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Verlängerung der Stromkostenoptimierung für das Klärwerk Werdhölzli

Seit Ende 2016 steuert die Energy-AI-Plattform von Alpiq zwei Klärgas-Blockheizkraftwerke auf dem Gelände des Klärwerks Werdhölzli in Zürich unter Einsatz von künstlicher Intelligenz. Bisher konnten insgesamt über 320 000 Franken Netznutzungsgebühren eingespart werden. Deswegen wurde der Vertrag jetzt verlängert.

Flexibilitäten nutzen und ausschöpfen

Im Klärwerk Werdhölzli reinigt die ERZ Entsorgung + Recycling Zürich (ERZ) das Abwasser von 465 660 Personen. Bis zu 6000 Liter laufen pro Sekunde in die Anlage. Bei externen Einflüssen wie Regenfällen nimmt nicht nur die zulaufende Wassermenge, sondern auch der Strombedarf der Anlage stark zu. Dies führt zu Bezugsspitzen im lokalen Stromnetz, was hohe Kosten verursacht. Um diese Lastspitzen abzufangen, betreibt die Stadt Zürich auf dem Gelände des Klärwerks zwei Blockheizkraftwerke (BHKW), die mit Klärgas betrieben und in solchen Fällen zugeschaltet werden. Die Energy-AI-Plattform von Alpiq prognostiziert die Lastspitzen und steuert den rechtzeitigen Einsatz der beiden BHKW mit einer Leistung von 1,8 MW in Echtzeit. „Als Anlagenbetreiber kennen wir unser System bis ins letzte Detail“, sagt Martin Schafflützel, Leiter Abteilung Energie der Stadt Zürich. „Alpiq aber nutzt mit ihrer Steuerung das Potential optimal aus. Das ist für beide Parteien lukrativ.“

Künstliche Intelligenz zur Optimierung der Blockheizkraftwerke

Dank einer sicheren Verbindung zum SCADA-System der ERZ erhält Alpiq alle nötigen Informationen zur Steuerung und Optimierung der BHKW. Der Steuerungsprozess läuft vollständig autonom. Alle sechs Sekunden werden Daten wie etwa der Zustand der Ozon-Generatoren, die Ammoniumkonzentration im Abwasser, die Niederschlagsmengen bei den Sammelbecken oder die Menge des zufliessenden Wassers ausgelesen. Pro Monat beträgt die durchschnittliche Datenmenge rund 450 000 Signale. Daraus berechnet die Plattform unter Einsatz eines neuronalen Netzwerks eine kurzfristige Prognose über den Stromverbrauch der gesamten Kläranlage und der möglichen Lastspitzen. Auf Basis des hinterlegten Modells der Kläranlage und der Performancedaten der BHKW sowie stochastischer Zukunftsszenarien entscheidet der Optimierungsalgorithmus über den Einsatz der BHKW. Ist ein Einsatz wirtschaftlich sinnvoll und können Netznutzungsgebühren eingespart werden, wird den Motoren ein Startsignal gesendet. Ist die Verbrauchsspitze vorbei, werden die Motoren wieder ausgeschaltet. „Die durch künstliche Intelligenz unterstützte Performance liegt über unseren Erwartungen“, sagt Martin Schafflützel. Tatsächlich konnten durchschnittlich über 9000 Franken monatlich und über 320 000 Franken seit Inbetriebnahme eingespart werden. Deswegen hat sich ERZ dazu entschieden, den Vertrag zu verlängern und Alpiq weiterhin den Auftrag zu geben, die Netznutzungsgebühren des Klärwerks Werdhölzli zu senken.

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