Planung Energiezentrale Lerchensteig

Die Energie und Wasser Potsdam (EWP) sind Betreiber der kommunalen Kläranlage Nord in Potsdam. Außerdem beliefert die EWP die Stadt Potsdam mit Fernwärme, welche zurzeit hauptsächlich aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen gewonnen wird. In Zukunft soll die Temperatur in den Fernwämenetzen schrittweise reduziert werden und regenerative Energiequellen für die Wärmeerzeugung gewonnen werden. Ein Ziel ist es an dem Standort Kläranlage Nord aus Abwasser Wärme zu gewinnen, denn die Abwassertemperatur liegt im Jahresmittel bei ca. 17° Celsius und fällt auch in den kältesten Monaten nicht unter 10°. Dies sind ideale Voraussetzungen, um mit Wärmepumpen aus dem Wasser Wärmeenergie zu gewinnen. Die geplante Klarwasser-Wärmepumpe mit ca. 3 MWth./1,3 MWel wird spätestens bis Oktober 2027 fertiggestellt und befindet sich bereits in Planung. Die Zu- und Ableitung der Wärme sowie die elektrische Versorgung der Klarwasserwärmepumpe mit einer Länge von je ca. 65m auf dem Gelände der Kläranlage (Klarwasserschleife, siehe Abbildung 1) ist Teil der Ausschreibung (Leistungsgrenze für die Wärme ist am Gebäude der Klarwasserwärmepumpe, Leistungsgrenze für die elektrische Versorgung auf der Schiene im Gebäude). Die Wärmepumpe und die erforderlichen peripheren Systeme zum Betrieb der Wärmepumpe (Sanftstartanlage, Lüftungsanlagen, Hydraulik) sind nicht Teil der Ausschreibung. Um die Wärmegewinnung auf dem Standort der Kläranlage weiter zu erhöhen, ist außerdem ab 2028 eine Geothermieanlage mit ca. 4 MWth. geplant. Die Realisierung einer solchen zweiten Wärmeerzeugungsanlage neben der Abwasserwärmepumpe auf dem Standort der Kläranlage schafft Synergien und macht einen Anschluss über eine längere Anschlussleitung an das Wärmenetz effizient. Die Ermittlung des Platzbedarfs für eine spätere Einbindung der Geothermiewärme in die Energiezentrale inkl. Wanddurchführungen sowie deren Übertragung auf das Wärmenetz soll berücksichtigt werden (siehe Abbildung 1). Die zukünftige Fernwärmetrasse (siehe Abbildung 2) ist nicht Umfang dieser Planungsanfrage, die Energiezentrale jedoch soll die benötigten Komponenten (Wärmetauscher, Netzpumpen, etc.) und damit den Übergabepunkt auf dem Gelände der Kläranlage beinhalten (Leistungsgrenze 1m außerhalb des Gebäudes), (siehe Abbildung 3). Zu dem befindet sich bereits ein BHKW auf dem Gelände der Kläranlage mit einer therm. Leistung von <0,5 MWth. Dieses BHKW soll in der Einbindung innerhalb der Energiezentrale inkl. der Zu- und Ableitung mit einer Länge von je ca. 115m auf dem Gelände der Kläranlage ebenfalls berücksichtigt werden (Leistungsgrenze am BHKW). Wärmegewinnung mit Wärmepumpe, Geothermieanlage, BHKW und Hygienisierung finden auf der Kläranlage gute Voraussetzungen, benötigen jedoch zusätzliche elektrische Energie. Aus diesem Grund ist neben den PV-Dachanlagen für den Klärbetrieb auf dem Klärwerksgelände eine Photovoltaik-Freiflächenanlage (PV-Anlage) geplant, um die genannten Prozesse anzutreiben. So wird es möglich sein, lokal mit Abwasser und Sonnenenergie wertvolle Fernwärme und Brauchwasser herzustellen. Die PV-Anlage wird auf der Fläche süd-östlich der Kläranlage mit einer Größe von ca. 5 ha eine Leistung von voraussichtlich ca. 5-MWp elektrischer Energie erzeugen (siehe Abbildung 4). Diese Energie wird nach aktuellem Planungsstand über zwei 10-kV-Leitungen (MS-Ring) über 4 kleineren Trafo-Stationen direkt in die zu planende Energiezentrale eingespeist (siehe Abbildung 5). Auf der Kläranlage wird der Strom der PV-Anlage primär für die Wärmeerzeugungsanlagen und die Hygienisierung genutzt. Der restliche Strom soll für die Abwasseraufbereitung genutzt werden. Dies verlangt eine Verbindung beider Mittelspannungsverteilungen auf dem Gelände gemäß Schaubild (siehe Abbildung 6 und 7). Herausforderung wird dabei sein, die Energie aus der PV-Freiflächenanlage mit beiden MS-Hauptverteilungen zu verbinden. Die zwei 10-kV-Leitungen der PV-Freiflächenanlage sind nicht Teil der Planung (Leistungsgrenze in der Energiezentrale auf der Mittelspannungsschiene). Weiter soll auch der neue, zusätzliche Haus- bzw. Netzanschluss (ca. 5 MW) platztechnisch berücksichtigt werden, der ebenfalls in die Energiezentrale verortet wird. Die Gebäudehülle soll in einer Leichtbauweise ohne Sozialtrakt und anderen Einrichtungen errichtet werden, da es sich nicht um eine dauerhaft besetzte Arbeitsstätte handelt. Für die Bauwerkhülle existieren aktuell keine spezifischen Anforderungen seitens der Energie und Wasser Potsdam GmbH, diese muss jedoch den Anforderungen einer Kläranlage (erhöhte Schadstoffe in der Luft) entsprechen. Die Leichtbauhalle soll gemäß den Abmaßen aus der Planung konstruiert werden. Die einzelnen Bereiche Elektro (PV-Anlagenanbindung) und Wärme (Netzpumpe, Wärmetauscher) sollen innerhalb der Energiezentrale inkl. der Anlagen- und Verfahrenstechnik berücksichtigt werden.