Für eine klimafreundliche Energieerzeugung kann die Wasserwirtschaft einen wichtigen Beitrag leisten. Gerold Ebert und Sebastian Gob nennen Einsatzfelder: Kläranlagen ebenso wie Trinkwassertransportleitungen.
Klimaschutzmaßnahmen in der Wasserwirtschaft können sehr vielseitig sein. Wenn beispielsweise die Strom- und Wärmeversorgung vollständig auf erneuerbare Energien umgestellt oder der Energiebedarf gesenkt wird, wirkt sich das positiv auf das Klima aus. Die Herausforderung dabei ist, die wasserwirtschaftlichen Aufgaben weiterhin zu erfüllen. Nicht vermeidbare Emissionen müssen adäquat ausgeglichen werden.
In der Wasserwirtschaft wird heute schon Energie erzeugt. Für eine klimafreundliche Energiegewinnung sind jedoch zeitnahe nachhaltige Infrastrukturinvestitionen notwendig. Stromverbrauchende Anlagen und Gebäude etwa müssen deutlich effizienter und mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Wirtschaftlichkeit und Sicherheit der Energieversorgung sind die Vorgaben für einen entsprechenden Umbauprozess.
Wenn Aggregate und Pumpen in der Wasserversorgung optimal und bedarfsgerecht eingesetzt werden, kann sehr viel Energie eingespart werden. Werden in einem Versorgungssystem Messwerte anlagenbezogen und verbrauchsabhängig erfasst, können Wasserversorgung, Gewinnung, Aufbereitung und Speicherung bedarfsorientiert betrieben werden. Damit reduziert sich der Energieaufwand bei der Wasserbereitstellung und die Betriebszeiten sind optimiert.
Oder die Belebungsstufe auf Kläranlagen: Es ist sehr energieintensiv, sie zu belüften. Auch bei Belüftungsaggregaten gibt es Einsparpotenziale von über 30 Prozent. So ist die Belüftung mit einem konstanten, hohen Lufteintrag, unabhängig von der Frachtbelastung, nicht mehr zeitgemäß. Messwertgestützte intelligente Regelungssoftware kann den Luftbedarf genau ermitteln, die Belüftungsaggregate bedarfsgerecht steuern und mehr als ein Drittel Energie einsparen.
Auch können Anlagen der Wasserwirtschaft noch viel mehr für die Energieerzeugung genutzt werden. Selbsterzeugter Strom kann meist vollständig in den Anlagen genutzt, Überschüsse können in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Die Potenziale sind aber eben ganz unterschiedlich. Allgemein gilt für alle wasserwirtschaftlichen Anlagen, dass Dächer, Freiflächen, aber auch beispielsweise Flächen über Becken für die Installation von PV-Anlagen bestens geeignet sind. Solche Anlagen zu bemessen, ihre Wirtschaftlichkeit zu betrachten und sie je nach Bedarf zu errichten, gehört heute zum Standard von Planungen.
Strom aus Abfall gewinnen
Auf Kläranlagen kann Klärgas aus der anaeroben Klärschlammverwertung, der Schlammfaulung, zur Energiegewinnung genutzt werden. Klärgas wird in gasbetriebenen Aggregaten wie beispielsweise Blockheizkraftwerken oder Gasturbinen verwertet und zu Strom sowie Abwärme umgewandelt. Beides wird auf der Kläranlage genutzt und kann je nach Überschuss auch weitergehend abgegeben werden.
Da in der warmen Jahreszeit ein deutlicher Wärmeüberschuss besteht, können Speichersysteme zukünftig sinnvoll sein. Mehr als die Hälfte aller bundesdeutschen Kläranlagen kann auf diese Art der Schlammbehandlung umgestellt werden. Auch lässt sich Abwasserwärme über Wärmetauschersysteme für die Nah- oder Fernwärme nutzen. Im ausgefaulten Klärschlamm schlummert Phosphor, der als wertvoller Rohstoff nach der Verbrennung gewonnen werden kann.
Die Kraft des Wassers kann in Bächen und Flüssen, aber auch in Trinkwassertransportleitungen mit großem Gefälle über Turbinen Energie erzeugen. Wie rentabel das ist, muss wirtschaftlich geprüft werden. Für den Bau von Wasserkraftanlagen sind die Belange der Natur und des Naturschutzes ausreichend mitzubetrachten.
Die Potenziale der Wasserwirtschaft müssen in einem Energiekonzept der wasserwirtschaftlichen Betreiber zukünftig besser integriert und genutzt werden. Die Wasserwirtschaft kann einen großen Beitrag leisten, sowohl Energie zu gewinnen als auch einzusparen. Die Schwerpunkte liegen dabei darauf, den Energieverbrauch zu senken und die Effizienz intelligent zu steigern, selbst Energien zu gewinnen und wasserwirtschaftliche Anlagen an den jeweiligen Standorten intelligent zu nutzen.
Gerold Ebert, Sebastian Gob
Die Autoren
Dipl.-Ing. (FH) Gerold Ebert und Dipl.-Ing. Sebastian Gob sind für die BIT Ingenieure AG am Standort Karlsruhe tätig.