Zusammenfassung Das Projekt „LoadShift“, welches im Rahmen der 4. Ausschreibung „Neue Energien 2020“ vom Österreichischen Klima- und Energiefonds gefördert wurde, untersuchte die Potenziale der Verschiebung der Elektrizitätsnachfrage getrennt für die Sektoren Industrie, Gewerbe, Haushalte und kommunale Infrastruktur. Zur Abschätzung des Potenzials für elektrische Lastverschiebung im Bereich der kommunalen Infrastruktur wurden innerhalb des Projekts Untersuchungen der verfahrenstechnischen bzw. anlagenspezifischen Möglichkeiten zur Verschiebung von elektrischen Lasten im Bereich der kommunalen Abwasserreinigung durchgeführt. Die Analyse von vier ausgewählten Kläranlagen, welche in ihren Größen und ihrer Technologie repräsentativ für die Struktur der Abwasserreinigung in Österreich sind, ergaben differenzierte Potenziale der elektrischen Lastverschiebung für die einzelnen Anlagenbeispiele. Es stellte sich heraus, dass bei den nach dem Prinzip mechanisch-biologischer Abwasserreinigungsanlagen ohne anaerobe Schlammstabilisierung arbeitenden Beispielanlagen (Anlagengröße 5.500 bzw. 45.000 EW) nur die Zurverfügungstellung von positiver Regelleistung (Lastreduktion) durch gezieltes Abschalten von einzelnen Anlagenteilen relevant ist, wobei hier das größte Potenzial bei einer Abschaltdauer von bis zu 5 min bzw. bis zu 15 min festgestellt werden konnte. Die Beispielsanlage mit einem Anschlusswert von 950.000 EW (mechanisch-biologische Reinigung mit Schlammfaulung und Blockheizkraftwerk) ist durch betriebsinterne Lastverschiebung bereits energetisch derart optimiert, dass nur die Zurverfügungstellung von negativer Regelleistung durch Abschalten des Blockheizkraftwerkes (BHKW) und die Nutzung des Gasspeichers relevant sind. Für das Praxisbeispiel einer Kleinkläranlage (Sequencing Batch Reactor, „SBR-Anlage“) konnte für den Abwasserreinigungsprozess aufgrund geringer Betriebszeiten der elektrischen Aggregate keine Möglichkeit der Lastverschiebung festgestellt werden. Allerdings gibt es hier Potenziale im Bereich der Pumpleistungen für die Abwasserzuleitung bzw. bei der Klärschlammentsorgung. Basierend auf der „Bottom-Up-Methode“ und der „Top-Down-Methode“ zur Abschätzung eines gesamtösterreichischen Potenzials zur Lastverschiebung in Kläranlagen (> 2.000 EW) ergab die Hochrechnung ein Lastverschiebepotenzial für positive Regelleistung durch Abschalten von Anlagenkomponenten für die Dauer von 5 min zwischen 22 und 27 MW, bei einer Abschaltdauer von 15 min zwischen 21 und 26 MW und bei einer Abschaltdauer von 60 min zwischen 2 und 3 MW. Weiters wurden im Rahmen des Projekts spezifische Kosten zur Realisierung der Lastverschiebungspotenziale für zusätzliche Installation in Software und Mess- bzw. Regelungstechnik abgeschätzt sowie Hemmnisse bzw. Handlungsbedarf zur Umsetzung der Lastverschiebung im Bereich der Abwasserreinigung identifiziert.

Abstract The project “LoadShift”, which was supported by the Austrian Climate and Energy Fund in the context of the 4th call for tenders “New Energies 2020”, explored the potential offered by electrical load shifting for the industrial, commercial, household and municipal infrastructure sectors. In order to determine the potential of electrical load shifting in municipal infrastructures, process-related and plant-specific opportunities for shifting electrical loads in municipal wastewater treatment were investigated in the course of the project. The analysis of four selected treatment plants, which are generally representative of wastewater treatment in Austria in terms of their size and technologies, identified different load-shifting potentials at the individual plants. We determined that, for those plants examined that are based on the principle of mechanical-biological treatment without anaerobic sludge stabilization (plant size: 5,500 and 45,000 PT respectively), only providing a positive operating reserve (load reduction) by selectively shutting down individual parts of the plant is relevant; in this regard, shutdowns of up to 5 min and up to 15 min respectively showed the greatest potential. The sample plant with a connected load of 950,000 PT (mechanical-biological treatment with sludge decomposition and a combined heat and power unit (CHP)) had already been so optimized by means of internal load shifting that only providing a negative operating reserve by shutting down the CHP and using the gas reservoir would be relevant. With regard to the practical example of a small treatment plant (Sequencing Batch Reactor (SBR)), given the short operating times of the electric motors no feasible opportunities for load shifting could be identified. However, there is potential to be found with regard to the pumping for wastewater feeds, e.g. for disposing of sludge. Based on the “bottom-up method” and the “top-down method” for estimating the potential represented by employing load shifting at wastewater treatment plants (> 2,000 PT) across Austria, the projected potential identified in connection with creating a positive operating reserve by shutting down certain plant components for 5 min was between 22 and 27 MW; for 15 min, between 21 and 26 MW; and for 60 minutes, between 2 and 3 MW. Further, the project estimated the specific costs involved in capitalizing on the potential of load shifting, namely for the installation of additional software and measuring/ automatic control systems, and delineated obstacles to and necessary steps involved in implementing load shifting in the context of wastewater treatment.