Das Klärwerk Hanau, in dem seit 109 Jahren Abwasser zunächst nur aus der Brüder-Grimm-Stadt, seit mehreren Jahrzehnten auch aus Maintal und Bruchköbel behandelt wird, ist ein großer Energiefresser, wenn nicht gar der größte kommunale Verbraucher. Jahr für Jahr werden etwa 5,6 Millionen Kilowattstunden an elektrischer Energie benötigt, um Maschinen wie Pumpen oder Verdichter anzutreiben. Nun hat der städtische Eigenbetrieb Hanau Infrastruktur Service (HIS) das alte Blockheizkraftwerk (BHKW) durch ein neues, platzsparendes ersetzt. Das Auftragsvolumen dabei beträgt rund eine Million Euro.

Der benötigte elektrische Strom wird heute wie in den Anfangszeiten weiterhin mit Dampf erzeugt, allerdings nicht mehr im Klärwerk selbst, sondern an anderer Stelle wie z.B. im Kraftwerk Staudinger. Zunehmend stammt er aus regenerativen Quellen wie Wasser- oder Windkraftwerken. Auch im Klärwerk Hanau wird mittlerweile der größte Teil der benötigten Energie aus dem behandelten Abwasser gewonnen. Dazu werden dem Abwasser ungelöste organische Anteile entzogen und diese in zwei großen Bioreaktoren (Faulbehälter) in Methangas umgewandelt. Dieser Prozess erfolgt grob in vier Phasen und bedarf neben weitgehender Sauerstofffreiheit einer Temperatur, die in etwa der menschlichen Körpertemperatur entspricht.

Um die Behälter auf Temperatur zu halten, wurde das gewonnene Biogas anfangs in einem Heizkessel verbrannt und mit der dabei erzeugten Wärmeenergie der Faulschlamm auf 37 bis 40 Grad Celsius aufgeheizt. – Der Faulschlamm, also die Flüssigkeit im Faulbehälter, besteht zu etwa 95 Prozent aus Wasser. – Überschüssiges Biogas wurde einfach verbrannt, wobei unter anderem klimaschädliches Kohlendioxid entsteht.

Ende der 1970er-Jahre wurde das Klärwerk mit einer ersten biologischen Reinigungsstufe ausgestattet, für die unter anderem Druckluft zur Versorgung der Mikroorganismen erzeugt werden musste, die den Feinanteil bei der Abwasserreinigung übernehmen. Die dazu eingebauten Gebläse wurden jedoch nicht von Elektromotoren angetrieben, sondern von Gasmotoren, die direkt mit den Gebläsen gekoppelt waren. Dadurch musste so gut wie kein Biogas mehr nutzlos verbrannt werden, das gesamte Gas wurde zur Beheizung und zu Antriebszwecken verwendet. Um Schwankungen auszugleichen, verfügt das Klärwerk seitdem auch über größere Gastanks, in denen das Biogas zwischengespeichert werden kann.

Anlässlich der bisher letzten Erweiterung des Klärwerks von 1998 bis 2005 wurden die inzwischen veralteten Gasmotoren durch ein BHKW mit drei Modulen ersetzt. In diesem BHKW wird seitdem Wärme- und elektrische Energie aus Biogas gewonnen und komplett verwertet. Die Abwärme der Motoren dient zur Beheizung der Faulbehälter. Der mittels gekoppelter Generatoren erzeugte elektrische Strom wird ebenfalls komplett im Klärwerk eingesetzt. Im Unterschied zu den direkt angetriebenen Gebläsen steht dadurch heute Strom auch für andere Zwecke zur Verfügung.

Doch das BHKW ist in die Jahre gekommen. Außerdem haben sich inzwischen die Anforderungen an Effizienz und Abgasreinigung verändert, so dass eine Erneuerung nicht mehr zu umgehen war. Zudem nahm der Aufwand zur Instandhaltung ein Maß an, dass die Wirtschaftlichkeit des BHKW-Betriebs in Frage stellte.

Tatsächlich wurde auch kurz darüber nachgedacht, den Strom komplett aus dem Netz zu beziehen und das Biogas für den Betrieb eines BHKW außerhalb des Klärgeländes zur Verfügung zu stellen. Doch ließ sich dies nicht wirtschaftlich darstellen.

Also beauftragte HIS ein Fachbüro, um die Erneuerung des BHKW vorzubereiten. Nach EU-weiter Ausschreibung kam ein Unternehmen aus Berlin zum Zug.

Der Vorteil der alten und neuen Anlage besteht im modularen Aufbau. Das heißt: Der Austausch konnte schrittweise erfolgen, während der Betrieb weiterlief.

Inzwischen sind zwei der insgesamt drei neuen Module im Betrieb und liefern die versprochene Leistung. Das letzte Modul wird bis Ende Oktober ausgewechselt.

Mit dem alten BHKW ließ sich der Strombedarf des Klärwerks zu etwa 65 Prozent decken, mit dem neuen sollen es ein paar Prozentpunkte mehr werden. Neben den weiterentwickelten Maschinen und ihrer Steuerung wird dazu auch beitragen, dass künftig drei Module parallel arbeiten dürfen, was die Flexibilität deutlich steigert und hilft Lastspitzen besser abzudecken.

Einen weiteren Beitrag zur Erhöhung der Effizienz leistet die Umstellung von Luft- auf Wasserkühlung, da die bisher genutzten Tischkühler vor allem im Hochsommer einen deutlich höheren Strombedarf hatten als die Pumpen für den Wasserkreislauf.

Die Biogasnutzung im Klärwerk Hanau leistet einen nicht unerheblichen Beitrag zum Klimaschutz durch die weitgehende Nutzung der im Abwasser enthaltenen Energie. Wenn mit dem BHKW im Klärwerk Hanau 65 Prozent des Strombedarfs gedeckt werden, bedeutet dies eine Entlastung von 1820 Tonnen Kohlenstoffdioxid pro Jahr. Weitere rund 1500 Tonnen werden durch die Nutzung der BHKW-Abwärme für die Faulraumbeheizung eingespart.

Auch wenn die Erneuerung ihren Preis kostet, geht HIS davon aus, dass die Investition sich bereits nach relativ kurzer Zeit amortisiert hat.