Zielsetzung

Ziel ist die technische und wirtschaftliche Prüfung von Einsparmaßnahmen in der Wasserversorgung (Wasserwerke, Pumpwerke) durch den Einsatz effizienter Pumpen und die Installation von Anlagen zur Stromeigennutzung (z.B. Photovoltaikanlagen). Sämtliche Maßnahmen werden einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unterzogen und münden in eine konkrete Handlungsempfehlung.

Methodik und Ergebnisse

Die konzeptionelle Vorgehensweise soll sich an folgenden Schritten orientieren:

Vor Ort Betrachtung mit Ist-Erfassung

• Im ersten Schritt ist eine Vor-Ort Begehung mit Aufnahme aller relevanten Energieverbraucher durchzuführen und zu dokumentieren
• Zudem sind die Energieverbrauchsdaten mindestens der letzten 3 Jahre zu erfassen.
• Für Anlagen mit Leistungsmessung ist eine Abfrage beim Energieversorgungsunternehmen und Analyse des elektrischen Lastganges durchzuführen.
• Messtechnische Erfassung von Strombedarf und Leistungsaufnahme über einen Zeitraum von mindestens 2 Wochen, falls kein elektrischer Lastgang vorliegt.
• Analyse der Baubeschreibung und des Jahresberichts der letzten 3 Jahre. Diese Dokumente geben wichtige Informationen zu Fördermengen und Laufzeiten der Pumpen sowie weiterer wichtiger Parameter (z.B. Wasserspiegel in Förderbrunnen)

Erstellung eines Messtechnikkonzepts

In vielen Anlagen der Wasserver- und Entsorgung ist die Analyse der Energieströme aufgrund fehlender Messstellen / Unterzähler nur unzureichend möglich. Auf Basis der Ist-Erfassung soll eine Empfehlung zur Installation sinnvoller weiterer Messeinrichtungen ausgearbeitet werden.

Prüfung zum Einsatz effizienter Pumpen 

Es soll eine technische Dimensionierung zur Installation verschiedener Pumpen im Vergleich zum Ist-Zustand geprüft werden. Dies soll in Anlehnung an die DVGW Arbeitsblätter erfolgen. Dies schafft die Basis für die nachfolgende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Prüfung zum Einsatz von Anlagen zur Stromeigennutzung 

Es soll geprüft werden, ob Anlagen zur Stromeigennutzung technisch und wirtschaftlich sinnvoll eingebunden werden können (z.B. Installation von Photovoltaikanlagen auf dem Betriebsgebäude / auf Freiflächen oder KWK-Anlagen). Hierfür soll eine technische Dimensionierung der idealen Anlagenleistung für maximale Stromeigennutzung erfolgen (z.B. auf Basis der Analyse des elektrischen Lastgangs). Dies schafft die Basis für die nachfolgende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Potentialanalyse einer „strommarktorientierten“ Fahrweise des Pumpwerks bzw. der Wasserversorgung 

Im Rahmen der Energiewende gewinnt die Flexibilisierung der Verbraucherseite (Demand Side Management) zunehmend an Bedeutung. Wasserversorger können über Pumpen mit großer Leistungsaufnahme und Zwischenspeicher (z. B. Hochbehälter) ihren Stromverbrauch innerhalb gewisser Grenzen flexibilisieren. Dies führt zum einen dazu, dass die Stromkosten insgesamt und zum anderen die Eigenstromnutzung bspw. von PV-Anlagen optimiert werden kann. Diese Potentiale sind im Rahmen des Konzepts zu ermitteln und zu bewerten und müssen bei der Empfehlung zum Pumpentausch berücksichtigt werden.

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zum Einsatz effizientester Pumpen hat in Anlehnung an das DVGW Arbeitsblatt W 618 2018-11 (Lebenszykluskosten für Förderanlagen in der Trinkwasserversorgung) zu erfolgen

Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für die Prüfung zum Einsatz von Anlagen zur Stromeigennutzung hat in Anlehnung an die VDI 2067 (Vollkostenrechnung) zu erfolgen. Die Vollkostenrechnung beinhaltet folgende Bestandteile:

• Investitionskostenprognose / Kapitalgebundene Kosten

Die Berechnung der Kapitalgebundenen Kosten erfolgt nach der Annuitätenmethode. Das Verfahren ermöglicht es, die einmaligen Investitionskosten mit einem definierten Zinssatz als jährliche Kosten auf einen zu definierenden Betrachtungszeitraum umzulegen. Die Investitionskosten müssen dabei sämtliche mit einer Energieversorgungsvariante verbundenen Investitionen beinhalten (z.B. Hochbaumaßnahmen, Baunebenkosten, Installationskosten, Planungskosten) und produktneutral anhand von Marktdurchschnittspreisen ermittelt werden

• Bedarfsgebundene Kosten

Die Bedarfsgebundenen Kosten beinhalten sämtliche Kosten, die für die Energiebereitstellung der jeweiligen Energieversorgungsvariante notwendig sind. Hierzu zählen die Brennstoffkosten, Kosten für Hilfsstrom der Aggregate, Pumpstrom, etc.

• Betriebsgebundene Kosten

Zu den Betriebsgebundenen Kosten zählen die Kosten für Instandhaltung und Bedienung der Anlagen. Unter Instandhaltung fallen dabei die Kosten für Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Schwachstellenbeseitigung

• Sonstige Kosten

Unter die Sonstigen Kosten fallen Kosten für Versicherungen, allgemeine Abgaben, Steuern, anteilige Verwaltungskosten etc.

• Jährliche Einnahmen

Bei Strombereitstellung einer Anlage zum Ausbau erneuerbarer Energien ist eine Berechnung der jährlichen Stromeinnahmen durchzuführen, die z.B. gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetz oder Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz zu bestimmen sind.

Handlungsempfehlung

Als Ergebnis der Berechnung ist eine neutrale Handlungsempfehlung abzugeben. Darauf basierend kann eine Entscheidung für oder gegen die Umsetzung der identifizierten Maßnahmen in den entsprechenden Gremien diskutiert werden.

Datengrundlage / Werkzeuge

• Energieverbrauchsdaten (Betreiber)
• Elektrischer Lastgang (Netzbetreiber)
• Baubeschreibung und Jahresbericht der Wasserversorgung
• Arbeitsblatt W 610 2010-03 - Pumpensysteme in der Trinkwasserversorgung
• Arbeitsblatt W 613 2018-5 - Energierückgewinnung durch Wasserkraftanlagen in der Trinkwasserversorgung
• Arbeitsblatt W 617 2006-11 - Druckerhöhungsanlagen in der Trinkwasserversorgung
• Arbeitsblatt W 630 2017-11 - Elektrische Antriebe in Wasserversorgungsanlagen
• Merkblatt W 618 2018-11 - Lebenszykluskosten für Förderanlagen in der Trinkwasserversorgung

Abzugebende Unterlagen

• Diagramme mit Erläuterungen: Erfassung des energetischen Ist-Zustand mit Ausarbeitung von geordneten Jahresdauerlinien 
• Technische und wirtschaftliche Berechnungen: Prüfung zum Einsatz effizienter Pumpen
• Technische und wirtschaftliche Berechnungen: Prüfung zum Einsatz erneuerbarer Energien / KWK zur Stromeigennutzung
• Umfassende Beschreibung / Priorisierung der Handlungsempfehlung(en)