Ressourceneffizienz in der Kläranlage

Wasser ist unsere wichtigste natürliche Ressource: Es ist klar, dass sich Krankheiten ohne sauberes Wasser besonders schnell ausbreiten. Kläranlagen leisten nicht nur einen wichtigen Beitrag zum Schutz dieser Ressource, sondern sind auch ein Schlüssel zu mehr Nachhaltigkeit.

Von Ressourceneffizienz zur Klimaneutralität.

Waschen, Zähneputzen, Trinken — jeder braucht sauberes Wasser, und je mehr Menschen auf dieser Erde leben, desto höher ist der Bedarf. Der Klimawandel, die Urbanisierung und die zunehmende Umweltverschmutzung verschärfen die Situation. Der Schutz dieser wichtigsten Ressource wird immer dringlicher. Kläranlagen leisten hier einen wichtigen Beitrag. Sie behandeln nicht nur Abwasser und leiten es zurück in unsere Gewässer, sondern sie dienen auch als Energiespeicher, flexible Energieverbraucher und Generatoren und leisten somit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und zum nachhaltigen Wassermanagement.

Faultürme für die Gewinnung von Methan aus Schlamm

Nürnberg ist wegweisend: Ressourceneffizienz in der Kläranlage

Nachhaltige Abwasserbehandlung und Energieversorgung gewinnen zunehmend an Bedeutung, insbesondere in Städten. Das ist auch in Nürnberg der Fall. Die Frankenmetropole hat sich große Ziele gesetzt: Bis 2035 soll die Stadtverwaltung klimaneutral werden. Der Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) kommt hier eine Schlüsselrolle zu: Mit ihren beiden großen Kläranlagen ist sie der größte Einzelverbraucher und der größte Stromerzeuger. Daher ist das Thema Ressourceneffizienz ein wichtiger Bestandteil, um mehr Nachhaltigkeit zu erreichen. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Kläranlage 1, die den Großteil des Abwassers von mehr als 500.000 Einwohnern der Metropole aufwändig mechanisch, biologisch und chemisch reinigt, bevor das gereinigte Wasser in die Pegnitz eingeleitet wird. Matthias Germeroth hat eine tolle Aussicht vom Dach eines der fünf 35 Meter hohen Faultürme. Aber das ist nicht der Grund, warum er oft herkommt. Als Energiemanager bei der Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) gehört es zu Matthias Germeroths Aufgaben, den Energieverbrauch der Anlagen im Bereich der Stadtentwässerung und Umweltanalytik zu optimieren — und die Faultürme der Kläranlage sind dabei ein wichtiger Bestandteil.

Der größte Produzent — und der größte Energieverbraucher

Aus dem Faulschlamm, der in den Türmen verarbeitet wird, gewinnt die Kläranlage Methan, das in insgesamt vier Blockheizkraftwerken in Strom und Wärme umgewandelt wird. Dies ist eine von vielen Maßnahmen, mit denen SUN seinen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit leistet, erklärt Britta Walthelm. Als Umwelt- und Gesundheitsbeauftragte der Stadt Nürnberg ist sie auch die erste Werksleiterin von SUN: „Der Nürnberger Stadtrat hat beschlossen, dass die Stadtverwaltung der Stadt Nürnberg bis 2035 klimaneutral sein sollte.“ SUN spielt in diesem Prozess laut Germeroth zwei Rollen: „Wir haben ein Kanalnetz, das sich über mehr als 1.500 Kilometer erstreckt und das Abwasser zu uns in den Kläranlagen transportiert, und über 100 Außenanlagen. Mit den beiden großen Kläranlagen behandeln wir über 1,3 Millionen Bevölkerungsäquivalente, was uns zum größten Einzelverbraucher, aber auch zum größten Stromerzeuger macht. Das macht es so überzeugend.“

Matthias Germeroth und ein junger Mann schauen zusammen auf ein Tablet und stehen vor Bedienpulten

Aufgrund der steigenden Energiekosten sind wir natürlich sehr daran interessiert, unsere Prozesse so weit wie möglich zu optimieren.

Volker Nachtmann, Technischer Werksleiter, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg

Vernetzte Material- und Energieflüsse sichtbar machen

„Nur durch Ressourcentransparenz können wir Ressourcen effizient und flexibel nutzen“, erklärt Volker Nachtmann, Technischer Werksleiter der Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg. Zu diesem Zweck zeichnet das Energiemanagementsystem den Benzin-, Erdgas- und Dieselverbrauch, den Stromverbrauch und die Verbrauchswerte für Heizen und Kühlen auf. Auf der Erzeugungsseite sind die erzeugte Wärme und Kälte sowie der erzeugte Strom, aufgeschlüsselt nach den Energiequellen Klärgas, fossile Brennstoffe für die Notstromaggregate und Photovoltaik, in der Bilanz enthalten. Auf diese Weise ermöglicht das System SUN, Verbrauch und Erzeugung zu analysieren und so Verbesserungspotenziale auszuschöpfen, so Germeroth: „Wir haben jetzt die Möglichkeit, Energieeffizienzpotenziale aufzuzeigen, die bisher unentdeckt geblieben sind.“

Eine wirklich bemerkenswerte Entdeckung war, dass wir die Kläranlage 1 teilweise mit zu 100% selbst erzeugter Energie versorgen können.

Matthias Germeroth, Energy Manager, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg

Gut für das Klima und die Balance

Die technische Grundlage dafür wurde von SUN zusammen mit Siemens implementiert: SIMATIC Energy Manager Pro macht Energieverbrauch und Materialflüsse transparent und unterstützt sowohl die Betriebsebene als auch verschiedene Unternehmensbereiche und die gesamte SUN mit automatischem Reporting und Monitoring. Zu diesem Zweck zeichnet das System bis zu 800 Datenpunkte von rund 500 Energiezählern sowie von den Prozess- und Gebäudeleitsystemen auf. Für Germeroth ist diese Flexibilität eine der großen Stärken dieser Lösung: „Mit SIMATIC Energy Manager Pro haben wir die Möglichkeit, die enormen Datenmengen zu bündeln und zu aussagekräftigen Mengen zusammenzuführen: Die Verwaltungsgebäude, die Labore, die Kälteerzeugung, den Kühlverbrauch, die Druckluft- und Schlammmengen, Füllstände, Klärgasmengen, aber auch den Fuhrpark. Eine wirklich bemerkenswerte Entdeckung war, dass es bereits viele Phasen gibt, in denen die Kläranlage 1 zu 100% mit selbst erzeugter Energie versorgt wird.“ Volker Nachtmann fügt hinzu: „Aufgrund der steigenden Energiekosten sind wir natürlich sehr daran interessiert, unsere Prozesse zu optimieren.“ Ein Teil dieser Überlegungen ist die Zusammenführung der beiden großen Kläranlagen der Stadt — und das Energiemanagementsystem kann dafür auch wichtige Kennzahlen liefern.

Ressourceneffizienz ist Klima- und Naturschutz

Energieeffizienz, mehr Eigenerzeugung, mehr erneuerbare Energiequellen — für Matthias Germeroth sind diese Ziele viel mehr als nur Kennzahlen. Von den Faultürmen aus blickt er auch auf die Pegnitz, die von Nürnberg in Richtung Fürth fließt. Zusammen mit den Flüssen Rednitz und Regnitz bildet es ein wertvolles Naturgebiet, das in der dicht besiedelten Region gleichzeitig Erholungsgebiet, Wasserquelle und natürliche Klimaanlage ist. Aber steigende Temperaturen und unregelmäßigere Regenfälle bereiten Flüssen Probleme. Naturschutz ist also ohne Klimaschutz nicht möglich — und das erfordert eine effizientere Energienutzung. Britta Walthelm hat daher eine klare Haltung: „Energy management ist nützlich, unverzichtbar und einfacher als Sie denken. Die Kilowattstunde, die ich nicht verwende, ist die beste. Die Nachricht: Fangen Sie einfach an.“

Der Kontrollraum mit mehreren Monitoren und Schreibtischen sowie einem großen Armaturenbrett an der Wand

Faultürme für die Gewinnung von Methan aus Schlamm

Die Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) leistet mit ihrer Geschäftstätigkeit einen entscheidenden Beitrag zum Umweltschutz und zur Erhaltung der Lebensqualität in der Metropolregion Nürnberg. SUN ist nicht nur für die Sammlung und Reinigung der Nürnberger Abwässer verantwortlich, sondern überwacht auch die Wasserqualität in den Flüssen Pegnitz, Rednitz und Regnitz. Es misst und bewertet auch die Umweltverschmutzung in den Bereichen Wasser, Luft und Boden.