Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft

Kontakt

Prof. Dr. Robert Holländer
Sabine Lautenschläger
Dr. Stefan Geyler

Universität Leipzig
Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement

Grimmaische Straße 12
04109 Leipzig

geyler@wifa.uni-leipzig.de

Projektbeteiligte

Karte der Projektbeteiligten

Logo E-KlärArbeitspakete im E-Klär-Schwerpunkt III: Transformation

Ziel des Schwerpunktes III ist die Erarbeitung und beispielhafte Anwendung einer als „Stufenkonzept“ bezeichneten Methode, mit deren Hilfe energieeffiziente Ziel-Kläranlagen und die Transformationspfade dorthin erarbeitet und analysiert werden können. Im Ergebnis lassen sich Praxisempfehlungen für strategische Investitionsentscheidungen auf Kläranlagen ableiten, um langfristig und unter Berücksichtigung der Entwicklungsunsicherheiten und spezifischer Rahmenbedingungen die Energieeffizienz zu verbessern und zugleich die Reaktionsfähigkeit auf zukünftige Anforderungen zu erhalten.

Hierfür wird mit dem Stufenkonzept ein szenarienbasierter methodischer Ansatz entwickelt, um in einem ersten Schritt Ziel-Kläranlagen als langfristig anzustrebende Leitbilder zu beschreiben, die unter verschiedenen Rahmenbedingungen eine gute Performance im Hinblick auf die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit erwarten lassen und somit als robust in Bezug auf Entwicklungsunsicherheiten bezeichnet werden können. In einem zweiten Schritt werden dann die Transformationspfade von der Ausgangssituation hin zu den Ziel-Kläranlagen beispielhaft als Investitionsabfolgen beschrieben und analysiert. Ziel dieses zweiten Schrittes ist es, die kritischen Entscheidungspunkte zu finden, die langfristig die weitere Kläranlagenentwicklung beeinflussen und somit pfadbestimmend wirken. Hierfür sind dann Lösungen zu diskutieren, welche die Pfadabhängigkeit im Entwicklungsverlauf verringern bzw. die Flexibilität erhöhen können.

Das Stufenkonzept wird beispielhaft für ausgewählte Kläranlagen des Ruhrverbandes angewendet, um die Methode zu testen und Praxisempfehlungen abzuleiten. Diese Praxisempfehlungen sollen Aufgabenträger bei strategischen Investitionsentscheidungen für eine energieeffizientere Abwasserbehandlung unterstützen.

Der Schwerpunkt Transformation baut hierbei auf den Teilergebnissen der Schwerpunkte I (Design) und II (Operation) auf. Für die Ableitung der Ziel-Kläranlagen wird das Gesamtmodell angewendet, um Kläranlagenkonzeptionen im Hinblick auf die Energie- und Kosteneffizienz zu bewerten. Zugleich fließen die innerhalb des Schwerpunktes I erarbeiteten innovativen Kläranlagenkonzeptionen mit in das berücksichtigte Portfolio an Verfahrenstechnologien ein. Das Gesamtmodell kommt darüber hinaus auch bei der Analyse der Transformationspfade zum Einsatz, zum Beispiel um m. H. des Kostenmodells alternative Lösungsansätze für kritische Entscheidungsknoten zu vergleichen.

Entwicklung eines methodischen Ansatzes (Stufenkonzept), um energieeffiziente Anlagenkonzepte der Zukunft zu entwickeln (Ziel-Kläranlagen) sowie die notwendigen Transformationspfade zu erarbeiten und im Hinblick auf ihre Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Pfadbrüche zu analysieren.

AP 3.1 Erarbeitung des Stufenkonzeptes

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Robert Holländer, Sabine Lautenschläger, Dr. Stefan Geyler, Universität Leipzig, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät, Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement, Grimmaische Straße 12, 04109 Leipzig

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Arbeitspaketes werden zum einen die Methode des Stufenkonzeptes ausgearbeitet und zugleich die empirischen Vorarbeiten zur beispielhaften Anwendung des Stufenkonzeptes durchgeführt. D.h. neben methodisch-theoretischen Arbeiten erfolgt die Auswahl der repräsentativen Kläranlagen aus dem Anlagenbestand des Ruhrverbandes. Weiterhin werden die Szenarien erarbeitet, mit deren Hilfe zukünftige Entwicklungsunsicherheiten beschrieben werden sollen. Abschließend werden die Ergebnisse dieses sowie der folgenden Arbeitspakete in Praxisempfehlungen zusammengefasst. 

AP 3.2 Bestandsaufnahme von Kläranlagen des Ruhrverbandes

Ansprechpartner:

Dr. Dieter Thöle, Ruhrverband, Kronprinzenstr. 37, 45128 Essen

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Arbeitspaketes werden die Kläranlagen des Ruhrverbandes anhand ihrer strukturellen Merkmale (Größe, Technologien, u.a.) sowie der Rahmenbedingungen (wasserrechtliche Anforderungen, besondere Zulaufbedingungen, siedlungsstrukturelle Merkmale u.a.) kategorisiert. Diese Kategorisierung bereitet die Auswahl repräsentativer Kläranlagen vor.

Da die ausgewählten, repräsentativen Kläranlagen sowohl für den Aufbau und die Kalibrierung des Gesamtmodells (Schwerpunkt II) als auch für die Anwendung des Stufenkonzeptes von Relevanz sind, werden durch den Ruhrverband vielfältige Informationen im Hinblick auf Anlagendaten, verfahrenstechnische sowie energiespezifische Informationen aufbereitet und den Partnern zur Verfügung gestellt. 

AP 3.3 Anwendung des Stufenkonzeptes auf typische Kläranlagen

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Robert Holländer, Sabine Lautenschläger, Dr. Stefan Geyler, Universität Leipzig, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät, Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement, Grimmaische Straße 12, 04109 Leipzig

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen der empirischen Anwendung des Stufenkonzeptes werden beispielhaft für die repräsentativen Kläranlagen robuste, energieeffiziente Ziel-Kläranlagen beschrieben, die Transformationspfade aufgezeigt und untersucht. Im Rahmen dieses Arbeitspakets kommt es zur gemeinsamen Anwendung des Gesamtmodells und des Stufenkonzeptes. 

AP 3.4 Kommunikation

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Johannes Pinnekamp, RWTH Aachen, Institut für Siedlungswasserwirtschaft, Mies-van-der-Rohe-Straße 1, 52074 Aachen

Kurzbeschreibung:

Die Projektergebnisse werden auf vielfältige Weise kommuniziert. Hierzu zählen, Workshops, Tagungen und Fachveröffentlichungen. Außerdem werden die Erarbeitung eines DWA-Themenbandes angestoßen sowie die Projektergebnisse in relevante Fachgremien eingebracht.