„nachhaltige technologien 03 | 2021"

erzeugung ist wie vorhin genannt zurückhaltend zu sehen, wodurch PV-Anlagen an Bedeutung gewinnen. Aufgrund des hohen Stromverbrauchs kann auch bei größeren Anlagen der gesamte Strom selbst verbraucht werden. Die Einbindung der Abwasserrei- nigungsanlagen in regionale Energiegemeinschaften nach dem EAG wird von hohem Interesse sein und durch die im Bereich der ARAs vielfach vorhandenen Freiflächen großes Potenzial haben. Die ARA als Gasdrehscheibe Die aktuell bereits erzeugten Biogas-Mengen an Abwasserreinigungsanlagen können mittelfristig noch signifikant erhöht werden. Wie angeführt, ist eine alternative Stickstoffentfernung der Flaschen- hals für den Primärschlammabzug in der Vorreinigung und somit der Biogaserzeugung. Co-Fermente wie aufbereiteter Biomüll oder Abfälle aus Großküchen und der Lebensmittelindustrie werden auch hier einen wichtigen Beitrag leisten. Für die Einspeisung des Biogases in Gasnetze ist die Aufbereitung zur Biomethanqualität wichtig, wobei eine Bündelung verschiedener Biogaserzeuger sinn- voll erscheint, um Anlagenkosten zu sparen 6 . Durch die Errichtung von Wasserstoff-Elektrolyse können Synergieeffekte erzielt werden: • Nutzung des bei der Biogasaufbereitung abzutrennende CO 2 für die Methanisierung des Wasserstoffs mit folgender Maximierung der Einspeisemengen und Nutzung des Erdgasnetzes • Gesteigerte Einspeisemengen führen zu geringeren spezifischen Kosten • Nutzung des anfallenden Sauerstoffs aus der Elektrolyse für die Belüftung der biologischen Abwasserreinigung und somit 80 %-ige Volumen- strom-Reduzierung und Stromeinsparungen Auch für industrielle Abwasserreinigungsanlagen wird das dort erzeugte Biogas zunehmend wertvoll, weil es ein wichtiger Teil einer Dekarbonisierung-Strategie von einzelnen Standorten sein kann. Neben Wärmepumpen für Niedrigtemperatur-Prozesse wird eigenes und bei Bedarf fremdes Biomethan über das Erdgasnetz für die gezielte Dampferzeugung verwendet. Decision Support Tool für Zukunftsszenarien Um Zukunftsszenarien für einzelne Abwasserrei- nigungsanlagen zu untersuchen, wurde im Projekt AR-HES-B 7 ein Decision Support Tool entwickelt. Die Verknüpfung mit dem Strom-, Gas- und Wärme- ARA als Energie- und Ressourcendrehscheibe Unter diesen Gesichtspunkten kann eine Vision der ARA 2030 entworfen werden. In dieser ist sie die Energie- und Ressourcendrehscheibe, was technolo- gisch und in der regionalen Verankerung begründet ist. Die ARA als Ressourcendrehscheibe Phosphor und Stickstoff sind die wichtigsten Dünger für die Landwirtschaft, müssen in der Abwasserrei- nigungsanlage aber mit hohem Energieaufwand entfernt werden. Während es für die Phosphor-Rück- gewinnung einen vorgezeichneten regulatorischen Pfad gibt, fehlt ein solcher gesetzlicher Rahmen für die Stickstoff-Rückgewinnung. Aktuell zeigt AEE INTEC in Forschungsprojekten, dass sich die Membrandestillation zur Ammoniumsulfat- Erzeugung (ein Stickstoffdünger) eignet 4 . Langzeit- tests dazu werden an der ARA Gleisdorf im Rahmen des Projektes ThermaFLEX 5 durchgeführt. Essentiell ist die Entfernung von Stickstoff aus hochkonzent- rierten Teilströmen der Abwasserreinigungsanlage (Zentratwasser aus Zentrifuge und Kondensat von Trocknung), um die biologische Abwasserbehandlung zu entlasten und mehr Kohlenstoff für die Biogaser- zeugung zur Verfügung zu stellen. Erreichbare hohe Abtrennraten in der Vorreinigung führen zu signifi- kanten Steigerungsraten in der Biogaserzeugung. Die stoffliche Nutzung von abgetrennter und aufbe- reiteter Zellulose über Mikrosiebe und Trommelfilter stellt einen weiteren Nutzungspfad dar. Die ARA als Wärmedrehscheibe Die ARA als Wärmedrehscheibe ist kein Zukunftssze- nario mehr. Sowohl in Kapfenberg als auch Gleisdorf konnte AEE INTEC gemeinsam mit Partnern vor Ort konkrete Umsetzungen anstoßen, in denen Wärme- pumpen den Ablauf der Abwasserreinigungsanlagen als Wärmequelle nutzen (thermische Leistungen Kapfenberg 200 kW, Gleisdorf 650 kW). Konzeptionell muss besonderes Augenmerk auf die effiziente Wärmeversorgung der Faultürme und eine mögliche Niedrigtemperatur-Klärschlammtrocknung mit einer Wärmepumpe liegen. Die Nutzung des gewonnenen Biogases vor Ort ist besonders unter exergetisch optimierter regionaler Biogasnutzung kritisch zu sehen. Die ARA als Stromdrehscheibe Schon jetzt wird durch Biogas-BHKW und PV-Anlagen vielfach Eigenstrom an den ARAs erzeugt. Die Nut- zung von Biogas in solchen Anlagen für die Strom- 4 D.M. Scheepers, A.J. Tahir, C. Brunner, E. Guillen-Burrieza, Vacuum membrane distillation multi-component numerical model for ammonia recovery from liquid streams, Journal of Membrane Science, Volume 614, 2020, 118399, ISSN 0376-7388, https://doi.org/10.1016/j. memsci.2020.118399. 5 Das ThermaFLEX Leitprojekt wird vom österreichischen Klima- und Energiefonds im Rahmen der Forschungsinitiative "Green Energy Lab" als Teil der österreichischen Innovationsoffensive "Vorzeigeregion Energie" gefördert. Mehr Infos: https://thermaflex.greenenergylab.at 6 Thomas Kienberger, Christoph Sejkora, Matthias Greiml, Lukas Kriechbaum (2019) - Greening the Gas – Kostenbetrachtung der Einbindung 7 Abwasserreinigung zur hybriden Energiespeicherung, Energiebereitstellung und Wertstoffgewinnung (AR-HES-B) www.ar-hes-b.aee-intec.at/ 7 6 ENERGIEQUELLE ABWASSER