist nicht über Möglichkeiten, um Klärschlamm – das Restprodukt bei der Wasseraufbereitung – sinnvoll weiter verwerten zu können. Der Schlamm wird deshalb oft verbrannt oder unter hohen Kosten in weit entfernte Spezialanlagen transportiert. Der Abwasserzweckverband Staufener Bucht untersuchte deshalb zusammen mit dem Fraunhofer ISE und drei anderen regionalen Kläranlagenbetreibern, wie man Klärschlamm ganzheitlich betrachtet am besten verwerten kann. Die Pyrolyse oder die Vergasung schienen hierfür besonders geeignet. Bei der Pyrolyse verschwelt der eingesetzte Brennstoff ohne Zusatz von Sauerstoff zu einer kohleartigen Masse. Das Verfahren eignet sich besonders, um bisher ungenutzte Reststoffe in kompakte und transportfähige Kohle umzuwandeln. Diese eignet sich als Brennstoff und verursacht durch ihr geringes Gewicht deutlich weniger Transportkosten als der Klärschlamm. Für Klärschlamm ist die Pyrolyse in Baden-Württemberg bisher noch nicht erprobt. Das Projekt untersuchte die Möglichkeit, eine solche Anlage in die Kläranlage zu integrieren und analysierte ihr Energiepotential. Auch eine zentrale Lösung für mehrere Anlagen und andere Nutzungspfade wurden untersucht.

Mit der Studie leisteten die Abwasserzweckverbände wichtige Vorarbeiten, um den energie- und nährstoffreichen Klärschlamm in Zukunft nachhaltiger und kostengünstiger zu nutzen.

Projektdaten

Projektnummer 2012-11
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Abwasserzweckverband Staufener Bucht
Laufzeit März 2012 bis November 2012
Zuschuss 42.250

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Bergwelt Kandel - Untersuchung flexibler Energiespeicherlösungen auf Wasserstoffbasis zum Ausgleich fluktuierender Energieerträge und -verbräuche
Glottertal

Energiespeicher auf Wasserstoffbasis

Die steigende Nachfrage von Tages- und Übernachtungsgästen auf dem Ausflugs- und Aussichtsberg Kandel führte zu dem Entschluss, die „ Bergwelt Kandel “ wieder neu zu beleben. Im Zuge dessen entsteht mit der konsequenten Umsetzung des Nachhaltigkeitsprinzips eine SB-Berggaststätte mit Übernachtungsmöglichkeiten in Doppel- und Mehrbettzimmern, Ferienwohnungen und ein Bergchalet-Dorf. Ziel ist eine zu 100% autarke Energieversorgung, welche durch den Einsatz von hochflexible Energiespeicherlösungen die stark wechselnden Anforderungen zuverlässig abdeckt. Im Fokus der geplanten Vorstudie / Konzeptentwicklung standen im Kontext der o.g. Anforderungen Energiespeicherkonzepte auf Wasserstoffbasis, welche durch ihre hohe Flexibilität sehr gut geeignet sind, zwischenzeitliche Stromüberschüsse aus fluktuierenden Energiequellen (Sonne, Wind), in einen energetisch hochwertigen und gut speicherbaren Energieträger umzuwandeln und anschließend je nach Bedarf beliebig lange zwischenzuspeichern. Somit sollten durch die Konzeptionsentwicklung wertvolle Erkenntnisse für die Umsetzung in einem Gesamtenergiekonzept mit einem möglichst hohem Autarkiegrad gewonnen werden. Diese Ergebnisse liegen nun vor und können im Abschlussbericht nachgelesen werden. Weitere Informationen rund um die Konzeptionierung der neuen Bergwelt Kanel finden sich unter www.Bergwelt-Kandel.de Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: Wirtschaftlichkeit: Ein wesentlicher Faktor für den wirtschaftlichen Betrieb der H2-Anlage stellt die Auslastung ( Anzahl der Vollaststunden) der zentralen Anlagenkomponenten (Elektrolyseur, Brennstoffzellen-BHKW) dar. Eine wirtschaftliche Auslastung kann ab ca 4.000 Vollaststunden/a erreicht werden. Dies lässt sich jedoch aktuell im BV Bergwelt Kandel allein mit der möglichen PV-Ausbeute von ca. 1.500 Vollaststunden/a nicht erzielen. Möglicherweise kann durch einen zukünftigen Erweiterung der Eigenenergieversorgung bspw. durch eine Kleinwindkraftanlage die Energieausbeute (Volllaststunden) gesteigert werden und damit verbunden auch die Wirtschaftlichkeit verbessert werden. Wahrnehmung und Akzeptanz: Der verfahrenstechnische Charakter und die Komplexität der H2-Anlage wird von den Bauherrn der Bergwelt Kandel (Gastronomie- und Hotelbranche) eher als eine Anlagetechnik mit Bezug zum industriellen Umfeld (bspw. Verdichtungsdrücke bis zu 300 bar ü) wahrgenommen, welches für sie ein fremdes Terrain mit einem schwer einzuschätzenden unternehmerischen Risiko darstellt. Flächenplanung und notwendiger Platzbedarf: Die frühzeitige Berücksichtigung des notwendigen Platzbedarfs für die Integration eines bzw. mehrerer 30 bar - H2-Speicher, ermöglicht die sog. „Direkte Speicherung“ (d.h. eine H2-Speicherung ohneDruckerhöhung) und damit verbunden die Nutzung einer ganzen Reihe von positiven Auswirkungen aufdas geplante Projektvorhaben:- geringerer Komplexitätsgrad (weniger Anlagenkomponenten) kein zusätzlicher Verdichter inkl. Druckluftkompressor notwendig höherer Wirkungsgrad geringere Investitionskosten geringer Betriebskosten (Eigenenergiebedarf, Wartungskosten) Steigerung der Akzeptanz (s.a. Pkt. 2)

Bau einer Klimaneutralen Feuerwache mit integriertem Betriebshof und Aufbau eines Qualitätsmanagements
Weil am Rhein

Klimaneutrale Feuerwache

Innovative, klimafreundliche Gebäude sind in der Praxis oft weniger energieeffizient als geplant. Das liegt einerseits häufig am Nutzerverhalten, zum anderen sind für solche Pilotprojekte wegen fehlender Vergleichsdaten Prognosen meist nur schwer möglich. Beim Neubau ihrer Feuerwache hat die Stadt Weil diese Problematik erkannt und ergänzte ihr Konzept eines klimaneutralen Gebäudes mit einem Qualitätsmanagement. Damit die Neuerungen optimal griffen, überwachten und analysierten Experten das Verbrauchsverhalten, deckten Fehler auf oder schulten und berieten die Nutzer. Der Neubau ersetzt fünf Altbauten mit schlechter Energiebilanz und integriert gleichzeitig den städtischen Betriebshof. Eine Grundwasserwärmepumpe, eine thermische sowie eine photovoltaische Solaranlage decken den Energiebedarf, der 30 Prozent unter den aktuellen Standards liegt. Obwohl der Strombedarf durch Maschinen und Geräte groß ist, deckt die Fotovoltaikanlage die Hälfte davon. Weiterhin sparen die Weiler Energie, in dem sie auf ein zentrales Warmwassernetz verzichten und das Wasser dezentral erwärmen. Das verhindert nicht nur, dass Wärme im Netz verloren geht, sondern ist außerdem besonders hygienisch. Die Toiletten nutzen Grauwasser, außerdem sammelt ein Zisternensystem Regen. Die klimaneutrale Feuerwache, die pro Jahr 95 Tonnen CO2 einspart, demonstriert, wie ein wohlüberlegtes Qualitätsmanagement über die Bauphase hinaus klimafreundliche Techniken noch optimiert.

Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen? Eine rechtliche, betriebswirtschaftliche und landschaftsökologische Untersuchung.
Kehl

Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen?

Der Ausbau der erneuerbaren Energieträger muss weiter voranschreiten, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Neben der Windkraft hat sich auch die Photovoltaik flächendeckend in Deutschland verbreitet. Insbesondere dort, wo hohe Sonnenstunden erwartet werden können und wo keine Konkurrenz zu anderweitiger Nutzung entsteht. Damit wurden bislang in Süddeutschland Photovoltaikanlagen vorzugsweise auf den Dachflächen von Gebäuden installiert. Diese Flächen werden allerdings irgendwann mit zunehmenden Ausbau erschöpft sein. Dieser Ausbau ist zu erwarten, da weiter sinkende Produktionskosten die Photovoltaik als vergleichsweise günstige regenerative Stromerzeugungsform attraktiv machen. Somit wird es unumgänglich werden, neben den Dachflächen zukünftig auch andere Flächen vermehrt in Betracht zu ziehen. In Frage kommen hierbei beispielsweise bislang landwirtschaftlich genutzte Freiflächen. Ziel dieses Projektes ist es daher, in einem interdisziplinären Ansatz die rechtlichen, betriebswirtschaftlichen und landschaftsökologischen Aspekte der Umwandlung bislang landwirtschaftlich oder zur Biogasmaisproduktion genutzter Flächen in Freiflächensolaranlagen aufzuarbeiten und zu prüfen, unter welchen Bedingungen eine Ausweitung von PV-Freiflächenanlagen möglich und sinnvoll ist. Hieraus lassen sich in einem nächsten Schritt dann Vorschläge für die Landwirtschaft, die Energiewirtschaft, die flächennutzungsplanenden Gemeinden und Regionalverbände sowie den Gesetzgeber ableiten, die auf der einen Seite den steigenden Bedarf nach Energie aus Erneuerbaren Energien und auf der anderen Seite die Konkurrenz zwischen ökologischer, landwirtschaftlicher, siedlungswirtschaftlicher und energetischer Flächennutzung berücksichtigen. Entsprechend soll in diesem Projekt eine landschaftsökologische Untersuchung anhand von Vergleichsflächen mit entsprechend unterschiedlicher Nutzung umgesetzt werden.