BMWi-Projekt: Kläffizient

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BMWi-Projekt: Kläffizient –  Flexible und bedarfsgerechte Veredelung von Klärgas zur Energiespeicherung und Erhöhung der Anlageneffizienz

Im BMWi-Projekt Kläffizient wird das Potential von Klärwerken als sogenannte „Prosumer“, also als Produzenten und Konsumenten von Strom, Biomethan und Wärme am zunehmend dezentralisierten und flexibilisierten Energiemarkt simulativ wie auch experimentell erforscht.

Förderkennzeichen: 03EI5421A

Laufzeit: 01.10.2020 – 30.09.2023

Projektträger

PtJ

Projektträger Jülich

gefördert durch

bmwi

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm

Logo Energetische Biomassenutzung

Energetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe

Projektpartner

Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg

logo eta energieberatung

eta Energieberatung GmbH

Das Projekt Kläffizient untersucht die Flexibilisierung von Klärwerken hin zu Akteuren an Energiemärkten. Herkömmliche Kläranlagen sind hauptsächlich zur Energiekostenminimierung ausgelegt. Über eine Klärgasveredelung kann jedoch Biomethan in den Gasmarkt eingespeist werden. Hierbei können starke Synergien genutzt werden, wie beispielsweise die parallele Verwendung von den Elektrolyseprodukten Wasserstoff als Eduktgas und Sauerstoff zur Belüftung der biologischen Stufe. Das Konzept der Klärgasveredelung eröffnet einen weiten Flexibilisierungshorizont, bei dem verschiedene Betriebs- und Vermarktungsstrategien wirtschaftlich sinnvoll sein können. Deshalb soll mit einem systemdynamisch modellierten „digitalen Zwilling“ eine optimierte Betriebsweise für Klärwerke über variierende Energiepreisszenarien gefunden werden.

Ziel des Projekts ist die Erprobung der flexiblen Methanisierung von Klärgas in einem variierenden Energiemarkt. Neben simulativen Betrachtungen werden auch Demonstrationen der Methanisierung an einem Standort eines Klärwerks durchgeführt. So soll ein Beitrag zum Klimaschutz bei gleichzeitiger Kostenoptimierung von Klärwerken geleistet werden.

Schema des Kläffizient-Konzepts: Die Kläranlage produziert Klärgas, welches im BHKW verstromt und in der Methanisierung zu SNG umgesetzt wird. Aus Methanisierung und BHKW wird Wärme für die Kläranlage bereitgestellt. Ein Elektrolyseur bezieht Strom aus dem Strommarkt und erzeugt Sauerstoff und Wasserstoff, welche in der Kläranlage bzw. der Methanisierung benötigt werden. Das produzierte SNG und der Überschussstrom aus dem BHKW wird am Gas- bzw. Strommarkt verkauft. In Gas- und Dampf-Kraftwerken kann das erzeugte Gas ggf. rückverstromt werden.
Abbildung 1: „KLÄFFIZIENTE“ Maßnahmen zur Sektorenkopplung bei der Klärgasaufbereitung

 

Ansprechpartner:

Jonas Miederer, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik