Masterarbeit bei der R & H Umwelt
Wir gratulieren unserem R & H Werkstudenten Josef Felix Stürzer zum erfolgreichen Abschluss seines Masterstudiums „Hydro Science & Engineering“ an der Technischen Universität Dresden.
Im Rahmen seiner Masterarbeit mit dem Titel: „Optimierung des Energiebedarfs eines ländlich strukturierten Trinkwasserversorgungsunternehmens.“ (März 2023) untersuchte er den Energieverbrauch des ländlich strukturierten Trinkwasserversorgungsunternehmens Wasser- und Abwasserverband Saale-Unstrut-Finne (WAV SUF) und analysierte darüber hinaus die kleinteilig zerstückelte Versorgungsstruktur hinsichtlich den Faktoren Wirtschaftlichkeit, Wasserqualität und Versorgungssicherheit.
Er kam zu dem Ergebnis, dass entgegen der Vermutung weder der technische Zustand noch die Fahrweise der Anlagen für den hohen spezifischen Energiebedarf durch Pumpensysteme verantwortlich sind. Grund ist die historisch gewachsene zerstückelte Versorgungsstruktur und die geographische Lage. Die gesamtheitliche Bewertung des energetischen Zustands der Anlagen sei nur über den Gesamtwirkungsgrad der Anlagen, und nicht über die Kennzahl des spezifischen Energieverbrauchs möglich. Eine Verbesserung der Versorgungsstruktur kann in 2 von 3 untersuchten Varianten zum Zusammenschluss von kleinteiligen Versorgungseinheiten zu einer nachhaltigen Verbesserung der untersuchten Kriterien führen, die wiederum stark von den individuellen Gegebenheiten abhängen.
Die erörterten Maßnahmen wurden im Anschluss durch dynamische Wirtschaftlichkeitsberechnungen auf ihre Wirtschaftlichkeit hin untersucht und ein einem Maßnahmenkatalog für des WAV SUF zusammengefasst.
Lieber Josef, wir freuen uns, dass du bei uns warst, und wünschen dir alles Gute auf deiner Südamerikareise!
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Auszug aus der Masterarbeit „Optimierung des Energiebedarfs eines ländlich strukturierten Trinkwasserversorgungsunternehmens.“ von Josef Felix Stürzer (März 2023):
Die Versorgung mit qualitätsgesichertem Trinkwasser ist in Deutschland Aufgabe öffentlicher Daseinsvorsorge. Die Preise für Trinkwasser variieren dabei stark (UBA 2016). Etwa 20% der Energiekosten eines Trinkwasserunternehmens entfallen auf Energiekosten (SVGW und EnergieSchweiz 2004). 0,5% des gesamten deutschen Stromverbrauchs wird für die Bereitstellung von Trinkwasser verwendet (Plath und Wichmann 2009; Voltz 2020).
Neben den Bestrebungen zur nachhaltigen Umrüstung sind die steigenden Energiepreise ein weiterer Grund die Energieeffizienz zu erhöhen (Destatis 2023). Laut Studien aus der Schweiz liegt das größte Einsparpotenzial für Trinkwasserversorgungsunternehmen in Pumpensystemen (SVGW und EnergieSchweiz 2004; DOE und Hydraulic Institute 2006).
Um Verbesserungspotenziale von Trinkwasserversorgern auch in Deutschland zu identifizieren, finden Kennzahlenvergleiche statt, die aber aufgrund der tatsächlichen örtlichen Gegebenheiten nur begrenzt vergleichbar sind – Beispiele sind städtische vs. ländlich geprägte Versorgungsstrukturen (Merkel et al. 2011). Im Vergleich zu anderen Ländern, ist die Versorgungsstruktur in Deutschland stark fragmentiert und kleinteilig strukturiert (Cassel und Rüttgers 2009). Durch eine Zusammenlegung von Versorgungstrukturen und Netzverwaltungen lassen sich Kostendeckungspotentiale ausnutzen (Monopolkommission 2010).
Im Kennzahlenvergleich zeigte der in der Masterarbeit untersuchte Wasserversorger Wasser- und Abwasserverband Saale-Unstrut-Finne (WAV SUF) einen erhöhten Wert für den spezifischen Energieverbrauch durch Pumpensysteme. Der sich daraus ergebende Fragestellung ist, ob dieser hohe Wert durch die Besonderheiten der Versorgungsstruktur zustande kommt, oder ob technische Aspekte eine Rolle spielen. Diese Fragestellung diente im weiteren Verlauf als Basis für die vorgenommenen Analysen, mit dem Ziel, den Energiebedarf des untersuchten Wasserversorgers optimieren zu können.
Mithilfe von Grob- und Feinanalysen wurden die relevantesten Energieverbraucher (Pumpensysteme) auf Optimierungspotentiale hin untersucht und Einsparpotentiale erörtert.
Darüber hinaus wurde die kleinteilig zerstückelte Versorgungsstruktur des Wasser- und Abwasserverband Saale-Unstrut-Finne (WAV SUF) auf die Kriterien Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und Wasserqualität untersucht und Verbesserungspotentiale erörtert. Mithilfe einer Variantenbetrachtung wurden Vorschläge zum Zusammenschluss von Versorgungseinheiten erarbeitet. In zwei von drei untersuchten Varianten lässt sich die Versorgungsstruktur hinsichtlich der untersuchten Kriterien durch Zusammenschlüsse verbessern, jedoch ist dies stark von den örtlichen Gegebenheiten des Trinkwasserversorgungsunternehmens bzw. der untersuchten Versorgungseinheit abhängig.
Die Ergebnisse wurden mithilfe dynamischer Wirtschaftlichkeitsberechnungen auf ihre Wirtschaftlichkeit hin untersucht und in einen Maßnahmenkatalog für den Wasser- und Abwasserverband Saale-Unstrut-Finne (WAV SUF) zusammengefasst. Dieser beinhaltet den Austausch einer Reinwasserpumpe und die jährliche Reinigung bzw. langfristige Tieferlegung eines Brunnens. Darüber hinaus werden zwei Varianten zum Zusammenschluss von Versorgungseinheiten empfohlen, da diese insbesondere deutliche Verbesserungen in den Kriterien Wirtschaftlichkeit und Wasserqualität bedeuten.
