Für die Wasserversorgung bedeutet der Klimawandel eine besondere Herausforderung. Die Auswirkungen sind bereits heute vielerorts spürbar. Die Trockenperioden werden länger, Extremwetterereignisse wie Hochwasser und Hitzewellen nehmen zu. Gleichzeitig benötigt die Wasserversorgung große Mengen an Energie, um Wasser zu gewinnen, aufzubereiten und zu verteilen. Hier setzt das Projekt „Klimaneutrale Wasserversorgung in Mainfranken“ an.
Ökonomie, Ökologie, Versorgungsicherheit
Das Konzept zur Steuerung und Optimierung einer klimaneutralen Wasserversorgung adressiert neben dem Klimawandel auch den Megatrend Digitalisierung. Zum einen steht der Klimaschutz im Fokus. Die stromintensive Wassergewinnung wird optimal auf die volatile Stromerzeugung aus regenerativen Energien abgestimmt. Zum anderen werden die Chancen der Digitalisierung genutzt, um den Pumpbetrieb über eine intelligente Steuerung auf Erzeugung und Verbrauch abzustimmen. Über eine 26 km lange Trinkwasserverbundleitung erhält das Projekt dabei überregionale Strahlkraft und hilft somit Ökonomie, Ökologie und Versorgungsicherheit zu vereinen. Dabei werden vier Projektziele verfolgt:
1. Wasserversorgung klimafreundlich und nachhaltig sicherstellen
Die sogenannte „fränkischen Trockenplatte“ ist ein Gebiet mit einem Niederschlag, der der Republik Tschad entspricht. Um die vorhandenen Wasserressourcen optimal und nachhaltig zu nutzen, sollen durch die intelligente Verknüpfung von Wasserversorgung und Energieerzeugung die Chancen des Stromsektors über erneuerbare Energien wirtschaftlich genutzt werden.
2. Ressourcen optimal einsetzen
Vorhandene Anlagen, wie z.B. Brunnen, Hochbehälter, Netze und Flächen sollen besser genutzt werden. Eigenen Flächen sollen für erneuerbare Energien nutzbar gemacht und Wasserressourcen optimal verteilt werden.
3. Chancen der Digitalisierung nutzen
Die Chancen der Digitalisierung sollen zur ganzheitlichen Steuerung und Optimierung eines spartenübergreifenden und komplexen Gesamtsystems genutzt werden. Verbrauch und Erzeugung sollen so optimal aufeinander abgestimmt werden.
4. Kommunikation als Erfolgsfaktor etablieren
Durch eine umfassende Kommunikationsstrategie sollen alle relevanten Interessensgruppen und Partner in das Projekt eingebunden und als Multiplikatoren gewonnen werden.
Sektorenkopplung neu denken
Große wie kleine Energieversorger haben erkannt, dass die einzelnen Sparten längst nicht mehr getrennt voneinander betrachtet werden können. Das Schlagwort „Sektorenkopplung“ ist in aller Munde. Dabei steht aber meist die Verbindung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr im Mittelpunkt. Die Wasserversorgung gerät trotz ihrer hohen Bedeutung für die Daseinsvorsorge allzu schnell in Vergessenheit. Das Konzept der klimaneutralen Wasserversorgung bringt jetzt die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und die Förderung und Verteilung von Trinkwasser zusammen.
Prozess mit Erzeugung in Einklang bringen
Zur Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser wird Grundwasser aus dem Boden an die Oberfläche gepumpt, aufbereitet, in Hochbehältern gespeichert und schließlich an die Abnehmer verteilt. Der Pumpbetrieb der Wassergewinnung ist stromintensiv und findet zumeist noch zu starren Zeiten und vielfach nachts statt. Zu diesen Zeiten steht aber nur wenig bis kein umweltfreundlicher Solarstrom zur Verfügung. Überhaupt ist die Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie volatil und der Strom steht nur dann bereit, wenn die Sonne scheint. Verfolgt man jedoch das Ziel einer klimaneutralen Wasserversorgung, müssen die Energie- und Wasserwirtschaft ganzheitlich betrachtet werden. Solarstromerzeugung und Pumpbetrieb müssen in Einklang gebracht werden.
Dazu soll eine intelligente und verbrauchsoptimierte Steuerung der Pumpen unter Nutzung der erneuerbaren Energien zum Einsatz kommen. Wasser soll dabei immer dann gefördert und in die Hochbehälter gepumpt werden, wenn Solarstrom zur Verfügung steht.
Der Strom soll dazu aus Photovoltaikanlagen im Wasserfassungsgebiet gewonnen werden. Dadurch stehen die Photovoltaikanlagen in räumlichem Zusammenhang mit dem Wasserwerk, sodass ein Eigenverbrauch des Sonnenstroms ohne Nutzung des Netzes der öffentlichen Versorgung möglich ist.
Hochbehälter als Energiespeicher
Die Trinkwasserhochbehälter werden als eine Art Stromspeicher genutzt, indem sie dann befüllt werden, wenn CO2-freier Solarstrom produziert wird. Um den Eigenverbrauchsanteil der erneuerbaren Energien noch weiter zu steigern, lässt sich das Gesamtsystem mit einem Batteriespeicher erweitern. Der Batteriespeicher ermöglicht zudem die Teilnahme am Regelenergiemarkt, wodurch zusätzliche Erlöse generiert werden.
Im Notfall kann eine vorhandene Netzersatzanlage einspringen und den Prozess unterstützen. Durch die intelligente Netzanbindung kann die Kombination aus Hochbehälter, Energiespeicher, PV-Anlage, Batterie und Netzersatzanlage auch „autark“ und somit netzunabhängig betrieben werden. Dies erhöht die Versorgungssicherheit und macht das Konzept krisenfest.
Über eine 26 km lange Wasserverbundleitung kann Trinkwasser dorthin transportiert werden, wo es dringend benötigt wird. Durch die interkommunale Zusammenarbeit unter den angeschlossenen Partner können rund 220.000 Einwohnern, sowie Landwirtschaft und Industrie von dem Konzept profitieren.
Ökonomie im Blick behalten
Um das Konzept wirtschaftlich realisieren zu können, müssen alle Kosteneinsparungs- und Erlösmöglichkeiten berücksichtigt werden. Die optimale und mehrfache Nutzung bestehender Ressourcen ermöglicht dabei Synergieeffekte und spart Kosten. Zusätzliche Erlösquellen tragen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bei:
Darüber hinaus sind auch langfristige Effekte zu berücksichtigen, die aus heutiger Sicht noch nicht abschließend wirtschaftlich bewertet werden können. Zum einen kann durch die Vermeidung von Treibhausgasen mittel- bis langfristigen Folgekosten vorgebeugt werden. Darüber hinaus bedeutet eine nachhaltige Wasserversorgung aber auch einen wichtigen Standortfaktor für Menschen, Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft in der Region.
Weitere Informationen: www.stadtwerke-sw.de/klimaneutrale-wasserversorgung
Stadtwerke Schweinfurt
