Tiefbauamt
Folie 1 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Abwasserwärmenutzung Abwasserableitung und Abwassergewinnung – Synergie und Ihre Grenzen Wolfgang Schanz
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• Seit 1995 städt. Eigenbetrieb
• Ca. 350 Beschäftigte • 1685 km
Mischwassernetz • 4 Klärwerke • 9 Anschluss-
gemeinden
SES - Stadtentwässerung Stuttgart
Inhalt
Folie 3 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Potenzialstudie Sicht der SES Projekte Synergie und Ihre Grenzen Fazit und Ausblick
Folie 4 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Energiegewinnung aus Abwasser schont andere
Ressourcen und reduziert die CO2-Belastung Steigende Energiepreise und technologischer
Fortschritt bei Wärmetauschern und Wärmepumpen machen die Abwasserwärmenutzung (AWN) wirtschaftlich interessant
Positive Erfahrungen aus bestehenden Projekten bestätigen Einsparpotenzial ohne Beeinträchtigung des Kanalnetzbetreibers SES unterstützt Vorhabensträger, betreibt aber selbst keine Abwasserwärmenutzung
Inhalt
Folie 5 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Potenzialstudie
Sicht der SES Projekte Synergie und Ihre Grenzen Fazit und Ausblick
Folie 6
Potenzialstudie
Förderung durch das Umweltministerium BW nach Förderrichtlinien Wasserwirtschaft 2009
Wesentliches Element ist die Energiekarte Grafische Darstellung der für AWN möglichen
Kanäle Systematische Suche geeigneter Standorte möglich
Schnellere und einfachere Bearbeitung der Anfragen durch SES
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Potenzialstudie - Energiekarte
Folie 7 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Haltung nutzbar ohne Einschränkungen (QT,d,aM ≥ 15 l/s; DN ≥ 800 mm, ausreichende Hydraulische Leistungsfähigkeit)
Bereiche geeigneter Standorte
150 m 300 m Gebiete ohne Berücksichtigung der hydraulischen Auslastung
≈ 35 l/s
≈ 95 l/s
Potenzialstudie - Energiekarte
Folie 8 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Haltung nutzbar ohne Einschränkungen (QT,d,aM ≥ 15 l/s; DN ≥ 800 mm, ausreichende Hydraulische Leistungsfähigkeit)
Bereiche geeigneter Standorte
≈ 35 l/s
≈ 95 l/s
150 m 300 m Gebiete ohne Berücksichtigung der hydraulischen Auslastung
Aufgrund dieser Kriterien kommen ca. 7 % (110 km) des Stuttgarter Kanalnetzes für die AWN in Frage
Inhalt
Folie 9 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Potenzialstudie Sicht der SES
Projekte Synergie und Ihre Grenzen Fazit und Ausblick
Folie 10 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Sicht der SES - Randbedingungen
Aufgaben der SES sind vorrangig die Ableitung und Reinigung des Abwassers
AWN ist eine „Sondernutzung“ im Entwässerungssystem Hydraulische Leistungsfähigkeit muss gewährleistet sein Vermeidung der Bildung von Ablagerungen Begehbarkeit und Hochdruckspülfestigkeit Einhaltung der Arbeitsschutzbestimmungen
Voraussetzung ist ein sicherer und uneingeschränkter Betrieb des Entwässerungssystems
Folie 11 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Sicht der SES - Aufgaben
Bewertung der Randbedingungen (Profil, Strecke, QTW, Zugang, Entfernung, ggf. Sanierung, Wasserhaltung)
Betreuung Machbarkeitsstudie und Planung des Projekts Gestattungsvertrag Einweisung der Firma durch Kanalbetrieb Gegebenenfalls weitere Unterstützung durch SES Abnahme und Übernahme ins Kanalinformationssystem
Aufwand durch Abstimmungen sowie Betreuung von Planung und Ausführung
Folie 12 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Sicht der SES - Gestattung Nutzung des Abwassers zur Energiegewinnung Einbau und Betrieb der Anlage Kosten- und Eigentumsregelungen Einhaltung der Anforderungen aus Betrieb und
Arbeitsschutz Regelung Zutrittsrechte und Verantwortung Übermittlung Betriebsdaten (Vermessung,
Dokumentation) Meldung In- und Außerbetriebnahme Haftung, Laufzeit, Rechtsnachfolge und Kündigung
Regelungen im Gestattungsvertrag zwischen SES und Wärmenutzer
Sicht der SES - Gestattungsvertrag
Folie 13 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Investor
Sicht der SES - Kostenregelungen
Unentgeltliche Nutzungsüberlassung Unentgeltliche Prüfung und Freigabe der Einbaupläne Der Aufwand des Kanalbetreibers für die begleitenden
Maßnahmen beim Einbau des Wärmetauschers wird in Rechnung gestellt
Kosten für Schäden an der Kanalisation, die unmittelbar auf die AWN-Anlage zurückzuführen sind, werden vom Betreiber getragen
Folie 14 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Der Nutzungsnehmer plant, erstellt und betreibt die Anlage auf eigene Kosten
Schwankungen der Abwassertemperatur Schwankungen der Abwassermenge Schäden an der Kanalisation, die durch Einbau, Betrieb,
Wartung und Unterhaltung der AWN-Anlage entstehen Schäden an der Anlage durch unvorhergesehene
Ereignisse wie z.B. Überschwemmungen, Starkregen …
Sicht der SES - Risikoanalyse
Folie 15 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Der Stadtentwässerung dürfen durch die Abwasserwärmenutzung keine Nachteile entstehen Alle Risiken sind vom Anlagenbetreiber zu tragen
Sicht der SES - Projektabwicklung
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E
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SES/ Planung
SES/ Kanalbetrieb
Anf
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Messung QTW
Auskunft bei Rück-
fragen
Phase I - Planung
Vorabstim-mung
Vorabstim-mung
Investor
Begleitung
Abstimmung
Entwurfs- und Ausführungs-planung
Prüfung Entwurfs- und Ausführungs-planung
Begleitung Prüfung
Sicht der SES - Projektabwicklung
Folie 17 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
SES/ Planung
Investor
SES/ Kanalbetrieb
Begleitung
Zustands- erfassung
Phase II – Ausführung und Abnahme
Begleitung
Prüfung
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Ausführung Vermessung
Dokumentation
Abgabe: Vermessungen Dokumentation
Sicht der SES - Projektabwicklung
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Erfahrungen aus dem Betrieb der AWNA und Betriebsdaten hat der Nutzungsnehmer der Stadt zur Verfügung zu stellen.
Inhalt
Folie 19 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Potenzialstudie Sicht der SES Projekte
Synergie und Ihre Grenzen Fazit und Ausblick
Abwasserwärmenutzung Projekte - Übersicht
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Daimlerstraße
Willy-Brandt-Straße
Landesbibliothek
Neckarpark
abgeschlossen in Bearbeitung
Wilhelmspalais
Folie 21
165 Wohneinheiten, Pflegeheim, Kindergarten
Seit Ende 2010 in Betrieb
Bis zu 47% der Heizenergie wird durch AWN abgedeckt
HS Neckar Rechts
Projekte - Daimlerstraße / Terrot-Areal
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Folie 22
165 Wohneinheiten, Pflegeheim, Kindergarten
Seit Ende 2010 in Betrieb
Bis zu 47% der Heizenergie wird durch AWN abgedeckt
HS Neckar Rechts
Projekte - Daimlerstraße / Terrot-Areal
19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
minus 53,7 t CO2 – Ausstoß pro Jahr im Vergleich zur Wärmeerzeugung mit Erdgas
Folie 23
Montage Quelle: UHRIG
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Folie 24
Abnahme
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Folie 25
Bislang wurden keine betrieblichen Störungen festgestellt
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Projekte - Konrad-Adenauer-Straße 8 - Landesbibliothek
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Nebensammler Nesenbach
8
Heizwärmebedarf 500 kW Kühlbedarf 210 kW Wärmetauscheranlage: Länge 55 m Entzugsleistung (Heizfall)
85 kW entspricht rd.105 kW Heizleistung
Rückkühlleistung 213 kW Bestandsdaten: QTW = 100 l/s Profil 900/2600 mm
Projekte – Konrad-Adenauer-Straße 2 - Wilhelmspalais
Folie 27 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
2
Nebensammler Nesenbach Charlottenplatz
Wärmetauscheranlage: Länge 65 m Entzugsleistung (Heizfall)
150 kW Rückkühlleistung 313 kW Bestandsdaten: QTW = 100 l/s Profil 900/2600 mm Abkühlung des
Abwassers im Heizfall: um rd. 0,3 K
Inhalt
Folie 28 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Potenzialstudie Sicht der SES Projekte Synergie und Ihre Grenzen
Fazit und Ausblick
Folie 29
Synergie und Ihre Grenzen
Verwendung des bestehenden Kanalnetzes Einbau Wärmetauscher oder vorgefertigte
Elementen mit integriertem Wärmetauscher direkt bei erforderlicher Kanalerneuerung oder -umbau
Abwasserwärmenutzung unter bestimmten Voraussetzungen sinnvoll • Konstante Abwassermengen ≥ 15l/s • Entfernung Wärmenutzer: 150-300 m • Kanalquerschnitt ≥ DN 800 mm • Kommunale Gebäude mit einem Jahreswärmeverbrauch ≥
125.000 kWh/a
Bautechnische Umsetzbarkeit 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Inhalt
Folie 30 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
Vorwort Potenzialstudie Sicht der SES Projekte Synergie und Ihre Grenzen Fazit und Ausblick
Folie 31
Fazit und Ausblick
Stadtentwässerung Stuttgart leistet einen Beitrag zur ressourcenschonenden Energiegewinnung
Durch entsprechende Vertragsgestaltung bestehen für die Stadtentwässerung keine Risiken
Bivalente Energieversorgung ratsam um Störungen im Kanalnetz oder Versorgungsspitzen abzufangen
Kanalnetz dient primär der Abwasserableitung und erst in zweiter Linie zur Energiegewinnung
Veröffentlichung der Energiekarten im Geoinformationssystem der Stadt Stuttgart für externe Interessenten
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Folie 32 19.11.2015 Landeshauptstadt Stuttgart – Tiefbauamt
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