Klein, fein, einzigartig: Innovatives Holzheizkraftwerk versorgt Wasserwerk Fuhrberg nachhaltig mit Wärme und Strom

In einem gemeinsamen Projekt mit dem Fraunhofer-Institut UMSICHT und gefördert durch die Region Hannover errichtete enercity ein innovatives, hocheffizientes Holzheizkraftwerk, das den nachwachsenden Energieträger Holz zukünftig noch effizienter nutzt als bisher. Nach über 20 Jahren stand die Fuhrberger Holzhackschnitzelheizanlage – eine der ersten in Niedersachsen – zur Modernisierung an.

Das neue Holzheizkraftwerk ist eine mit Holzhackschnitzeln befeuerte Dampfkesselanlage, die bei dem Prozess der Kraft-Wärme-Kopplung die ORC-Technik (Organic Rankine Cycle) zur Stromerzeugung nutzt. Dieser kleine Dampfkraftprozess wird anstelle von Wasserdampf mit einem organischen Arbeitsmittel betrieben, das einen niedrigen Siedepunkt aufweist. In ORC-Anlagen ist es daher möglich, elektrische Energie auch aus Abwärme zu erzeugen. Die Leistungsgröße der Anlage sowie der Betrieb sind bedarfsgerecht auf den dezentralen Standort ausgelegt, so dass die Abwärme am Kondensator des ORC-Prozesses für die gesamte Heizenergie im Wasserwerk sorgt. „Das neue Holzheizkraftwerk passt exakt zu unseren Bedürfnissen. Aufgrund der Wirkungsgradverbesserung des Kessels und zusätzlicher KWK-Nutzung rechnen wir neben der wesentlich geringen Staubemission durch modernste Filtertechnik auch mit einer CO2-Einsparung von 500 t/Jahr", freut sich Christoph Kollenda, Leiter der Produktion bei enercity. Mit Errichtung der neuen Anlage ist die Wärmeversorgung des Wasserwerkes mit dem nachhaltig in enercity-Wäldern erwirtschafteten Energieträger Holz für die nächsten 20 Jahre gesichert.

Die in Fuhrberg betriebene ORC-Anlage ist in ihrer Form bislang einmalig. Mit dieser Anlage ist es erstmals möglich, Kraft-Wärme-Kopplung auch in besonders kleinen Holzfeuerungen ab etwa 250 kWth zu nutzen. Das Fraunhofer-Institut UMSICHT entwickelte und realisierte die erforderliche ORC-Technik. Außerdem begleitet das Institut den Probebetrieb bei enercity wissenschaftlich. „Mit dem Projekt in Fuhrberg haben wir eine KWK-Lösung für kleinere Biofestbrennstofffeuerungen realisiert, die bisher nur zur reinen Wärmeerzeugung betrieben werden", erläutert enercity-Projektleiter Martin J. Heß. „Wir als Region Hannover begrüßen das Projekt, weil es zusätzliche Möglichkeiten zur dezentralen und effizienten Nutzung des erneuerbaren Energieträgers Holz für die Strom- und Wärmeproduktion in allen waldreichen Gegenden um Hannover aufzeigt", betont Prof. Dr. Axel Priebs, Erster Regionsrat und Dezernent für Umwelt, Planung und Bauen der Region Hannover.

Durch die kleine Leistungsgröße wird der KWK-Einsatz in der dezentralen Versorgung ermöglicht. Übliche Anlagen mit größerer Heizleistung sind meist nur an größeren Nahwärmenetzen einsetzbar. Feuerung und Kleindampfkessel sind zudem in neuartiger Container-Bauweise vormontiert, so dass die Bauaktivitäten am Wasserwerk bereits nach etwa zwei Wochen beendet waren und sehr zügig mit der Inbetriebnahme begonnen werden konnte. „Nachfolgend können nunmehr eine erhebliche Anzahl kleinerer Biofestbrennstofffeuerungen wirtschaftlich sinnvoll auf KWK-Betrieb umgestellt werden", zeigt Dr.-Ing. Wilhelm Althaus von Fraunhofer UMSICHT die Zukunftsaussichten für diese Art Anlagen auf. „Das Produkt eignet sich vorranging auch im Nachrüstbereich vorhandener Biomasse-Heizwerke, bei denen im Rahmen von Ersatzinvestitionen für ältere Heizwerke nun auch KWK-Lösungen eingeführt werden können."

Als Wärmeträgermedium von der Feuerung zum ORC-Prozess wird in üblichen ORC-Anlagen Thermoöl eingesetzt. In Fuhrberg verzichtet enercity aus Gründen des Trinkwasserschutzes und zur Vermeidung der sonst existenten Brandrisiken bewusst darauf und setzt an dieser Stelle einen Wasser-Dampf-Kreislauf ein.

Die Gesamtkosten des neuen Heizkraftwerks belaufen sich auf circa eine Million Euro. Die Region Hannover steuert zum Vorhaben circa 10 Prozent im Rahmen der Förderung „Regionalbedeutsamer Projekte und Vorhaben im Bereich Klimaschutz" bei. An der Entwicklung der neuen ORC-Technik durch Fraunhofer UMSICHT beteiligt sich enercity mit 600.000 Euro. Der Betrieb der kompletten Anlage durch enercity wird noch für ein Jahr mit einer Monitoringphase wissenschaftlich begleitet.

Fotos der neuen ORC-Anlage im Wasserwerk Fuhrberg gibt es hier zum Download (ggfs. PIN-Code JR3VQ erforderlich): https://mams.enercity.de/pinaccess/showpin.do?pinCode=JR3VQ

Personen auf den Fotos: Dr.-Ing. Wilhelm Althaus von Fraunhofer UMSICHT und Martin J. Heß, enercity-Projektleiter, präsentieren die neue ORC-Anlage

Hintergrund-Information:

Für den Prozess der Kraft-Wärme-Kopplung wird im neuen Holzheizkraftwerk die ORC-Technik (Organic Rankine Cycle) zur Stromerzeugung nutzt. Die in der Hackschnitzelfeuerung entstehenden heißen Rauchgase werden in einem Dampfkessel heruntergekühlt, wobei Wasserdampf mit einer Temperatur von circa 230° C erzeugt wird. Im Verdampfer des ORC Kreislaufes wird die Wärme auf das organische Arbeitsmittel zur Dampferzeugung übertragen. Der ORC-Dampf wird über eine Turbine geführt und dabei entspannt. Dadurch wird ein Generator angetrieben, der den erzeugten Strom in das Netz einspeist. Der aus der Turbine austretende Dampf wird im Kondensator verflüssigt. Die dabei entstehende Wärme wird komplett in das Nahwärmesystem des Wasserwerks Fuhrberg eingekoppelt.

enercity versorgt etwa 700.000 Menschen in Hannover und Teilen der Region mit Strom, Gas, Wärme und frischem Trinkwasser. Als erfolgreicher Energiedienstleister trägt enercity zum Gelingen der Energiewende aktiv bei. Ziel ist die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien. Beim Ausbau der erneuerbaren Energien hat enercity die CO2-Minderungsziele der Klima-Allianz Hannover vorzeitig erreicht. Mit über 800 GWh deckt der erneuerbare enercity-Strom 2016 den Bedarf aller enercity-Haushaltskunden.

Die Wasserversorgung wird zu über 90 Prozent durch drei eigene Grundwasserwerke gesichert und durch 6 Prozent Fremdwasserbezug ergänzt. Das Wasser aus den enercity-Wasserwerken wird direkt vor den Toren Hannovers gewonnen: Der Großteil stammt aus den zwei nördlichen enercity-Wasserwerken Elze-Berkhof und Fuhrberg im Fuhrberger Feld, der Rest aus dem Wasserwerk Grasdorf bei Laatzen. In Summe wurden 2015 rund 43 Millionen Kubikmeter Trinkwasser in das Trinkwassernetz eingespeist. Trinkwasser ist eines der am besten kontrollierten Lebensmittel. Auch die Qualität des Wassers aus den enercity-Wasserwerken wird stetig überprüft. Regelmäßig werden Proben entlang der Prozesskette, von den Brunnen über die Aufbereitung bis ins Wassernetz, genommen und im Labor untersucht. Das Trinkwasser unterschreitet die strengen Grenzwerte der Trinkwasserverordnung deutlich. Der Mittelwert für Nitrat im enercity-Wasser liegt zum Beispiel bei 2,0 mg/l, der Grenzwert nach Trinkwasserverordnung bei 50 mg/l. Ein weiteres Qualitätsmerkmal des Trinkwassers ist die Tatsache, dass es Grundwasser ist. Dieses enthält von Natur aus eine ausgewogene Mischung aus wertvollen Mineralien. Auch muss Grundwasser in der Regel nicht gechlort werden.

„Heizen mit Holz und anderen Biobrennstoffen"
22./23. Oktober 2016, Wasserwerk Fuhrberg, Am Wasserwerk1, 30938 Burgwedel

Erneuerbare Energien wie Biobrennstoffe bieten besonders im ländlichen Raum vielfältige Möglichkeiten, fossile Energien wie Heizöl und Gas durch andere Brennstoffe wie Holz zu ersetzen. Um jeweils den aktuellen Stand der Technik zur Nutzung erneuerbarer Energien mit Schwerpunkt Biomasse zu zeigen, veranstaltet die Landwirtschaftskammer Niedersachsen mit enercity (Stadtwerke Hannover AG), der Zeitschrift „Land & Forst" sowie weiteren Partnern alle zwei Jahre eine Ausstellung mit praktischen Vorführungen zum Thema.

Die Veranstaltung "Heizen mit Holz und anderen Biobrennstoffen" findet zum 12. Mal im enercity-Wasserwerk Fuhrberg, nördlich von Hannover, statt. Hier präsentieren etwa 100 Firmen ihre Produkte und Dienstleistungen. Zahlreiche Fachorganisationen unterstützen die Veranstaltung und geben Tipps und Empfehlungen zur Nutzung erneuerbarer Energien.

Bei einer Ausstellung von Maschinen und Geräten zur Brennholzbereitung wie Sägen, Äxten, Spaltern, Hackmaschinen oder Schutzkleidung gibt es auch Vorführungen zum praktischen Einsatz. Das Spektrum der Feuerungen umfasst den gesamten Bereich vom Stückholz-Ofen bis zur automatischen Holzhackschnitzelheizung für Zentralheizsysteme.

Die Ausstellung ist am 22./23. Oktober täglich von 10.00 bis 16.00 Uhr geöffnet.

Eintritt: 5 Euro, Kinder und Jugendliche unter 18 Jahren sind frei.
Weitere Informationen unter www.heizen-mit-holz.net