Auf dem Weg zur energieautarken Kläranlage am Beispiel der Kläranlage Ratekau

Der Zweckverband Ostholstein hat von 43 Gemeinden aus Ostholstein, Plön und Bad Segeberg die kommunale Pflichtaufgabe der Abwasserentsorgung übernommen. Der Geschäftsbereich Entwässerung erfasst jährlich ca. 6,5 Mio. m³ Schmutzwasser über mehr als 1.000 km Rohrleitungen im Netzsystem und führt in 39 Anlagen die Reinigung der Abwässer von mehr als 37.000 Hausanschlüssen durch. Hierbei werden insgesamt ca. 17.000 MWh Energie benötigt, wovon die Kläranlagen mit knapp 12.000 MWh einen Anteil von ca. 70% ausmachen.

Etwa 30% der benötigten Energie wird durch das gewonnene Klärgas in BHKW´s zu Wärme und Strom umgewandelt und direkt in den Anlagen wieder eingesetzt. Weitere ca. 50% der Energie wird als Strom - Ökostrom - bzw. weitere 10% als Erdgas zur Strom und Wärmeproduktion benötigt. Dabei werden jährlich ca. 2.700 t CO2 produziert. Effizienz- und Konsistenzansätze auf den Kläranlagen sollen den Energiebezug weiter reduzieren und damit die Gebühren langfristig stabilisieren. Durch das "neue" BHKW (150 kWh elek., 206 kW h therm.) der Kläranlage Ratekau sollen künftig ca. 1 Mio. kWh (also +40%) allein aus dem Faulgas zur Verfügung stehen. Allein damit kann der Autarkiegrad auf ca. 55% gesteigert werden. Ergänzend wird eine 650 kWp PV-Anlage (Ost-/West-Ausrichtung zur Abschwächung der typischen Mittagsspitze und besseren Erzeugungskurve in den Morgen- und Abendstunden) auf der Freifläche der Anlage installiert. Insbesondere der saisonale Charakter der Abwasserreinigung durch den Tourismus kann durch die Photovoltaikanlage gut mit Strom versorgt werden. Trotzdem wird gerade in den Sommermonaten eine PV-Überstrommenge erwartet (Netzeinspeisung), so dass trotz der erwarteten ca. 585.000 kWh etwa nur 300.000 kWh auf der Anlage eingesetzt werden können. Der Energieautarkiegrad wird sich im Jahresdurchschnitt auf 73% erhöhen, wobei in den Sommermonaten bei entsprechender PV-Einstrahlung eine vollständige Eigenenergieversorgung erwartet wird. 

Projektzeitraum 02/2020 - 12/2023  
Art der Maßnahme Technische Maßnahme mit einem Investitionsbedarf von über 50.000 €  
Kosten Insgesamt werden Kosten in Höhe von 3 Mio. € erwartet, wovon rd. 2 Mio. € auf die BHKW-Maßnahmen und rd. 1 Mio. € auf die PV-Anlage entfallen.  
jährliche Kosteneinsparungen 1.060.766 €  
statische Amortisation (Jahre) 2,8  
Jahresenergieverbrauch vorher 1.932.877 kWh  
Jahresenergieverbrauch nachher 102.877 kWh  
absolute jährliche Energieeinsparung 1.830.000 kWh  
relative jährliche Energieeinsparung 94,7%  
Betrachtungszeitraum in Jahren 20  
Energieeinsparkosten 0,08 €/kWh  
Energieträger Elektrizität, Erdgas, Pellets  
CO2-Emissionsfaktor 0,126 kg/kWh  
jährlich eingesp. CO2-Emissionen 230 t/a  
CO2-Emissionsminderungs­kosten 652,17 €/t  
Eingereicht für Wettbewerb 2023
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