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Für die Kläranlage und Schlammverbrennungsanlage (SVA) Buholz in Luzern wurde eine umfassende Energiestudie ausgearbeitet. Das Ziel dieser Studie bestand darin, ein Konzept auszuarbeiten, wie das auf der grössten Kläranlage der Zentralschweiz produzierte Klärgas möglichst sinnvoll und vollständig verwertetwerden kann, und der Energieverbrauch der Anlage optimiert werden kann. Die Studie hat aufgezeigt, dass bei der SVA ein grosses Einsparpotential von Klärgas besteht und gleichzeitig sehr viel Abwärme auf hohem Temperaturniveau anfällt. Auf der Kläranlage wurde festgestellt, dass das bestehende Blockheizkraftwerk(BHKW) nicht optimal betrieben werden konnte. Eine beträchtliche Gasmenge musste abgefackelt werden oder wurde im Heizkessel zur Produktion von Wärmeenergie verbraucht.Der vorliegende Bericht zeigt die Betriebserfahrungen nach der Realisation des ersten Massnahmenpakets. Im Rahmen des ersten Massnahmenpakets wurde als Sofortmassnahme der Betrieb der SVA auf 3- Schichtbetrieb umgestellt. Durch diese Massnahme konnte Klärgas für den täglichen Aufheizbetrieb eingespart werden. Das eingesparte Gas steht nun zusätzlich für die Produktion von elektrischer Energie im BHKW zur Verfügung.Zur Optimierung des BHKW-Betriebs wurde ein Wärmespeicher mit 70 m3 Wasserinhalt eingebaut. Dieser Speicher erlaubt es, möglichst viel Strom während der Hochtarifzeit zu produzieren. Zusätzlich kann mit dem Speicher verhindert werden, dass gleichzeitig, oder in kurzen Zeitabständen, die durch das BHKW produzierte Wärmeenergie über ein Notkühlsystem vernichtet werden muss, und ein Teil des Gases im Heizkessel zur Wärmeproduktion verbraucht wird.Für die Verwertung der sehr grossen Abwärmemengen wurde nach Abnehmern gesucht. Die Firma RUAG Aerospace betreibt in der Nähe der Kläranlage ein Labor mit Forschungs- und Entwicklungsabteilung. Die bestehende Wärmeerzeugungsanlage, mit einer installierten Leistung von 800 kW, musste auf Grund einerVerfügung des Amtes für Umweltschutz saniert werden. Das Bauprojekt für eine Fernwärmeleitung hat für die ARA als Energielieferanten wie auch für den zukünftigen Bezüger von Fernwärme dank dem Unterstützungsbeitrag des Bundesamtes für Energie ein positives Kosten- Nutzenverhältnis ergeben. Die Fernleitung wurde im Spätherbst 2000 realisiert und versorgt seither die RUAG Aerospace zu 100 % mit Wärme.In der zweiten Etappe werden Energieeinsparungen bei der Rauchgasreinigung der SVA realisiert. Die SVA ist mit einer Rauchgasreinigung mit katalytischer Entstickung ausgerüstet. Zur Entstickung müssen die Rauchgase mit einem Klärgasbrenner aufgeheizt werden. Im Frühjahr/Sommer 2004 wird in die Rauchgasleitung ein Dampf-Rauchgaswärmetauscher eingebaut. Die Energie für diesen Rauchgaserhitzer wird ab dem Dampfnetz der SVA bezogen. Diese Dampfenergie musste bis jetzt mittels eines Luftkondensators vernichtet werden. Das eingesparte Klärgas (1'550 MWh/Jahr) kann anderweitig genutzt werden.Für die Nutzung des Klärgases wurden verschiedene Konzepte ausgearbeitet. Aus ökologischen und ökonomischen Überlegungen wurde entschieden eine Klärgasaufbereitungsanlage zu installieren, welche es erlaubt, das Klärgas so aufzubereiten, dass es möglich ist, dieses ins öffentliche Erdgasnetz einzuspeisen.Auch diese Anlage wird im Sommer 2004 installiert damit das in der SVA eingesparte Klärgas verwertet werden kann.Zur Nutzung des Überschussdampfes aus der SVA wurde in der Studie ein Dampfmotor mit Generator vorgesehen. Weil diese Massnahme ein sehr ungünstiges Kosten- Nutzenverhältnis aufweist, wurde die Realisierung zurückgestellt. Die dampfbezogenen Massnahmen werden nach Realisierung der Biogasaufbereitung noch einmal detailliert untersucht.Die Erfolgskontrolle für den Zeitraum 2001 bis Ende 2003 hat gezeigt, dass durch die bis jetzt realisierten Massnahmen die jährliche Stromproduktion um 680 MWh erhöht werden konnte. An die RUAG Aerospace konnte jährlich 710 MWh Wärmeenergie geliefert werden. Dies entspricht einer Oeleinsparung von ca. 70'000 Litern pro Jahr. Die in der Studie und im Bauprojekt prognostizierten Einsparungen konnten vollumfänglich erfüllt werden. Als ökologischer Nutzen konnte die Emission von CO2 um jährlich ca. 600 Tonnen (europäischer Strommix) reduziert werden.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Gemeindeverband
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Christen,Roland
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