Die Stadtentwässerungsbetriebe Köln: Auf dem Weg zur Klimaneutralität 2030!

Die Stadtentwässerungsbetriebe Köln (StEB Köln) haben sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 für alle betrieblichen Aktivitäten und Bauemissionen Klimaneutralität zu erreichen. Die StEB Köln übernehmen eine Vielzahl wichtiger Aufgaben, die für die Sauberkeit, den Schutz und die nachhaltige Nutzung von Wasser in der Stadt Köln entscheidend sind. Ihr Kerngeschäft ist es, das Abwasser Kölns zu reinigen, die Gewässer und Wasserkreisläufe in der Stadt zu gestalten und die Stadt vor Hochwasser und Überschwemmungen zu schützen (siehe https://youtu.be/oryG7CkQZxw).

Der Betrieb der Infrastruktur der StEB Köln erfordert den Einsatz unterschiedlicher Energieträger. Neben eigenem Biogas sowie elektrischem Strom und Wärme, die derzeit größtenteils in Blockheizkraftwerken (BHKWs) selbst erzeugt werden, kommen fossile Energieträger wie Erdgas (für BHKW) sowie Diesel und Benzin (für den Fuhrpark) zum Einsatz.

Die Klimabilanz der StEB Köln berücksichtigt die bezogene sowie die selbst erzeugte Energie. Erfasst werden die CO2-Äquivalente, die durch die Nutzung von Strom, Erdgas, Heizöl und Fernwärme, Diesel und Benzin verursacht werden. Zusätzlich werden die CO2-Äquivalente bilanziert, die durch die Verbrennung von Klärgas entstehen. Weitere klimarelevante Emissionen (zum Beispiel Methan, Lachgas) lassen sich laut StEB aktuell nicht beziffern. Geplant ist, die Emissionsbilanz weiterzuentwickeln und CO2-Äquivalente für alle Tätigkeiten der StEB Köln zu erfassen (z. B. auch Bau- und Beschaffungsprozesse, Scope 3). Zudem werden derzeit auf dem Großklärwerk Köln-Stammheim Erfahrungen bei der Messung von Lachgas-Emissionen gesammelt.

In den folgenden Graphiken wird ausgewiesen, welcher Anteil der CO2-Äquivalente bereits klimaneutral gestellt ist. Die verbleibenden, klimarelevanten Emissionen werden nach Bereichen (Klärwerke, Fuhrpark, Verwaltung) ausdifferenziert:

Photovoltaik, Windausbau, Speichermöglichkeiten nutzbar machen

Im Oktober 2022 haben die StEB den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien in Form von Photovoltaikanlagen (PV) beschlossen. Unter anderem ist die Errichtung einer zusätzlichen Photovoltaikanlage auf dem Großklärwerk (GKW) Köln-Stammheim mit maximal 3,7 Megawatt Peak (MWp) geplant. Parallel werden zusätzliche nutzbare Flächen auf Dächern und Becken sowie mehrere große Freiflächenanlagen für die Bestückung mit PV-Modulen entwickelt.

Windkraftanlagen sind für das GKW Köln-Stammheim und das Außenklärwerk Köln-Langel in Planung. Darüber hinaus analysieren die StEB vorhandene oder zusätzliche Speichermöglichkeiten und Möglichkeiten für eine effizientere Steuerung des Verbrauchs.

Strom- und Wärmeerzeugung aus Klärgas

Auf dem Weg zur Klimaneutralität spielt das Großklärwerk (GKW) Köln-Stammheim eine große Rolle, das bereits 100 Prozent des elektrischen Energiebedarfes aus erneuerbaren Quellen bezieht. Das in den fünf Faulbehältern des GKW erzeugte Klärgas wird in einer BHKW-Anlage zur Strom- und Wärmeerzeugung verwertet. Ein Projekt zur Ertüchtigung und Erweiterung des Klärgasnetzes umfasste auch den Ersatz der drei veralteten drucklosen Gasspeicher gegen zwei neue Niederdruckbehälter. Da die Klärgasproduktion in Zukunft den Eigenbedarf übersteigt, haben die StEB eine Klärgasaufbereitungsanlage errichtet, um Überschüsse in das Erdgasnetz einzuspeisen. So kann das im GKW erzeugte Biomethan an anderen kommunalen Standorten fossiles Erdgas ersetzen. Die Inbetriebnahme erfolgte im Jahr 2024.

Co-Fermentation von Speisefetten

Die Klärgasmenge, die zurzeit über 15 Millionen Kubikmeter pro Jahr beträgt, soll durch die sogenannte Co-Fermentation (Zuführung von energiereichen biologisch abbaubaren Abfällen) weiter erhöht werden. Dabei werden beispielsweise die im Stadtgebiet gesammelten Fettabscheiderinhalte den Faultürmen zur Mitvergärung zugeführt. Nach einer ersten Annahmeschiene mit einer Kapazität von 15.000 Tonnen biogener Abfallstoffe konnte im Oktober 2022 eine zweite Annahmeschiene mit 35.000 Tonnen Kapazität in Betrieb genommen werden. Darüber hinaus besteht im GKW Köln-Stammheim auch die Möglichkeit, überschüssige Wärme in das bestehende Wärmenetz einzuleiten und dem nahen Wohngebiet zur Verfügung zu stellen. Laut Informationen der StEB werden mit der Abwärme aus der Stromproduktion auf dem Großklärwerk Stammheim 1.700 Wohnungen und 100 Einfamilienhäuser mit Fernwärme versorgt.

Weitere Handlungsfelder umfassen die Dekarbonisierung der Mobilität sowie Forschung für den Klimaschutz. Die StEB beteiligen sich auch an zahlreichen Forschungsprojekten, um Treibhausgas-Emissionen noch weiter zu reduzieren und für noch mehr Energie-Effizienz.

Neben Strom und Gas rückt mit der Biogasaufbereitung auch der Energiesektor Wärme immer stärker in den Fokus. Die Verstromung von Klärgas in BHKWs geht mit einer großen Menge an Abwärme einher. Im Winter wird diese für die Temperierung der Faulbehälter und die Beheizung der Betriebsgebäude bereits sinnvoll genutzt. Darüber hinaus anfallende Wärmeüberschüsse gehen an ein Nahwärmenetz der RheinEnergie, um Haushalte in der Umgebung zu beheizen. Im Sommer hingegen geht ein größerer Teil dieser Abwärme ungenutzt verloren. Hier setzen die StEB mit zusätzlichen Maßnahmen an: Durch den zukünftig erhöhten Anteil an PV-Strom und die Möglichkeit, Biogas in das Erdgasnetz einzuspeisen, kann das Blockheizkraftwerk besonders in den Sommermonaten dem Wärmebedarf entsprechend zurückgefahren werden – dadurch wird weniger Wärmeenergie verschwendet. Über die Jahreszeiten hinweg ergibt sich so ein effizienterer Energieeinsatz, der sich den saisonalen Gegebenheiten anpasst.

Für den Fortschritt in Richtung Netto-Null bis 2030 werden laut StEB die folgenden sechs Fokusthemen besonders relevant sein:

1) Energie: Effizienzsteigerung, regenerative Energien, Klärgasproduktion, Ökostrombeschaffung und Wärmekonzepte
2) Betriebsmittel und eingekaufte Waren: Nachhaltige Beschaffung und Verbrauchsreduzierung
3) Prozesse: Prozessemissions-Management, z.B. Biogasaufbereitung
4) Mobilität: Dekarbonisierung der Fahrzeugflotte und Einsatz alternativer Kraftstoffe
5) Investitionsgüter und Bautätigkeiten: Nutzung alternativer Baustoffe und Reduzierung von Bautätigkeiten durch alternative Lösungen
6) Sequestrierung und Kompensation beziehungsweise Abgabe von grüner Energie an Dritte: Biogasaufbereitung und Energie-Verkauf an die Stadt

Geplante Maßnahmen sind unter anderem:

–> Ausbau der regenerativen Energien im Klärwerks- und Kanalbetrieb um 8,6 Prozent und Effizienzsteigerung der Klärwerke und Pumpwerke um 9 Prozent bis 2030

–> Errichtung zusätzlicher PV-Anlagen auf dem Gelände des GKW Köln-Stammheim
Es erfolgt eine Potenzialabschätzung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zur Errichtung von weiteren PV-Anlagen auf Frei- und Dachflächen des GKW Stammheim (bis 2026)

–> Errichtung zusätzlicher PV-Anlagen auf den Außenklärwerken und Pumpanlagen
Planung zusätzlicher PV-Anlagen auf Frei- und Dachflächen auf den Außenklärwerken und den Pumpanlagen der StEB Köln (bis 2026)