Trotz zunehmender Anstrengungen, den Energiebedarf zu senken, zeichneten sich Kläranlagen nach wie vor durch einen hohen Primär- beziehungsweise Sekundärenergiebezug aus, heißt es seitens der DWA. Der Stromverbrauch etwa beläuft sich in der Regel auf 25 bis 50 kWhel/(E*d). Allerdings vernachlässigten die Betreiber häufig das Einsparpotenzial beim Wärmebedarf, das bei durchschnittlich 20 bis 40 kWhth/(E*d) liege. Auch der zunehmende Wärme- und Kälteverbrauch der Anlagen – etwa durch die zusätzliche Kühlung von Schaltanlagen oder Serverräumen, die aufgrund höherer Anforderungen an die Betriebsüberwachung und Steuerungstechnik notwendig ist – werde oft nur unzureichend berücksichtigt.
Zur Minimierung des Energieverbrauchs und insbesondere des Wärmebedarfs könnten Kläranlagenbetreiber auf eine Vielzahl von Wärmequellen und -senken zurückgreifen, darunter Bioenergie, Faulgas oder Abwasserwärme, erläuterte Ralf Mitsdoerffer, geschäftsführender Gesellschafter bei der GFM Beratende Ingenieure GmbH und Mitglied der DWA-Arbeitsgruppe „Wärme- und Kältekonzepte auf Kläranlagen“. Neben den konventionellen Aggregaten zur Wärmebereitstellung wie Heizbrenner, Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen oder Kompressionskälteanlagen ständen inzwischen auch innovative Technologien zur Verfügung, mit denen Kläranlagen Wärmeautarkie erreichen oder zumindest den Bezug von Primärenergie (Erdgas, Öl) und Sekundärenergie (Strom) minimieren könnten.
„Da die Strom- und die Wärmeproduktion in der Regel über den Betrieb eines BHKW miteinander verknüpft sind, ist die energetische Optimierung einer Kläranlage an die Optimierung des Wärmehaushaltes gekoppelt“, führte Mitsdoerffer aus. „Wärmekonzepte, die auf eine möglichst vollständige Nutzung sämtlicher Abwärmeströme ausgelegt sind, sollten somit integrale Bestandteile von energetischen Einsparmaßnahmen sein.“
In den Kläranlagen stünden in vielen Fällen nicht nur die Abwärme des BHKW, sondern auch andere Wärmequellen zur Bedarfsdeckung zur Verfügung, darunter Abwasserwärme im Hauptstrom der Anlage, Abwärme von elektrischen Aggregaten wie Gebläse oder Pumpen und Prozesswärme des ausgetragenen Faulschlamms, des Zentrats der Schlammentwässerung oder der Abluft aus der Schlammtrocknung. Dass dieses Potenzial häufig ungenutzt bleibt, führe dazu, dass in der Praxis ein Drittel der Kläranlagen den eigenen Wärmebedarf nicht über die Abwärme des BHKW decken könnten und auf einen externen Bezug angewiesen seien.
Eine Wärmeeinspeisung könne in Kläranlagen vor allem durch eine weitergehende wärmetechnische Bauwerksisolierung, eine angepasste Temperatursenkung in Gebäuden und Faulturm sowie eine Reduzierung des aufzuheizenden Schlammvolumens erreicht werden. Eine wärmetechnische Effizienzsteigerung wiederum könne besonders durch eine optimierte Planung und den Einsatz von Wärmespeichern und Wärmeübertragungssystemen, eine Aggregatesteuerung sowie durch die Abstimmung von Wärmeproduzenten und -verbrauchern erzielt werden.
Sind alle thermischen Potenziale zur Einsparung und Effizienzsteigerung ausgeschöpft und gibt es zumindest in der wärmeren Jahreszeit einen Wärmeüberschuss, könne im nächsten Schritt Strom mit Wärme substituiert werden. Dies lohne sich, da Wärme vergleichsweise günstig ist: Bei der Verbrennung von Faulgas beispielsweise fallen Kosten von 1 Cent/kWhth an, während es bei extern bezogenem Strom 20 Cent/kWhel sind.
Um die Nachhaltigkeit eines neuen Wärme- und Kältekonzepts zu gewährleisten, sollte ein Wärmemanagement eingeführt werden, empfehlen die DWA-Experten. Darunter seien neben dem effizienten Einsatz von Wärme – also dem eigentlichen Wärmekonzept – auch die Überprüfung der Zielvorgaben und die Umsetzung des Konzeptes zu verstehen.
