Geteilte Wärme

KWK

Sektorkopplung - Ein Ausbau der Fernwärme auf Basis von Erneuerbar-Wärme und KWK bietet Städten eine Möglichkeit, ihre CO2-Bilanz zu verbessern. Gut, wenn hierbei Industrie, Städte und Versorger Hand in Hand arbeiten. Was hier möglich ist, zeigen Beispiele verschiedener BHKW-Projekte.

07. September 2016

Das Ford-Werk in Saarlouis zählt zu den größten Arbeitgebern des Saarlandes. Bereits seit 1986 beliefert der Fernwärmeverbund Saar (FVS), eine Tochter der Steag, das Werk mit Wärme aus der Fernwärmeschiene Saar. Ein Teil der benötigten Wärme kam zudem aus demeigenen Heizwerk.

Ende 2016 soll nun eine neue Energiezentrale in Betrieb gehen. Fünf BHKW mit einer Gesamtleistung von 20MWth und 22MWel liefern dann Strom und Wärme und speisen diese direkt ins Werksnetz ein. Platz finden sie am Standort des ehemaligen Heizwerkes, das um einen Anbau erweitert wurde.

Nach Inbetriebnahme kann Ford seinen Strombedarf weitgehend aus eigener Erzeugung decken. Mit der neuen Anlage kann das Unternehmen zudem seinen CO2-Ausstoß am Standort um 20% senken. Der Clou: Die Gesamtanlage wird in die Fernwärmeschiene Saar integriert. Das Netz nimmt überschüssige Wärme der BHKW auf und sichert umgekehrt die Versorgung bei Spitzenlast oder Ausfällen.

Umgesetzt, konzipiert und betrieben wird die Energiezentrale von Steag New Energies (SNE). Man habe im Vorfeld genau geprüft, wie die optimale Lösung für den Bedarf des Kunden aussehen kann, so SNE auf Nachfrage. »Für den Anschluss an das Wärmenetz des Fernwärmeverbundes Saar sprach unter anderem, dass der Kunde einerseits von einer hohen Ausfallsicherheit und andererseits von einer hohen Flexibilität profitiert.«

Stromgeführt

Die Anlage wird stromgeführt gefahren. Vor allem im Sommer stellt sich in so einem Fall die Frage, wie mit der Abwärme umgegangen wird. In der Praxis führt dies oft zum Einsatz kleiner Motoren, da die Wärme nicht untergebracht werden kann, berichtet SNE.

»Unser Ziel ist es, möglichst große Motoren einzusetzen, da diese wirtschaftlicher und klimaschonender sind. Auch in diesem Projekt war es so, dass die Abwärme vor Ort zeitweise fast nicht genutzt werden konnte. Aus diesem Grund haben wir die Möglichkeit der vollen Einspeisung in die Fernwärmeschiene vorgesehen.«

Die Wärme komme immer besichert aus der Fernwärmeschiene, in die auch die Anlage einspeist. »Für die optimale Lösung war diese Vernetzung zwischen Ford-Werk Saarlouis, Steag New Energies und dem Fernwärmenetz der FVS wichtig.«

Wärmegeführt

Auch bei wärmegeführter Fahrweise ist die Einbindung in ein Fernwärmenetz möglich. Dies zeigt das Beispiel Daimler. Ab Frühjahr 2017 sollen im Mercedes-Benz-Werk Mannheim zwei BHKW Strom und Wärme für die Produktion liefern und künftig rund 19.000t CO2 im Jahr einsparen.

»Dank der Anlage fertigen wir unsere Motoren und Komponenten zukünftig noch ressourcenschonender und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz in der Region«, so Andreas Moch, der Standortverantwortliche des Mannheimer Werkes.

Die Leistung der BHKW liegt insgesamt bei 8,638MWth und 8,316MWel. Der Wirkungsgrad der Anlage erreicht 90%. Sie deckt einen Großteil der Grundlast des Strom- und Wärmebedarfs des Werkes ab.

Die Wärme wird durch einen Wärmetauscher den Heizungen in der Fabrik zugeführt, überschüssige Wärme in das Fernwärmenetz der Stadt Mannheim eingespeist. »Im Winter deckt das BHKW einen Teil der benötigten Wärmeleistung des Werkes ab«, so Daimler auf Nachfrage. Der andere Teil werde über das Fernwärmenetz der MVV bezogen. In den Sommermonaten decke das Werk dagegen seinen Wärmebedarf über das BHKW komplett ab und könne darüber hinaus überschüssige Wärme in das Fernwärmenetz speisen.

Mit Biogas

Zudem muss das BHKW nicht immer am Werksstandort stehen. Das zeigen die Stadtwerke Stuttgart und Porsche. Sie haben eine Absichtserklärung zur teilweisen Wärmeversorgung des Porsche-Stammwerkes mit Bioenergie unterzeichnet. Die geplante jährliche Wärmelieferung beläuft sich auf rund 8GWh, so die Stadtwerke auf Nachfrage. Das Projekt soll bis spätestens 2018 realisiert werden.

Mit der erwarteten Wärmeabnahme sowie einer möglichen ergänzenden Stromabnahme kann Porsche in Zuffenhausen pro Jahr rechnerisch bis zu 5.000t CO2 vermeiden, so die Stadtwerke Stuttgart.

Ausgangspunkt für die zunächst auf 15 Jahre ausgelegte Teilwärmeversorgung ist die neue Bioabfallvergärungsanlage in Zuffenhausen, die vom kommunalen Eigenbetrieb Abfallwirtschaft Stuttgart (AWS) geplant und künftig auch betrieben werden soll. Die Genehmigung vorausgesetzt, könnte diese im Sommer 2018 in Betrieb gehen.

Parallel dazu bauen die Stadtwerke ihre technischen Anlagen auf, die das Biogas im ersten Schritt in Wärme und Ökostrom umwandeln und im zweiten Schritt die Wärme zum Porsche-Gelände transportieren sollen. Das BHKW soll direkt auf dem Gelände der Vergärungsanlage entstehen und wird von den Stadtwerken geplant, finanziert, realisiert und betrieben. Die Anlage werde aktuell mit einer Leistung von 1,2MWel geplant. »Für die Stadtwerke ist das Projekt ein Meilenstein bei der Entwicklung großer Nahwärme- und Quartierslösungen mit gewerblichen Partnern«, so Geschäftsführer Olaf Kieser.

Quartierlösung

Ein spannendes Projekt, welches in dieser Richtung gerade schon realisiert wird, ist das Projekt ›Neue Zeche Westerholt‹ der Städte Gelsenkirchen und Herten. Beteiligt sind neben den Städten die Uniper Wärme, die Stadtwerke Herten, die RAG Montan Immobilien und die RAG.

In den nächsten Jahren sollen auf dem ehemaligen Gelände der Zeche Quartiere mit unterschiedlichen Nutzungsschwerpunkten entstehen. Dazu wurde ein Masterplan entwickelt. Der Projektraum umfasst Siedlungshäuser vor den Toren der Zeche im Stadtteil Gelsenkirchen-Hassel, das eigentliche Zechengelände und den ehemaligen Parkplatz nördlich der Zeche.

Die Siedlung vor den Toren der Zeche wird in den kommenden Monaten von Uniper Wärme an ein Nahwärmenetz angeschlossen. Damit wird der vorherrschende Energieträger Kohle in den Häusern abgelöst. Die Nahwärme wird aus einem bereits auf der ehemaligen Schachtanlage bestehenden Grubengas-Blockheizkraftwerk ausgekoppelt. Mingas Power betreibt es.

Mehr als 50 Hauseigentümer haben den Nahwärmeanschluss bereits zugesagt. »Die Versorgung der Siedlung mit aktuell 50 anzuschließenden Objekten ist nur ein erster Schritt in diesem Gesamtprojekt«, so Markus Winkelmann von Uniper Wärme. Die BHKW werden rund 90 bis 95% der Versorgung dieser Häuser übernehmen. Auch die beiden Torhäuser am Eingangsbereich sollen saniert und 2017 an das Nahwärmenetz angeschlossen werden.

Besichert wird die Versorgung durch die Fernwärmeleitung (KWK-Wärme), die über das ehemalige Zechengelände verläuft. Die ehemalige Heizzentrale des Zechengeländes soll künftig auch als Energiezentrale genutzt werden und als Showroom für die Öffentlichkeit ertüchtigt werden.

Als zusätzliche Option werden weitere Bausteine derzeit geprüft, die dann in die Energiezentrale eingebunden werden sollen. Dazu zählen Solarthermie und der flexible Einsatz von Windstrom im Wärmebereich, gekoppelt mit einem Speicher.

Erschienen in Ausgabe: 07/2016