Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft

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AP A.1: Grundlagen/Rahmenbedingungen im Hinblick auf Ressourcen, Technik, Trinkwasser-Verbrauch, Energie, Ökologie

Ansprechpartner:

Dr. Christian Feld, Universität Duisburg-Essen, Abteilung Aquatische Ökologie, Universitätsstr. 5, 45141 Essen, E-Mail: christian.feld@uni-due.de

Kurzbeschreibung:

Die Arbeiten im AP A.1 bereiten alle nachfolgenden AP vor und dienen vorrangig der systemübergreifenden Datenauswahl, -erhebung und -aufbereitung sowie der Informationsbereitstellung. Grundlagen und Rahmenbedingungen zur Analyse und Bewertung der Potentiale für die Steigerung der Energieeffizienz und die zusätzliche Energiespeicherung und -gewinnung im Verbundsystem der Trinkwasserversorgung werden ermittelt.

Ziel ist die Identifizierung des Datenbedarfs, der für alle anderen Arbeitspakete besteht. Daten und Systembeschreibungen der Versorgungsgebiete werden für die verbundübergreifende Arbeit einheitlich verfügbar gemacht.

Arbeitsschwerpunkte:

  • koordinierte Abfrage und gesammelte Darstellung des Daten- und Methodenbedarfs sowie der Datenverfügbarkeit, interne Datenbereitstellung in abgestimmten Formaten

  • Erstellung von Systembeschreibungen für die ENERWA-Modellgebiete

AP A.2: Grundlagen/Rahmenbedingungen im Hinblick auf Ökonomie, Recht und Gesellschaft

Ansprechpartner:

Prof. Hans J. Lietzmann, Bergische Universität Wuppertal,  Forschungsstelle Bürgerbeteiligung, Gaußstr. 20, 42119 Wuppertal, E-Mail: hans.j.lietzmann@uni-wuppertal.de

Kurzbeschreibung:

Für die energetische Optimierung in der Wasserversorgung werden wasserwirtschaftliche Szenarien erarbeitet unter expliziter Berücksichtigung von ökonomischen und rechtlichen Grundlagen der Energie- und Wasserwirtschaft. Darüber hinaus werden Verfahren des bürger- und expertengestützten Dialogs entwickelt und erprobt, um die Akzeptanz und Bereitschaft zur aktiven Mitgestaltung in der Gesellschaft zu erreichen.

Die erarbeiteten wasserwirtschaftlichen Szenarien bilden eine gemeinsame Ausgangsbasis für die Untersuchungen in den anderen Arbeitspaketen. Eine zügige und langfristige Umsetzung von Umstrukturierungen soll durch die Einbindung gesellschaftlicher Akteure sowie der Bürgergesellschaft unterstützt werden.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Ökonomische Rahmenbedingungen für unterschiedliche Optimierungsrichtungen (Kosten, Ökologie, Wasserverbrauch)

  • Rechtliche Rahmenbedingungen und mögliche Fortentwicklung (öffentliches Wasserrecht, Wasserversorgungsrecht, Vergütungsmechanismen)

  • Gesellschaftliche Rahmenbedingungen (bisherige gesellschaftliche Akzeptanzbarrieren und Diskussionsbedarf)

  • Bürgerbeteiligungs- und Stakeholderverfahren (moderierte Dialoge, Möglichkeiten der Mitgestaltung)

AP B.1: Energieeffizienz und –gewinnung: Talsperren und Gewässer

Ansprechpartner:

Paul Wermter, Forschungsinstitut für Wasser- und  Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen e.V., Kackertstr. 15-17, 52056 Aachen, E-Mail: wermter@fiw.rwth-aachen.de

Kurzbeschreibung:

Es soll das theoretisch vorhandene Energieerzeugungspotential an ausgewählten Talsperren bestimmt werden, wobei der gesamte Speicherraum einschließlich des Hochwasserschutzraums in die Untersuchungen einbezogen wird. Auswirkungen und Veränderungen des Wasserkörpers mit Blick auf die Rohwasserqualität und ökologische Effekte im Unterlauf des Gewässers werden analysiert. Fundierte Empfehlungen und Entscheidungsgrundlagen unter Berücksichtigung ökologischer Rahmenbedingungen werden erarbeitet.

Ziel dieses Arbeitspaketes ist die Erweiterung des Nutzungshorizontes der Trinkwassertalsperren durch eine Dynamisierung der Bewirtschaftung unter energetischen Gesichtspunkten, ohne den ökologischen Gewässerzustand zu verschlechtern. 

Arbeitsschwerpunkte:

  • Bewertung von Methoden und Festlegung der Ziele für die regionalen Fallstudien

  • Regionale Fallstudien mit Ermittlung und Bewertung von Wirkungen der Dynamisierung unter chemischen, biologischen und ökologischen Gesichtspunkten

  • Bewertung und Ermittlung theoretischer Energie-Potenziale, Berechnung ökonomischer Standardszenarien

  • Bündelung der regionalen Empfehlungen und Ableitung ökologisch, ökonomisch und juristisch belastbarer Ausbaupotenziale

AP B.2: Energieeffizienz und –gewinnung: Trinkwasseraufbereitung

Ansprechpartner:

Dr. Dieter Stetter, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für  Wasserforschung gGmbH, Moritzstr. 26, 45476 Mülheim an der Ruhr, E-Mail: d.stetter@iww-online.de

Kurzbeschreibung:

Aufbereitungs- und Nebenanlagen in Wasserwerken der Projektpartner werden hinsichtlich ihres energetischen Einsparpotenzials systematisch analysiert. Innovative, weniger energieintensive Verfahren und Betriebsweisen zur Aufbereitung, Entfeuchtung, Heizung oder Kühlung werden teilweise in den Wasserwerksanlagen, teilweise im Pilotmaßstab erprobt sowie mit Blick auf deren hygienisch-ökonomisch-betrieblichen Einsatzgrenzen bewertet.

Neue Optionen der Energie-Einsparung und –(Rück)gewinnung sowohl bei einzelnen Verfahrensschritten als auch in ganzen Verfahrensketten der Trinkwasseraufbereitung sollen  identifiziert, bewertet und quantifiziert werden.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Literatur- und Marktrecherche

  • Datenermittlung, Vor-Ort-Messungen in Wasserwerken

  • Erarbeitung von Optimierungskonzepten

  • Pilotanlagen-Untersuchungen

  • Erarbeitung praxisnaher Hinweise, Kenn- und Referenzwerte

AP B.3: Energieeffizienz und –gewinnung: Transport, Speicherung und Verteilung von Trinkwasser

Ansprechpartner:

Dr. Dirk Th. König, Rechenzentrum für Versorgungsnetze Wehr GmbH,  Wiesenstr. 21, 40549 Düsseldorf, E-Mail: d.koenig@rzvn.de

Kurzbeschreibung:

Reale Umsetzungsmöglichkeiten von Energieeffizienzmaßnahmen in den Bereichen Transport, Speicherung und Verteilung der kommunalen und regionalen Trinkwasserversorgungsnetze werden untersucht. Dies erfolgt mit Hilfe bestehender und vor allem auch neuer Verfahren, wie dynamische Netzsimulationen, Zielnetzplanung und Entwicklung von spezifischen Algorithmen.

Ziel ist die energetische und wirtschaftliche Gesamtoptimierung von Wasserverteilungssystemen. Mit den Ergebnissen soll eine Hochrechnung des Energie-Einsparpotenzials auf das gesamte Verteilungssystem der BRD ermöglicht werden.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Erweiterung bestehender Optimierungsverfahren

  • Identifizierung von Optimierungpotenzialen an realitätsnahen Modellnetzen

  • Übertragung auf reale Netze

  • Hochrechnung der Einsparpotenziale

AP C.: Energiemanagement im Verbund

Ansprechpartner:

Dr. Hubert Lohr, SYDRO Consult GmbH, Mathildenplatz 8, 64283  Darmstadt, E-Mail: h.lohr@sydro.de

Kurzbeschreibung:

Die in den einzelnen Systemkomponenten Talsperre – Aufbereitung – Verteilung identifizierten Energiepotenziale werden aufgegriffen und im Kontext des Gesamtsystems analysiert bzw. simuliert. Dabei stellen die Ergebnisse der Optimierung eines Teilsystems die Randbedingungen und Eingangsdaten für das vorgelagerte bzw. nachgelagerte Teilsystem dar. Aus den Ergebnissen erfolgt die Ableitung allgemeingültiger Effizienzansätze zur Übertragbarkeit auf weitere Trinkwasserversorgungssysteme.

Es wird ein Bewirtschaftungskonzept für das wasserwirtschaftliche Gesamtsystem entwickelt, indem die Teilergebnisse aus den B-Arbeitspaketen im Verbund zusammengeführt werden.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Identifizierung der Schnittstellen und Randbedingungen zwischen den Teilsystemen

  • Integrale Analyse, Simulation

  • Ermittlung der Gesamtpotentiale und Ableitung der Übertragbarkeit auf andere Trinkwasserversorgungssysteme

AP D.: Webdienst Energie-Effizienz

Ansprechpartner:

Jürgen Heinzke, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gGmbH, Moritzstr. 26, 45476 Mülheim an der Ruhr, E-Mail: j.heinzke@iww-online.de

Kurzbeschreibung:

In diesem Arbeitspaket werden standardisierte Energieeffizienz-Fragen herausgearbeitet und die entwickelten Analysemethoden sowie Lösungsalgorithmen für einen Web-Dienst aufbereitet. Zielorientierte Lösungsansätze für eine höhere Energieeffizienz wasserwirtschaftlicher Systeme sollen einem breiten Nutzerkreis aufgezeigt und vermittelt werden.

Der Webdienst macht die in ENERWA erarbeiteten Projektergebnisse einem großen Anwenderkreis zugänglich und senkt die Einstiegsbarrieren für Nutzer.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Technische Realisierung

  • Identifizierung und Standardisierung von Energie-Effizienzfragen für Webdienste

  • Implementierung von Webdiensten

  • Praxistest und Optimierung

AP E.: Ergebnis-Synthese und Ergebnis-Transfer

Ansprechpartner:

Paul Wermter, Forschungsinstitut für Wasser- und  Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen e.V., Kackertstr. 15-17, 52056 Aachen, E-Mail: wermter@fiw.rwth-aachen.de

Kurzbeschreibung:

Die Ergebnisse aus den Arbeitspaketen werden zur wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Verbreitung zusammengeführt und in einem Empfehlungskonzept (Methodenhandbuch, Analysetool, Best Practice) zur energieeffizienten und ressourcenschonenden Wasserwirtschaft aufbereitet. Eine Effizienzsteigerungs- und Vermarktungsstudie untersucht nationale und internationale Marktperspektiven für den Politik- und Wirtschaftsdialog der deutschen Wasserwirtschaft.

Ziele sind die Aufbereitung aller ENERWA-Ergebnisse, die Qualitätssicherung und die Fertigung publikationsreifer Produkte.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Überregionale Marktstudie

  • Geschäftsmodell für den Webdienst

  • Rückkopplung der ENERWA-Ergebnisse bei politischen und fachlichen Entscheidungsträgern

  • Erstellung von Informationsprodukten zur Verbreitung der Ergebnisse und Qualitätssicherung