Das größte Klärwerk Deutschland liegt zentral im Hamburger Hafen. Die eigene Energieerzeugung übertrifft bereits den Energieverbrauch. Durch Abwärmenutzung könnte noch mehr Energie produziert werden.
Im Klärwerk Hamburg wird durch mechanische und biologische Reinigungsstufen Abwasser aus Industrie und Haushalten gereinigt und gleichzeitig durch die Nutzung von Sonne, Wind und Klärgas mehr Energie produziert als verbraucht.
Hamburg Wasser
Mit einer Zulaufmenge von bis zu 18 Kubikmeter pro Sekunde bei Regen reinigt das Klärwerk Hamburg jährlich rund 150 Millionen Kubikmeter Abwasser in drei Reinigungsstufen. Springer Spektrum-Autor Walter Leal Filho umreißt die Dimensionen des Abwassermanagements in Hamburg im Buchkapitel Innovationen im Regenwassermanagement in Hamburg wie folgt: "Die Kanalisation besteht aus Mischkanalisation und Trennkanalisation mit einer Gesamtlänge von 5.548 km. Etwa 450.000 m3 Abwasser werden täglich im zentralen Klärwerk aufbereitet …. Die gesamte Kanalisation besteht zu 77 % aus Trennkanalisation und zu 23 % aus Mischkanalisation. Das in der Mischkanalisation aufgefangene Regenwasser wird zusammen mit dem Abwasser der Privathaushalte und der Industrie aufbereitet und eingeleitet."
Kläranlagen gehören mitunter zu den größten Energieverbrauchern in Kommunen. So war es auch in Hamburg. Hamburg Wasser, der Betreiber des Klärwerks Hamburg, hat jetzt Zahlen vorgestellt, die zeigen, dass im größten Klärwerk Deutschlands mehr Energie erzeugt wird als verbraucht. Im Jahr 2017 waren dies insgesamt rund 83 Gigawattstunden Strom. Dem gegenüber steht eine Stromerzeugung von 95 Gigawattstunden. 99 Gigawattstunden Wärme wurde verbraucht bei einer Eigenerzeugung von 112 Gigawattstunden.
Wärmeerzeugung soll noch gesteigert werden
Derzeit wird Wärme nur aus der Verbrennung von Klärschlamm und Klärgas gewonnen, die selbst genutzt und der Überschuss in das Fernwärmenetz für die Container Terminals eingespeist wird. Zukünftig ist geplant, über Wärmepumpen dem Abwasser weiter Wärme zu entziehen. Im Sommer soll dann die anfallende ungenutzte Abwärme im Aquifer-Wärmespeicher im Untergrund gespeichert werden, um im Winter den erhöhten Wärmebedarf zu decken. Der Strom für die Wärmepumpen soll in einem erdgasbetriebenen Blockheizkraftwerk (BHKW) produziert werden. Die Abwärme aus dem BHKW wird ebenfalls ins Fernwärmenetz eingespeist. Die Wirtschaftlichkeit dieses Vorhabens wurde anhand einer Machbarkeitsstudie als Teil des Fernwärmekonzeptes der Hamburger Behörde für Umwelt und Energie untersucht und hat sich als tragfähig herausgestellt. Wann die Umsetzung erfolgt, ist derzeit noch unklar.
Stromerzeugung im Klärwerk Hamburg
Zur Stromerzeugung werden Windkraft, Sonnenenergie und Klärgas genutzt. Auf dem Gelände stehen dazu drei Windkraftanlagen mit einer Leistung von jeweils 2,5 bis 3 Megawatt, zwei Photovoltaikanlagen mit einer Fläche von rund 1.300 Quadratmeter und 10 Faultürme mit einem Volumen von zusammen 80.000 Kubikmeter. Pro Tag entstehen dort ca. 95.000 Kubikmeter Faulgas, die je nach Bedarf zu einem Teil direkt über einen Generator in Strom umgewandelt werden. Der restliche Teil wird nach der sogenannten Aminwäsche als Biomethan in das städtische Erdgasnetz eingespeist. Ulrich Bünger et al. erklären im Buchkapitel Wasserstoff – Schlüsselelement von Power-to-X auf Seite 344 die Prozesse, die bei der Aminwäsche ablaufen.