Nicole Weinhold
In der Landwirtschaft, dem Gewerbe und bei der Produktion: überall werden Rohstoffe verarbeitet und genutzt sowie Energie erzeugt und wieder verbraucht. Die dabei zum Einsatz kommenden Technologien und Anlagen sind oft ungenügend auf die betriebseigenen Strukturen angepasst. In der Regel ist nicht gleich ersichtlich, wo genau im eigenen Stoff- und Energiekreislauf Einsparpotenziale liegen.
Energieeinsparungen und Rohstoffrückgewinnung
Zudem zwingen Änderungen der Gesetze und Umweltzertifizierungen viele Kommunen und Unternehmen dazu, Energieeinsparungen und Rohstoffrückgewinnung zu betreiben. Das macht eine Anpassung der eigenen Betriebsabläufe notwendig. Die Novellierung der Klärschlammverordnung beispielsweise erschwert die Schlammentsorgung von Kommunen und die befristete Solarförderung des Bundes macht Post-EEG-Konzepte notwendig. Deshalb bietet das Innovationsnetzwerk Energiesysteme Ländlicher Raum (INEL) innovative standortbezogene Energie- und Recyclingkonzepte von der Entwicklung bis hin zur Umsetzung vor Ort aus einer Hand.
Einzeltechnologien bündeln zu nachhaltigen Anlagenkonzepten
Im Rahmen des Innovationsnetzwerks bündeln 15 mittelständische Unternehmen ihre Erfahrungen im Bereich der technischen Nutzung energetischer und stofflicher Nebenprodukte und kombinieren mehrere innovative Einzeltechnologien zu nachhaltigen Anlagenkonzepten. Ziel sind passgenaue Lösungen für ländliche Akteure vom Gewerbebetrieb, über kommunalen Eigenbetrieb bis zu öffentlichen Verwaltungseinheiten.
Im landwirtschaftlichen Betrieb wie auch im mittelständischen Unternehmen oder in der Kommune hilft ein ökonomisch sinnvoller Umgang mit Energie und Roh- sowie Reststoffen dabei laufende Kosten gering zu halten. „Wo die Einsparpotenziale im betriebseigenen Verbrauch liegen, ist nicht immer leicht zu erkennen“, erläutert Alexander Schank, Geschäftsführer des Inel-Netzwerks. „Zu einem passgenauen und standortbezogenen Konzept ist vor allem ein fundierter Anbietervergleich geeigneter Technologielösungen, sowie Wissen über aktuelle Innovationen notwendig, um die eigenen Energie- und Stoffkreisläufe zu optimieren.“ Dass dies aber häufig sinnvoll ist, zeigt sich auch an wechselnden energiewirtschaftlichen Trends und politischen Entscheidungen, die einen zunehmenden Handlungsdruck auch auf ländliche Akteure aufbauen. Prominente Beispiele der letzten Jahre sind die auslaufende Solarförderung im Rahmen des EEG sowie die Novellierung der Klärschlammverordnung, die unter anderem die Rückgewinnung von Phosphor als Zielvorgabe setzt. Viele Unternehmen und Kommunen sind jedoch nur bedingt darauf vorbereitet, die geforderten Anpassungen in eigener Regie zügig umzusetzen – teils aus unzureichender Marktübersicht technischer Lösungen, teils aus Mangel an geeigneten Ressourcen.
In diesen Fällen kann das Inel, das von der ABC GmbH aus Köln koordiniert wird, Anwender aus Industrie und Landwirtschaft sowie kommunale Partner bei der Vorplanung und Implementierung kosteneffizienter und innovativer Anlagentechnologien unterstützen. Das thematische Leitnetzwerk des Bundeswirtschaftsministeriums bündelt dabei mehrere Einzeltechnologien verschiedener innovativer Mittelstandsunternehmen und kombiniert diese basierend auf einer Vorortanalyse und Machbarkeitsprüfung zu einem individuell angepassten Konzept für jeden einzelnen Standort. Das Netzwerk tritt dabei als Projektentwickler und -umsetzer auf und übernimmt im Bedarfsfall sämtliche Planungs- und Betriebsschritte, sodass Anwender eine schlüsselfertige Lösung erhalten.
Post-EEG-Lösung: Selbstkosten senken und Zusatzeinnahmen generieren durch intelligente Speicher
Die Energieexperten des Inel haben die langfristigen Entwicklungen sowie die Folgen aus gesetzlichen Änderungen im Blick. Dazu zählt auch die Revision und Weiterentwicklung von bereits installierten PV-Anlagen. „Mit der Verabschiedung des EEG sollte durch eine feste Einspeisevergütung und die garantierte Abnahme des Stroms der Markteintritt für die Photovoltaik unterstützt werden“, erläutert Schank. „Diese Förderung aber endet nach 20 Jahren. Im Jahr 2020 bieten die im Jahr 2000 installierten Anlagen demnach dem Besitzer keine gesetzlich garantierten Einnahmen mehr.“ Deshalb unterstützt Inel Anlagenbesitzer dabei, die bereits abbezahlten Installationen für die anteilige Eigenstromversorgung nutzbar zu machen. Anstatt den darüber gewonnen Solarstrom für eine geringe Einspeisevergütung ins Gesamtnetz zu leiten, wird ein individuell angepasster Speicher installiert, der den eigens erzeugten Solarstrom zwischenpuffert und nach Notwendigkeit in den betriebs- beziehungsweise hauseigenen Stromkreislauf zurückleitet. Dadurch kann ein Teil oder je nach Konzeptionierung der gesamte Stromverbrauch beispielsweise eines Schulgebäudes oder einer Logistikhalle abgedeckt werden. Ebenso lässt sich tagsüber erzeugter Eigenstrom für die Nacht bereithalten, was etwa für Logistikunternehmen kostenschonend ist, da kein zusätzlicher teurer Netzstrom gekauft werden muss.
Weil Inel ein multifunktionales System anstrebt, soll der Speicher nicht nur bei der Eigenversorgung helfen, sondern zusätzlich auch die Bezugskosten für Netzstrom senken: Da die Energieversorger für die Abrechnung bei Gewerbekunden immer den Maximalverbrauch ansetzen, können auftretende Lastspitzen, beispielsweise beim morgendlichen Hochfahren des Betriebs, diesen Wert negativ beeinflussen. Der Speicher kann in diesem Fall als Puffer dienen und via Peak Shaving ausgleichen. Außerdem bietet sich dem Anwender die Möglichkeit den eigenen Speicher als direkte Einnahmequelle zu nutzen. Hierfür stellt der Gewerbebetrieb seinen Speicher einem Energieversorger wie Stadtwerken zur Verfügung, die den Speicher dann nutzen, um Schwankungen im Stromnetz ausgleichen zu können. Dafür erhält der Speicherbesitzer eine pauschale wöchentliche Vergütung im vierstelligen Eurobereich. Somit ergibt sich für ihn eine Mehrfachnutzung, um die Eigenversorgung zu erhöhen, die Stromrechnung zu reduzieren und zusätzliche Einnahmen durch die Teilnahme am Strommarkt zu erzielen.
Obligatorisches Phosphorrecycling erfordert dezentrale Verwertungsanlagen
Dass eine kurzfristige Anpassung der eigenen Energie- und Stoffkreisläufe durch politische Trends und daraus resultierende Gesetzesänderungen notwendig wird, zeigt auch die Novellierung der Klärschlammverordnung: Mit der Neufassung, gültig seit der Frühjahrsdüngung 2018, ist eine reine bodenbezogene Verwertung verboten, da die teils problematischen Bestandteile des Klärschlamms wie Medikamentenrückstände, Mikroplastik oder Industriechemikalien die Böden nachhaltig schädigen können. „Zudem hat der Gesetzgeber die Phosphorrückgewinnung künftig als obligatorisch deklariert, sodass Verbrennungsanlagen sowie gegebenenfalls Kläranlagen dementsprechend angepasst werden müssen“, erläutert Schank. Ein Großteil der anfallenden Klärschlämme wird thermisch verwertet, aber nur bei der Monoverbrennung ist der Phosphoranteil in der Asche so hoch, das eine Rückgewinnung möglich wird. Allerdings sind die Kapazitäten dafür in Deutschland bisher bereits ausgelastet, sodass es zu Entsorgungsengpässen und damit verbundenen Preissteigerungen kommt. Auch die übliche Mitverbrennung in Kohle- und Zementkraftwerken entfällt als Variante zur höherwertigen Klärschlammentsorgung, da die Phosphorextraktion als Mischaschen technisch kaum möglich und damit unwirtschaftlich ist. Für die Kläranlagenbetreiber bedeutet dies nun neue Verwertungswege möglichst regional zu etablieren, sodass der Schlamm nicht mit in der Regel 75 Prozent Wasseranteil aufwendig und kostenintensiv zu einer weit entfernten Verwertungs- beziehungsweise Verbrennungsanlage transportiert werden muss.
Damit Akteure im ländlichen Raum auf die neuen Anforderungen reagieren können, unterstützt Inel bei der Umsetzung kleiner dezentraler thermischer Verwertungsanlagen, sodass insbesondere mittelständische Unternehmen aber auch kommunale Kläranlagen eigene Reststoffe selbst entsorgen und verwerten können. Ähnlich wie bei den erwähnten Speicherlösungen wird auf Grundlage der bestehenden Technologien ein individuell angepasstes Konzept erstellt und anschließend der jeweils effizienteste Technologiemix gewählt. „Auf diese Weise lassen sich Kläranlagen beispielsweise so erweitern, dass neben der Trocknung auch eine thermische Verwertung vor Ort mit integrierter Nährstoffrückgewinnung erfolgen kann“, berichtet Schank. Dazu installieren die Experten des Netzwerks spezielle Trockner. Durch Anschluss eines dezentralen Drehrohrkessels oder einer Kleinst-Wirbelschichtfeuerung kann die getrocknete Masse thermisch verwertet werden, wobei die dabei entstehende Wärme wiederum für die Schlammtrocknung verwendet werden kann, sodass ein geschlossener Wärmekreislauf geschaffen wird. Diese Konzepte rechnen sich bereits für kleine Klärschlammmengen ab 10.000 Tonnen entwässerter Schlamm pro Jahr. Schon beim Zusammenschluss von 3 bis 5 kleineren Kläranlagen beziehungsweise Kommunen kann eine solche Menge wirtschaftlich realisierbar sein. Da der Schlamm nicht mehr zu einem Kraftwerk oder einer anderen Verbrennungsanlage gebracht werden muss, entfallen auch Transportkosten und schwankende beziehungsweise stetig steigende Abnahmepreise. Für den Anlagenbetreiber liefert die dezentrale Lösung neben Entsorgungssicherheit also auch eine langfristige und planbare Preisstabilität.
Stärkung von Regionen durch innovationsgetriebene Vernetzung
„Da für uns auch immer das Gesamtbild im Fokus steht, versuchen wir Energieeinsparungen und Kostenreduktion durch sinnvolle Vernetzung der Stoff- und Energiekreisläufe regionaler Akteure zu erzielen“, so Schank. Durch die genauen Standortanalysen im Vorfeld einer Projektierung erhält Inel einen guten Überblick über die Bedürfnisse und Potentiale der jeweiligen Kommune oder des analysierten Unternehmens, sodass auch die Schaffung lokaler Wertschöpfungsketten ein Ziel der Netzwerkarbeit ist. Beispielsweise können nächtlich stillstehende BHKW-Kapazitäten des einen Gewerbebetriebs dazu genutzt werden, den Nachtstrombedarf eines benachbarten Industrieunternehmens mit zu sichern. Außerdem bietet die Vernetzung der mittelständischen Unternehmen im Rahmen des Netzwerks, aber auch im Zuge des anbieterunabhängigen Technologievergleichs, für potentielle Anwender die Möglichkeit, technische Innovationen überregional bekannter zu machen und unterstützt Effizienztechnologien häufiger in die Umsetzung zu bekommen.
