Energie-efficiencyplan

Transcriptie

1 Energie-efficiencyplan Auteurs C. Kaper en B. de Boer Registratienummer Versie 1.0 Status Definitief Afdeling Waterketen

2

3 1 Titelblad Bedrijfsnaam Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier Adres Bevelandseweg 1 Plaats Heerhugowaard Postadres Postbus AG Heerhugowaard MJA-sector Zuiveringbeheer Looptijd van het EEP Contactpersoon Naam dhr. C. Kaper Functie Technisch adviseur Telefoonnummer C.Kaper@hhnk.nl Voor akkoord Naam dhr. Ph. J. Huijser Functie Afdelingshoofd Waterketen Plaats en datum Heerhugowaard, 25 september 2012 Handtekening Verzoek om vertrouwelijke behandeling Deelname aan CO 2 -emmissiehandel Ondersteunend adviesbureau ja nee ja

4 Bevoegd gezag Wet Milieubeheer per rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) Rwzi Bevoegd gezag Alkmaar, Beemster, Organisatie Provincie Noord-Holland Beverwijk, Den Helder, Persoon Arno Westerbeek Geestmerambacht en Telefoonnummer Postadres Postbus 3007 Plaats 2001 DA HAARLEM Wervershoof Rwzi Bevoegd gezag Stolpen, Wieringen en Organisatie Milieudienst Kop van Noord-Holland Wieringermeer Persoon Kor Kramer Telefoonnummer Postadres Postbus 8 Plaats 1704 AA SCHAGEN kor.kramer@milieudienstkvnh.nl Rwzi Bevoegd gezag Heiloo Organisatie Milieudienst Regio Alkmaar Persoon Rene van der Horst Telefoonnummer Postadres Postbus 53 Plaats 1800 BC ALKMAAR jhes@mra.nu Rwzi Bevoegd gezag Katwoude Organisatie Milieudienst Waterland Persoon Rogier van Kalken Telefoonnummer Postadres Koetserstraat 2A Plaats 1531 NX WORMER r.kalken@milieudienst-waterland.nl

5 Bevoegd gezag Wet Milieubeheer per rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) Rwzi Bevoegd gezag Texel Organisatie Gemeente Texel Persoon Jan Veltkamp Telefoonnummer Postadres Postbus 200 Plaats 1790 AE DEN BURG Rwzi Bevoegd gezag Oosthuizen Organisatie Gemeente Zeevang Persoon Karel Kooijman Telefoonnummer - Postadres Postbus 1 Plaats 1474 ZG OOSTHUIZEN k.kooijman@zeevang.nl Rwzi Bevoegd gezag Ursem Organisatie Gemeente Koggenland Persoon Jan Bakker Telefoonnummer Postadres Postbus 21 Plaats 1633 ZG AVENHORN j.bakker@koggenland.nl Rwzi Bevoegd gezag Zaandam-Oost Organisatie Gemeente Zaanstad Persoon Nico Damhof Telefoonnummer Postadres Postbus 2000 Plaats 1500 GA ZAANDAM n.damhof@zaanstad.nl

6 2 Managementsamenvatting 2.1 Inleiding Het hoogheemraadschap is sinds 2008 deelnemer aan de MJA3, de meerjarenafspraak van de waterschappen met het Rijk op het gebied van energie-efficiency. Het doel is om landelijk in de waterketen minder energie te verbruiken, te weten gemiddeld 2% per jaar tot en met Maatregelen daartoe moeten iedere vier jaar worden beschreven in een energie-efficiencyplan, het EEP. De opgenomen energiebesparingsmaatregelen in het EEP moeten dus minimaal 8% energieefficiency opleveren. Jaarlijks worden de effecten gemonitord en gerapporteerd aan AgentschapNL, de uitvoerende dienst van het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. 2.2 Energie-efficiencyplan Het eerste EEP betreft de periode 2009 tot en met 2012, waarin HHNK naar verwachting 12% energie-efficiency bereikt. Voor de tweede periode is een nieuw EEP opgesteld. De hierin opgenomen energiebesparingsmaatregelen leveren 10% energie-efficiency op (zie bijlage). Een groot deel van de maatregelen is reeds in 2011 en 2012 uitgevoerd. Omdat deze maatregelen niet eerder zijn opgevoerd, tellen ze mee in het EEP Naast maatregelen voor energie-efficiency, rapporteert HHNK ook over maatregelen op het gebied van duurzame energie. De inzet of het opwekken van duurzame energie leidt niet tot een lager energieverbruik en telt daarom niet mee als energie-efficiency. Energie uit hernieuwbare bronnen legt minder beslag op fossiele brandstoffen en stoot minder CO 2 uit. De in het EEP opgenomen duurzame maatregelen betreffen het opwekken van groene energie, ter grootte van 3% van het eigen energieverbruik in de waterketen. 2.3 Maatregelen In het EEP zijn zekere en onzekere maatregelen opgenomen. De zekere maatregelen worden zondermeer uitgevoerd tijdens de planperiode van het EEP. Deze maatregelen leveren een energie-efficiency op van circa 7%. Voor de onzekere maatregelen is eerst nog nader onderzoek nodig, voordat tot uitvoering kan worden overgegaan. De mogelijke besparing aan onzekere maatregelen bedraagt circa 3%. De zekere en onzekere maatregelen zijn onderverdeeld in de volgende categorieën: maatregelen die leiden tot energie-efficiency in het (zuiverings)proces; maatregelen die leiden tot energie-efficiency in de (water)keten. De complete lijst aan energiebesparingsmaatregelen is in hoofdstuk 11 opgenomen.

7 3 Inhoudsopgave 1 Titelblad 3 2 Managementsamenvatting Inleiding Energie-efficiencyplan Maatregelen 6 3 Inhoudsopgave 7 4 Context energie-efficiencyplan (EEP) 9 5 Energiezorg 10 6 Beschrijving en analyse van het zuiveringsproces Procesbeschrijving Energiebalans Rendement energieomzetting Invloedsfactoren energieverbruik Bemetering 18 7 Beschrijving en analyse van de waterketen Beschrijving waterketen Analyse energieverbruik waterketen 20 8 Visie op duurzame energie Inzet van duurzame energie Ambitie 21 9 Relevante studies Routekaart Energieverkenning Inventarisatie besparingsmogelijkheden 23

8 11 Geplande maatregelen Totaaloverzicht Te bereiken energie-efficiency Berekende energiebesparing Defoamer (0,24% en 0,48%) Maatregelen rwzi Beemster (2,02%) Inzetten externe warmte voor rwzi Beverwijk (2,11%) Verbeteren kwaliteit spanning en stroom bij rwzi Wervershoof (0,44%) Overige activiteiten 28

9 9 4 Context energie-efficiencyplan (EEP) Het onderzoek naar en de realisatie van energiebesparende maatregelen in de waterketen, welke in het kader van het MJA3 worden uitgevoerd, sluiten aan bij het beleid van het hoogheemraadschap op dat vlak. Dit beleid staat verwoord in: Milieu- en klimaatbeleid , de weg naar de toekomst (2008, registratienummer ); Toekomstvisie waterketen, meer dan afvalwater alleen (2011, registratienummer ).

10 10 5 Energiezorg Het hoogheemraadschap beschikt over een ISO14001-certificering, waarmee de energiezorg binnen de organisatie is geborgd. Periodiek vinden audits plaats waarin de energiezorg wordt gemonitord.

11 11 6 Beschrijving en analyse van het zuiveringsproces 6.1 Procesbeschrijving De diensten die het hoogheemraadschap in de waterketen levert zijn het transporteren van afvalwater, het zuiveren van dat afvalwater en het verwerken van het daarbij gevormde zuiveringsslib. Voor het zuiveren van afvalwater en het verwerken van slib worden diverse processen toegepast. Het transport van afvalwater, het zuiveren van afvalwater en de verwerking van slib binnen een zuiveringsinrichting zijn schematisch weergegeven in figuur 2. Energie Zuiveringsinrichting Transport afvalwater Sliblijn Slibontwatering Slibeindverwerking Na-Indikking Elektriciteit Aardgas Overige Waterlijn Slibgisting Voorindikking WKK Derden Gemeentelijk stelsel Rioolgemaal Influentgemaal Roostergoed verwijdering Zandvanger Voorbezinktank Biologisch proces Nabezinking Gezuiverd afvalwater figuur 2 Schematisch overzicht van de processen die plaats vinden binnen een zuiveringsinrichting om afvalwater te zuiveren en slib te verwerken De voor het zuiveren van afvalwater en het verwerken van slib benodigde energie wordt voornamelijk geleverd via elektriciteit en aardgas. Bij sommige zuiveringen wordt ook gasdieselolie ingekocht als energiedrager. In Nederland kunnen twee typen zuiveringsinrichtingen worden onderscheiden. Het eerste type is een zuivering zonder slibgisting en het tweede type is een zuivering met slibgisting. Bij beide zuiveringen wordt het afvalwater eerst ontdaan van grove bestanddelen door middel van een roostergoedinstallatie. Het afgevangen roostergoed wordt getransporteerd naar bijvoorbeeld een stortplaats. Na de roostergoedinstallatie gaat het afvalwater naar een zandvanger, voorbezinktank of direct naar het biologische proces.

12 12 In het biologische proces worden de organische verontreinigingen, fosfaat en stikstof verwijderd uit het afvalwater door de juiste condities aan te leggen. Fosfaat kan biologisch worden verwijderd of chemisch gebonden, door de toevoeging van metaalzouten. Het hoogheemraadschap heeft anno 2012 biologische defosfatering op de rwzi s Ursem, Wervershoof, Zaandam-Oost, Heiloo, Everstekoog en een deel van Beverwijk. Daarnaast wordt op de rwzi s Beemster, Katwoude en Stolpen een aanzienlijke mate van biologische defosfatering bereikt, zonder dat deze daarvoor zijn ingericht. Stikstof wordt langs biologische weg omgezet en zo uit het water verwijderd. Na het biologische proces dient het slib van het gezuiverde afvalwater te worden gescheiden. Dit wordt in de meeste gevallen gedaan in een nabezinktank. Bij drie zuiveringen in Nederland wordt hiervoor membraanfiltratie toegepast. Bij het zuiveren van afvalwater wordt slib gevormd door de groei van bacteriën, die het afvalwater zuiveren. Dit slib wordt op de rwzi bewerkt. Bij een zuiveringinstallatie zonder slibgisting wordt het geproduceerde slib ingedikt (gravitair of mechanisch), ontwaterd en vervolgens getransporteerd naar de slibeindverwerker. Op een zuivering met slibgisting wordt het vrijkomende slib anaeroob behandeld (vergist). In een slibgisting wordt het slib in het algemeen bij een temperatuur van 30 tot 35 C vergist, waarbij slib voor een deel wordt afgebroken en biogas ontstaat. Het gevormde biogas wordt doorgaans ingezet in een warmtekrachtkoppelinginstallatie (WKK), waarbij elektriciteit en warmte worden geproduceerd. De warmte wordt voor het grootste gedeelte gebruikt voor het verwarmen van de slibgisting. De geproduceerde elektriciteit wordt gebruikt voor de diverse zuiveringsprocessen; een overschot kan aan derden worden geleverd. In sommige gevallen kan het gevormde biogas direct aan derden worden geleverd. Indien er sprake is van restwarmte, kan deze aan afnemers in de omgeving worden aangeboden. Een andere optie is biogas op te werken tot aardgas dat aan het gasnetwerk kan worden geleverd; dit wordt momenteel toegepast op de rwzi Beverwijk. Na gisting wordt het slib ontwaterd in bijvoorbeeld een centrifuge of zeefbandpers. Het daarbij vrijgekomen water wordt weer teruggevoerd naar de waterlijn. Het ontwaterde slib wordt getransporteerd naar de eindverwerking (droging, verbranding, compostering). 6.2 Energiebalans Een schematisch overzicht van alle in- en uitgaande energiestromen in het zuiveringsproces, is weergegeven in figuur 2 en 3. In het overzicht zijn de verschillende energiedragers (stroom, aardgas, enz.) horizontaal weergegeven. Het verbruik is in de verticale kolommen opgeknipt naar de onderdelen in het zuiveringsproces. In figuur 3 zijn energiestromen uitgedrukt in kwh en Nm³, in figuur 4 zijn alle hoeveelheden omgerekend naar GJ. Alle waarden hebben betrekking op het jaar Conform het EEP is de slibdrooginstallatie buiten beschouwing gelaten.

13 13 figuur 3 Energiebalans 2011 in matrixvorm, uitgedrukt in absoluut verbruik INKOOP Transport Zuiveren Ontwateren Productie Productie Productie REST afvalwater afvalwater slib stroom (WKK) aardgas LNG 2 Stroom (kwh) Aardgas (Nm³) (doorlevering) Biogas 1 (Nm³) (affakkelen) LNG (Nm³) (doorlevering) Warmte (GJ) Biogas is zelf opgewekt, niet ingekocht 2 Liquid Natural Gas (vloeibaar gemaakt aardgas)

14 14 figuur 4 Energiebalans 2011 in matrixvorm, uitgedrukt in GJ INKOOP Transport Zuiveren Ontwateren Productie Productie Productie REST afvalwater afvalwater slib stroom (WKK) aardgas LNG 4 Stroom (GJ) Aardgas (GJ) (doorlevering) Biogas 3 (GJ) (affakkelen) LNG (GJ) (doorlevering) Warmte (GJ) Totaal (GJ) Totaal (GJ) Totaal (GJ) Biogas is zelf opgewekt, niet ingekocht 4 Liquid Natural Gas (vloeibaar gemaakt aardgas)

15 Rendement energieomzetting Binnen het zuiveringsproces vinden een aantal omzettingen plaats van de ene naar de andere energiedrager: Met warmte-krachtkoppeling wordt zelf opgewekt biogas omgezet in stroom en warmte. Het elektrisch rendement bedraagt circa 40%. Op de rwzi Beverwijk wordt biogas opgewerkt tot aardas. Het rendement bedraagt circa 90%. 6.4 Invloedsfactoren energieverbruik De volgende factoren kunnen van invloed zijn op het energieverbruik van een rwzi: Neerslag De relatie tussen neerslag en het energieverbruik van een rwzi is sterk afhankelijk van het beheersgebied van die installatie, zoals verhard oppervlak, riolering (gemengd, gescheiden, verbeterd gescheiden), enzovoort. In het algemeen kan worden aangenomen dat door meer neerslag het energieverbruik hoger wordt en de verwijdering van i.e. s vergelijkbaar blijft, waardoor de energie-efficiency verslechtert. Neerslag is van invloed op: het volume afvalwater dat op de rwzi aankomt. Bij een groter volume moeten de vijzels en pompen die vooral voor opvoeren van water zorgen, meer water verplaatsen, waardoor het energieverbruik hoger zal zijn. de mate, duur en aantal malen dat een first flush op de rwzi aankomt na een lange droge periode. Bij een hevige regenbui na een lange droge periode ontstaat er een first flush op de rwzi met het achtergebleven vuil uit het aanvoerstelsel. Vaak is dan maximale beluchting noodzakelijk, als voeding voor de bacteriën die het vuil moeten verwerken. De hoeveelheid vuil, de duur van deze first flush en het aantal malen dat dit een bepaalde periode voorkomt, heeft invloed op het energieverbruik van de rwzi. Extra vuilvracht door onvoorziene omstandigheden Een voorbeeld hiervan is als door een calamiteit bij een bedrijf extra vuilvracht op de rwzi terechtkomt en hierdoor op de rwzi meer beluchtingenergie benodigd is. Dit is vooral mogelijk bij zuiveringen waarop meerdere industriële lozers zijn aangesloten. Het effect op de energieefficiency is sterk afhankelijk van het type lozing. Een extra BZV 1 -lozing (organisch materiaal) is over het algemeen gunstig voor de stikstofverwijdering, terwijl een extra stikstoflozing het tegenovergestelde is. Hierdoor kan extra vuilvracht zowel een verbetering als een verslechtering van de energie-efficiency veroorzaken. Rioolvreemd water Rioolvreemd water is water dat geen regen- of afvalwater is, maar wel via de riolering op een rwzi terecht komt. Dit rioolvreemd water komt door binnenkomend grondwater in het (bergings)riool, via bemalingen, via (illegaal) aangesloten drainageleidingen of door overloop van oppervlaktewater. Per rwzi en per jaar verschilt de hoeveelheid en het patroon van rioolvreemd water op het systeem. Over het algemeen kan worden aangenomen dat door meer rioolvreemd water het energieverbruik hoger wordt en de verwijdering van i.e. s vergelijkbaar blijft, waardoor de energie-efficiency verslechtert. 1 Biochemisch zuurstofverbruik

16 16 Strengere effluenteisen Deze worden opgelegd vanuit waterkwaliteitsdoelstellingen. Een verbetering van het verwijderingrendement resulteert in een hoger energieverbruik voor vooral de beluchting (meer vervuiling oxideren, meer zuurstof voor de bacteriën). Doorgaans resulteert een strengere eis in de ombouw van een hoogbelaste zuivering naar een laagbelaste zuivering of in de toepassing van een aanvullende zuiveringsstap, zoals zandfiltratie. Vuistregel is dat hoe verder het afvalwater gezuiverd wordt, hoe meer energie er relatief benodigd is om deze vervuiling eruit te halen, waardoor de energie-efficiency verslechtert. Temperatuur De temperatuur heeft een effect op de groei-, en afstervingssnelheid van bacteriën en daarmee op de slibproductie. Bij een hogere temperatuur zal de netto groeisnelheid lager zijn dan bij lagere temperaturen. De slibproductie heeft invloed op de energiebalans via de benodigde energie voor ontwatering en via de hoeveelheid geproduceerd biogas. Een hogere slibproductie (bij lagere temperaturen) leidt tot een verhoogde energievraag voor ontwatering, maar leidt tot een hogere biogasproductie doordat er meer slib vergist wordt. Een tweede effect van de temperatuur betreft het inbrengrendement van de beluchting. Dit heeft te maken met de oplosbaarheid van zuurstof die bij lagere temperaturen hoger is dan bij hogere temperaturen. Dit betekent dat per kwh bij lagere temperaturen meer zuurstof kan worden ingebracht. Bovenstaande beschreven effecten zullen de grootste impact hebben op de energievraag van de zuivering. Daarnaast zijn er nog kleine effecten te verwachten bij de recirculatie van nitraatrijk water (iets hoger bij hogere temperatuur dan bij lagere temperatuur) en de dosering van chemicaliën voor fosfaatverwijdering. Dit laatste is sterk afhankelijk van de toegepaste wijze van fosfaatverwijdering (biologisch of volledig chemisch). Bij een volledig chemische fosfaatverwijdering zal bij hogere temperaturen (lagere slibproductie) meer gedoseerd moeten worden. Concluderend kan worden gesteld dat het energieverbruik bij lagere temperaturen lager zal liggen dan bij hogere temperaturen. Afvalwatersamenstelling De verwachting is dat de samenstelling van huishoudelijk afvalwater weinig variabel zal zijn in de tijd. Wel kan door het af- of aanhaken van een industrie de samenstelling sterk veranderen, met name de verhouding in organisch materiaal versus het stikstof en/of fosfaatgehalte (scheikundig de BZV/N en/of BZV/P-verhouding). Bij een lage BZV/N of BZV/P zal er meer energie benodigd zijn voor de beluchting en zal de slibproductie lager liggen. Hierdoor wordt er minder biogas geproduceerd, indien er een gisting aanwezig is. Onderhoud of vergiftiging slibgisting Bij onderhoud of vergiftiging van de slibgisting zal de biogasproductie voor een langere tijd worden gereduceerd, waardoor meer elektriciteit moet worden ingekocht. Belasting versus ontwerpcapaciteit Meteen na nieuwbouw wordt de capaciteit van de installatie nog niet volledig benut. In deze situatie zal het specifieke energieverbruik per verwijderde i.e. hoger zijn dan in een volledig belaste situatie.

17 17 Optimalisatiestudies In het beheersgebied van HHNK zijn bij het gereedkomen van dit EEP enkele optimalisatiestudies voor het afvalwatersysteem (OAS) afgerond. Men is momenteel bezig met de uitwerking van de plannen uit de al uitgevoerde studies, waardoor het effect op de rwzi s nog onbekend is. Indien uit deze studies blijkt dat het aantrekkelijk is de hoeveelheid afvalwater naar de rwzi te laten toenemen, zal dit een toename van het energieverbruik van de rwzi (met name pompenergie) en van het transport van afvalwater kunnen betekenen. Afhankelijk van het type afvalwater kan dit zowel een verbetering als een verslechtering van de energie-efficiency veroorzaken. Per rwzi constateren we nog de volgende invloedsfactoren die van invloed kunnen zijn op het energieverbruik: Rwzi Beverwijk De rwzi is uitgebreid van naar v.e. à 150 g TZV 2. In 2008 zijn de oude puntbeluchters in straat 3 tot en met 6 vervangen door energie efficiëntere. Er is in 2011 een nieuwe straat (straat 7) gebouwd. Deze is uitgerust met bellenbeluchting. In 2011 is een verbeterde en grotere installatie gebouwd, die biogas op kan werken tot aardgas. In 2012 is een onderzoek gestart naar de mogelijkheid om van rwzi Beverwijk een energiefabriek te maken. Rwzi Zaandam-Oost Bij rwzi Zaandam-Oost is in 2012 een tweede warmte-krachtkoppeling (WKK) geplaatst. De gisting wordt extra belast met extern slib, waardoor de netto energieopbrengst zal stijgen. Rwzi Alkmaar Dit is een oude zuivering, die in de planperiode van dit EEP technisch wordt aangepast, waardoor de zuivering energiezuiniger wordt. Rwzi Den Helder De huidige zuivering met ondermeer oxidatiebedden is relatief energiezuinig. Vanwege strengere eisen wordt de rwzi in 2013/2014 omgebouwd, met een ander zuiveringsproces tot gevolg dat zeker een hoger energieverbruik heeft. Uit de beschikbare mogelijkheden wordt een energetisch gunstige oplossing gekozen. Desalniettemin wordt in het zuiveringsproces een verslechtering van de energie-efficiency verwacht van 24,6 naar 26 tot 28 kwh/verwijderde v.e. à 136 g TZV. Het resultaat op de verwijdering van stikstof en fosfaat verbetert dan wel. Op andere onderdelen op de rwzi wordt door de verbouwing wel een lager energieverbruik verwacht. Rwzi s Everstekoog, De Cocksdorp, Oosterend en Oudeschild In 2012 is de nieuwe zuivering Everstekoog geopend en zijn de zuiveringen De Cocksdorp, Oosterend, Oudeschild en de oude Everstekoog gesloten. Het afvalwater wordt nu met persleidingen centraal aangevoerd naar Everstekoog. Hierdoor zal het energieverbruik voor het transporteren van afvalwater iets toenemen. De verwachting is dat de nieuwe zuivering Everstekoog minder specifieke energie zal verbruiken dan de oude zuivering. 2 Totaal zuurstofverbruik

18 18 Rwzi s Wieringen en Wieringermeer In 2012 is een onderzoek gestart om deze zuiveringen te vervangen door één nieuwe zuivering in het kassengebied Agriport. De verwachting is dat in deze EEP-planperiode een eventuele nieuwe zuivering nog niet operationeel zal zijn. 6.5 Bemetering In elke rwzi is een meter aanwezig voor de hoeveelheid ingekochte aardgas, elektriciteit en water. In de rwzi Beverwijk is een meter aanwezig, die de hoeveelheid geproduceerd aardgas registreert. In sommige rwzi s zijn aanvullende kwh meters aanwezig, waarmee het verbruik van onderdelen (bijvoorbeeld de beluchting) geregistreerd kan worden. Van de zuiveringen Zaandam, Beemster, Stolpen en Wervershoof is exact in beeld hoeveel energie er wordt gebruikt voor de beluchting, zuiveren van afvalwater en overig. In 2012 wordt een onderzoek gestart naar de voor- en nadelen van slimme meters. De verwachting is dat in deze EEP-planperiode alle zuiveringstechnische werken worden voorzien van slimme meters en dat daardoor het energieverbruik beter is te monitoren.

19 19 7 Beschrijving en analyse van de waterketen 7.1 Beschrijving waterketen De situering van de rioolwaterzuiveringsinstallaties (rwzi s) in de keten is schematisch weergegeven in figuur 5. Afvalwater geproduceerd door huishoudens en industrie wordt in veel gevallen samen met het regenwater afgevoerd via de riolering. Binnen de grenzen van een gemeente is de gemeente verantwoordelijk voor het verzamelen van het afvalwater. Het verzamelde afvalwater wordt door het waterschap afgenomen. Het afgenomen afvalwater wordt hiertoe door het waterschap via rioolgemalen verpompt naar een rwzi. HHNK heeft vijftien rwzi s in beheer. De rwzi bestaat uit een waterlijn waarin het afvalwater voornamelijk door middel van een biologisch proces wordt gezuiverd. Het gezuiverde water wordt geloosd op oppervlaktewater. Gemeente Zuiveringsinrichting Waterschap Transport Zuiveren Verwerken afvalwater afvalwater en afzetten slib Inzamelen afvalwater - Rioolstelsel - Gemalen Slib Waterlijn Sliblijn Energie Transport Rioolgemaal Slibeindverwerking Gezuiverd afvalwater Warmte Biogas Aardgas Oppervlaktewater figuur 5 Situering van de zuiveringsinrichting in de waterketen Bij de zuivering van afvalwater ontstaat slib als gevolg van de groei van bacteriën die worden ingezet voor de zuivering van afvalwater. Uit het geproduceerde slib kan bijvoorbeeld energie worden gewonnen door middel van slibgisting. Bij slibgisting wordt biogas gevormd, wat voor ongeveer 60% uit methaan bestaat. Op vijf rwzi s van HHNK is slibgisting aanwezig. Dit methaan kan worden omgezet in elektriciteit, warmte of worden opgewerkt tot aardgas. Veel van de geproduceerde elektriciteit en warmte zal binnen de inrichting worden gebruikt, maar kan ook aan derden worden aangeboden. Het geproduceerde slib wordt, eventueel na gisting, aangeboden aan de slibeindverwerker. In Nederland wordt circa de helft van het zuiveringsslib verwerkt in twee grote slibverbrandingsinstallaties. Circa een derde van het zuiveringsslib wordt thermisch gedroogd op slibdrooglocaties en circa 13% wordt biologisch gedroogd op twee locaties. Het slib van de rwzi s van HHNK wordt gedroogd op de slibdrooginstallatie te Beverwijk, welke in beheer is bij HHNK.

20 20 Een klein gedeelte van het afvalwater uit het beheersgebied van rwzi Beverwijk gaat naar rwzi Amsterdam-West (in beheer van Waternet) en een gedeelte naar rwzi Velzen-Zuid (in beheer van het hoogheemraadschap van Rijnland). Vanuit rwzi Amsterdam-West komt het slib terug naar de slibdrooginstallatie in Beverwijk. 7.2 Analyse energieverbruik waterketen In figuur 6 is het energieverbruik van de waterketen in een cirkeldiagram weergegeven. Voor het transporteren en zuiveren van afvalwater en het ontwateren van slib verbruikt HHNK GJ. Voor het inzamelen van afvalwater bij huishoudens en bedrijven verbruikt de gemeente circa GJ*. Bij de slibeindverwerking ten slotte wordt nog eens GJ ingezet om het slib te drogen. figuur 6 Energieverbruik in de waterketen 2011 [GJ] * Dit is berekend aan de hand van cijfers uit het boekje Water en energie, feiten over energieverbruik in het stedelijk waterbeheer (Stichting Rioned, 2012). Daarin is het energieverbruik van een gemeente becijferd op 2,9 Wpp (Watt per persoon), dat van de rwzi op 6,7 Wpp. Die verhouding is gebruikt om het energieverbruik in GJ uit te rekenen voor de gemeente. 2,9 6,7

21 21 8 Visie op duurzame energie 8.1 Inzet van duurzame energie Vanaf 2012 is alle energie die HHNK inkoopt groen. Daarnaast voorziet HHNK voor een deel in zijn eigen energiebehoefte. Zo wordt het biogas dat bij slibgisting wordt gevormd omgezet in elektriciteit en warmte of opgewerkt tot aardgas. De hoeveelheid biogas die in 2011 nuttig is ingezet vertegenwoordigt GJ aan energie (15% van het energieverbruik in 2011). 8.2 Ambitie Als gevolg van klimaatsveranderingen is duurzaamheid een onderwerp geworden dat steeds meer aandacht krijgt. Belangrijke thema s voor de waterketen zijn: het beperken van de uitstoot van CO 2, CH 4 en N 2 O; duurzaam inkopen; verantwoord omgaan met afval; het terugwinnen van nutriënten (bijvoorbeeld fosfaat) uit het effluent. Ook het cradle-to-cradle principe hoort daarbij. Dit houdt in dat alle onderdelen van een product na het verstrijken van de levensduur opnieuw kunnen worden gebruikt in een ander product. Hierbij mag geen kwaliteitsverlies zijn en alle restproducten moeten hergebruikt kunnen worden of milieuneutraal zijn. Op de totale levensduur van materialen leidt het cradle-to-cradle-beginsel tot een vermindering van de kosten. Duurzaamheid in de waterketen betekent: minimale emissies uit de keten; zo min mogelijk energie en grondstoffen verbruiken of verloren laten gaan; bescherming van de volksgezondheid en de kwaliteit van het oppervlaktewater. En dat alles tegen maatschappelijk aanvaardbare kosten. Het hoogheemraadschap ziet afvalwater niet langer alleen als afvalproduct maar ook als bron van waardevolle grondstoffen die gewonnen of hergebruikt kunnen worden. Daarom: streeft HHNK hergebruik of terugwinning van nutriënten na daar waar dat mogelijk is en de kosten maatschappelijk te verantwoorden zijn; brengt HHNK mogelijke partners in de omgeving van de zuiveringskringen in kaart met wie deze ambitie waargemaakt kan worden en onderzoekt op welke wijze de samenwerking met potentiële partners vorm geven kan worden.

22 22 9 Relevante studies 9.1 Routekaart In 2012 is de routekaart Afvalwaterketen, op weg naar een duurzame afvalwaterketen: visie 2030 opgeleverd door adviesbureau DNV. De focus van de routekaart richt zich op het transporteren en zuiveren van afvalwater tot en met de productie van grondstoffen, energie en schoon water (exclusief drinkwater). Bij de routekaart ligt de nadruk op: het terugwinnen en de productie van nutriënten en andere grondstoffen; de productie van thermische en chemische energie; het hergebruik van gezuiverd hemelwater en afvalwater; asset-management en ketenbesturing. Uitgangspunten zijn het milieu- en klimaatbeleid en de MJA3. De routekaart is opgebouwd uit zogenaamde arrangementen. Een arrangement geeft een mogelijk toekomstbeeld van duurzame afvalwaterketenoplossingen, passend bij een specifieke lokale context (onder andere fysieke omgeving, bestuurlijke inrichting, prioriteiten voor gebiedsinrichting, vraag- en aanbodstructuur van grondstoffen, energie en water). Het hoogheemraadschap voert het milieu- en klimaatbeleid uit. Voor energie ligt de nadruk op energie-efficiëntie en het duurzaam opwekken van energie. Daarnaast wordt ook actief met de partners in de waterketen samengewerkt om zo efficiënt mogelijk afvalwater in te zamelen en te zuiveren. In de toekomst zullen mogelijk ook projecten worden gestart om gezamenlijk duurzame energie op te wekken. Het hoogheemraadschap ondersteunt op landelijk niveau de Grondstoffenfabriek en de Energiefabriek. 9.2 Energieverkenning Voor de realisatie van de energiedoelstellingen, zoals vastgelegd in het milieu- en klimaatbeleid, heeft de huisvuilcentrale in Alkmaar (HVC) in opdracht van het hoogheemraadschap een eerste energieverkenning uitgevoerd. Deze energieverkenning geeft middels energiescenario s en duurzame energieproductiescenario s inzicht in de mogelijkheid tot verduurzaming van de energievraag op basis van eigen duurzame energiebronnen. De potentie van het gebruik en opwekken van energie uit biomassa, zonne-energie, windenergie en blue energie (zoet-zout overgang) zijn onderzocht. De energieverkenning zal gebruikt gaan worden voor het toekomstige energiebeleid van het hoogheemraadschap.

23 23 10 Inventarisatie besparingsmogelijkheden De energiebesparingsmaatregelen zijn in samenwerking met de technici van de rwzi s geïnventariseerd. Als uitgangspunt is de geactualiseerde maatregelenlijst voor het zuiveringsbeheer van AgentschapNL gebruikt. Voor het berekenen van de terugverdientijd is een eenvoudige methode toegepast, namelijk de investering gedeeld door de besparing in energiekosten per jaar. De energietarieven die gehanteerd zijn in de berekeningen voor de terugverdientijden staan in tabel 1. tabel 1 Energiedrager Energietarieven Prijs Elektriciteit 0,12 per kwh Aardgas sdi 0,60 per m³ Aardgas rwzi 0,30 per m³ Energie- en milieuvoorstellen tot ,-- kunnen worden voorgelegd aan de milieucommissie van het hoogheemraadschap ter beoordeling van de haalbaarheid en toekennen van een budget. Tot 2015 stelt het hoogheemraadschap namelijk 0,5% van zijn budget ter beschikking voor het uitvoeren van specifieke milieumaatregelen die niet passen in het exploitatiebudget (zie het Meerjarenplan , paragraaf 8.3.4, registratienummer ). Voor maatregelen die meer dan ,-- kosten, wordt apart krediet aangevaagd bij het bestuur van het hoogheemraadschap.

24 24 11 Geplande maatregelen 11.1 Totaaloverzicht De maatregelen zijn onderverdeeld in zekere en onzekere maatregelen. De zekere maatregelen zijn al uitgevoerd of worden zondermeer tijdens de planperiode van het EEP uitgevoerd. Deze maatregelen zijn opgenomen in tabel 2. Voor de onzekere maatregelen is eerst nog nader onderzoek nodig, voordat tot uitvoering kan worden overgegaan. Dat onderzoek vindt tijdens de planperiode van dit EEP plaats. De onzekere maatregelen zijn opgenomen in tabel 3. Daarnaast zijn de maatregelen onderverdeeld in de volgende categorieën: maatregelen die leiden tot energie-efficiency in het (zuiverings)proces; maatregelen die leiden tot energie-efficiency in de (water)keten. In tabel 4 ten slotte zijn de maatregelen op het gebied van duurzame energie weergegeven, onderverdeeld in zekere en onzekere maatregelen. Deze maatregelen tellen niet mee voor het bereiken van energie-efficiency Te bereiken energie-efficiency Met het uitvoeren van de zekere maatregelen uit dit EEP wordt een energie-efficiency bereikt van 6,8%. Dit is lager dan het gemiddelde ambitieniveau van 8%. Daar staat echter tegenover dat in de planperiode van het EEP een energie-efficiency van 12% wordt gehaald, ruim boven het ambitieniveau. De 6,8% energie-efficiency uit het EEP wordt daarom op dit moment voldoende geacht. Mogelijk dat enkele onzekere maatregelen tijdens de planperiode toch worden uitgevoerd en het ambitieniveau alsnog wordt bereikt Berekende energiebesparing In tabel 2 is voor elke maatregel een energiebesparing berekend. De berekening van deze besparing is voor enkele maatregelen in deze paragraaf toegelicht Defoamer (0,24% en 0,48%) Bij rwzi Beemster en rwzi Geestmerambacht wordt een defoamer ingezet om verstorende drijflagen uit het beluchtingscircuit te verwijderen. Het bestrijden van deze door een bacterie gevormde drijflaag hoeft dan niet meer chemisch te worden bestreden door toevoeging van het middel PAX14, met de werkzame stof polyaluminiumchloride. In totaal wordt er 600 ton minder PAX14 gedoseerd. Hiervan is 30,7% puur polyaluminiumchloride. De polyaluminiumchloride heeft een GER-waarde van 20 MJ/kg. In totaal vertegenwoordigd 600 ton PAX14 dus GJ. Het energieverbruik van de defoamer is 2 kw. Deze draait 8 maanden per jaar en verbruikt zo 11,7 MWh. Het opwekken van 1 kwh aan energie kost 9 MJ. Er is dus 105 GJ aan energie nodig om 11,7 Mwh op te wekken. Er worden drie defoamers ingezet, dit vraagt 315 GJ aan energie. De totale besparing door de inzet van drie defoamers is dus ( =) GJ.

25 25 tabel 2 Zekere energiebesparende maatregelen

26 26 tabel 3 Onzekere energiebesparende maatregelen tabel 4 Duurzame maatregelen

27 Maatregelen rwzi Beemster (2,02%) Voor rwzi Beemster is een variantenstudie uitgevoerd om te bepalen op welke wijze de zuiveringscapaciteit het beste kan worden uitgebreid. Daarin is ook het verwachte energieverbruik per variant berekend. De huidige rwzi verbruikt circa MWh, de nieuwe rwzi circa MWh. Een besparing van MWh (9.450 GJ) Inzetten externe warmte voor rwzi Beverwijk (2,11%) HHNK beschikt over een slibdrooginstallatie (SDI), welke als inrichting niet meedoet in het EEP. De warmte die bij de SDI vrijkomt wordt nu deels door rwzi Beverwijk gebruikt voor het verwarmen van gebouwen en het verwarmen van slibgistingtanks. Dit heeft in 2012 al een verlaging in het gasverbruik opgeleverd. Geëxtrapoleerd naar een heel jaar is de besparing m³ gas (9.900 GJ) Verbeteren kwaliteit spanning en stroom bij rwzi Wervershoof (0,44%) De levensduur van veel componenten in de installatie wordt nadelig beïnvloed door een slechte kwaliteit van de spanning en stroom. Ook leggen deze een onnodig beslag op de capaciteit van de installatie en leveren ze onnodige verliezen op. Het verbeteren van de kwaliteit van de spanning en stroom levert energie-efficiency op. Dit heeft in 2012 al een verlaging in het stroomverbruik opgeleverd. Geëxtrapoleerd naar een heel jaar is de besparing 227 MWh (2.050 GJ).

28 28 12 Overige activiteiten HHNK neemt deel aan de in het kader van MJA3 georganiseerde activiteiten. HHNK draagt bij aan en is deelnemer in projecten van Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA), het kenniscentrum van de regionale waterbeheerders in Nederland. In STOWA-verband worden diverse activiteiten georganiseerd en onderzoek verricht, zoals naar energie(besparing). HHNK werkt samen met Waterschap Aa en Maas (trekker), Waterschap Rivierenland en Waterschap Veluwe in het onderzoek naar de mogelijkheden van het concept de Energiefabriek. Met dit concept hebben de genoemde waterschappen voor ogen dat waterschappen wat betreft energiegebruik mogelijk zelfvoorzienend kunnen zijn, of zelfs als energieproducent voor andere partijen zouden kunnen optreden.