Wärme fürs Holz

Markt

KWK - Wohin mit der Wärme? Große Wärmeabnehmer an Biomasse-Kraftwerksstandorten sind nicht immer vorhanden. Die Holzindustrie braucht oft selbst viel Energie und nutzt den Rohstoff so gleich zweifach. Daneben spielen Energieversorger und Contractoren eine wichtige Rolle.

18. November 2010

>»Der Markt boomt wie nie zuvor«, so Mathias Zuber von ecoprog. Die Stromerzeugung aus der Verbrennung von Biomasse sei europaweit auf dem Vormarsch. In den letzten zehn Jahren sind rund 350 Biomassekraftwerke mit einer Leistung von über 3.000MWel in Betrieb gegangen. In den kommenden fünf Jahren sei ein weiteres Wachstum um bis zu 2.000MWel zu erwarten.

Er war nicht der einzige, der sich im Rahmen der Renexpo auf dem ›Internationalen BBE-Fachkongress für Holzenergie‹ zum Markt äußerte. Mit einem Anteil von fast 70% lieferte die Biomasse schon 2007 in den EU27-Staaten den Hauptanteil an der gesamten erneuerbaren Energie, stellte Heinz Kopetz vom europäischen Biomasseverband AEBIOM heraus. Innerhalb der Biomasse sei bisher Energie aus Holz dominierend.

Dabei kommt es in den nächsten Jahren laut Zuber zu einer geografischen Verlagerung der Märkte. Künftig werden Frankreich, Spanien, UK und Portugal deutliche Marktzuwächse erreichen. Momentan dominieren noch deutschsprachige Länder und Skandinavien in Anlagenzahl und Leistung, doch sei der Markt für Neubau stark rückläufig.Schon jetzt würden deutsche Anlagenbetreiber über die gestiegenen Beschaffungskosten klagen, etwa bei Holzhackschnitzeln. Daniel Hölder vom Bundesverband für Bioenergie (BBE) registriert auch im Altholzbereich eine Rohstoffverknappung.

Kopetz sieht als bedeutende neue EU-Märkte vor allem England, die Niederlande und Frankreich. Aus den nationalen Aktionsplänen, die die Länder bei der EU vorgelegt haben, sei erkennbar, dass die Staaten sehr unterschiedliche Schwerpunkte bezüglich Wärme und Strom aus Biomasse setzen.

Frankreich etwa will bis 2020 sieben mal so viel Wärme wie Strom aus Biomasse erzeugen. Die Niederlande dagegen planen künftig mehr Strom als Wärme daraus zu produzieren. Niederlande und England, beides Länder mit geringer Rohstoffbasis, wollen dabei die Produktion von Strom aus Holz stark ausdehnen. Somit ist es wahrscheinlich, dass beide einen hohen Anteil ihres Bedarfs importieren müssen.

»Bei den nationalen Aktionsplänen ist der größte Treiber der meisten Staaten die Biomasse«, ist auch Hartmut Gassner von RWE Innogy sicher. Das sei in der Größenordnung aber nur mit Großanlagen zu schaffen. Die Frage sei, ob ein effizienter Betrieb möglich ist, da für solche Anlagen die entsprechenden Wärmesenken fehlten.

Zuber stellt für den Bestand an Anlagen in Deutschland und Österreich fest: Da größere Fernwärmenetze die Ausnahme seien, werde die Wärme aus den Kraftwerken vor allem im Nahwärmebereich genutzt.

Da bietet es sich an, entsprechende Wärmeabnehmer gleich vor Ort zu haben. Und interessanterweise scheint gerade die Holz-Industrie den Rohstoff gerne selbst für ihren Energiebedarf einzusetzen.

Preis als begrenzender Faktor

Zuber stellt dies etwa für Finnland und Schweden fest. Die beiden Länder stellen fast die Hälfte der elektrischen Leistung aller europäischen Biomasse-Kraftwerke. Gleichzeitig liege hier der Schwerpunkt der europäischen Papier-und Zellstoffindustrie. Da die Papierwerke über einen hohen Energiebedarf verfügen, sei die Nutzung von Biomasse weit verbreitet. In den kleineren Länder-Märkten seien momentan nur vereinzelt Anlagen zu finden, diese aber häufig an Standorten der Holzindustrie.

Auch in Deutschland deuten sich ähnliche Ansätze an: So zeigt eine Untersuchung des Deutschen Biomasse-Forschungszentrums (DBFZ), dass fast die Hälfte der Biomasse-Kraftwerke von der Holzbe- und -verarbeitenden Industrie betrieben wird (Grafik). Auch gibt es Interessengemeinschaften aus Energieversorgern und Holzindustrieunternehmen. Thomas Lenz vom DBFZ führt dieses Phänomen unter anderem auf den Faktor Holzangebot zu erschwinglichen Preisen zurück: »Das ist ein begrenzender Faktor. Den kontrollieren Sie natürlich am besten, indem Sie mit dem Holzanbieter in irgendeiner Form verbunden sind.«

Ein Beispiel aus der Holzindustrie ist bei ThyssenKrupp GfT Gleistechnik vom Contractor Encon verwirklicht: Am Standort Groß-Oesingen produziert das Unternehmen jährlich 160.000 Holzschwellen für Gleisanlagen. Zur Konservierung müssen die Schwellen in einem wärmeintensiven Verfahren imprägniert werden. Dazu wird Thermoöl als Wärmeträger auf 300°C erhitzt. Das Unternehmen nutzt eine Biomasseanlage mit 980kWFeuerungsleistung; der Brennstoff fällt bei der Produktion an.

Investmentfonds als Betreiber

»Eine große Herausforderung war die Koppelung der Holzfeuerung mit dem Produktionsprozess«, erläutert Markus Schlößer von Encon. Denn dabei sei es notwendig gewesen, eine thermische Nachverbrennung für geruchsbelastete Abgase aus dem Imprägnierprozess der Schwellen zu realisieren.

Ein Biomasse-Kraftwerk in Bad Arolsen ist dagegen ein Beispiel für eine andere Betreiberstruktur. Das Holzheizkraftwerk gehört zu den sechs Anlagen im Portfolio ›Bayernfonds Best Energy 1‹, ein Investmentfonds der RealI.S.. Fünf der Anlagen laufen schon, das letzte in Steinau an der Straße soll Anfang 2011 seinen Betrieb aufnehmen. Das Gesamtinvestitionsvolumen für die sechs Anlagen beträgt 150Mio.€, das Fremdkapital wird in 15 Jahren getilgt sein, so Stephan Röhl von RealI.S.

Betrieb mit erntefeuchtem Holz

Alle Kraftwerke sind schlüsselfertig von Metso Wärtsilä Power (MW Power) geliefert, das in diesem Fall auch Generalunternehmer ist. Das finnische Joint Venture konzentriert sich in Deutschland auf Service und Vertrieb zweier Holzheizkraftwerk-Typen. Eines davon ist das ›Biopower 5‹ mit 3,2 bis 4,9MWel und bis zu 14MWth. Die sechs Kraftwerke gehören zu diesem Typ. Als Feuerungstechnik kommt ein rotierender Rost zum Einsatz, der sogenannte Biograte. Das Kraftwerk fertigt das Unternehmen vollständig vor und liefert es in Modulen an.

Das Besondere des Projektes war, dass sich durch die Projektgröße mit sechs Kraftwerken Synergien ergaben, die sonst nicht möglich gewesen wären. Etwa in der Bündelung von Verträgen und Abschreibungen. Darin sind sich Alexander Bischoff von MW Power und Stephan Röhl einig.

Bad Arolsen nahm als erstes der Kraftwerke letztes Jahr den Betrieb auf. Mit der Betriebsführung ist die Energiecontracting Heidelberg (ECH) betraut. Als Brennstoff kommt Nawaro-Holz zum Einsatz – natürliche, unbehandelte Hölzer aus Wald oder Landschaftspflege. »Wir brauchen etwa 60.000 Tonnen Holzhackschnitzel pro Jahr«, erläutert Röhl. Das Holz werde erntefeucht geliefert und habe gewöhnlich eine Restfeuchte zwischen 35 und 55%. »Das System ist so konzipiert, dass wir diesen Anteil an Restfeuchte im Holz auch haben müssen, damit der Brennvorgang richtig ablaufen kann.«

Um den Betrieb der eigenen Systeme aufrechtzuerhalten benötigt das Kraftwerk dabei relativ wenig Energie, sodass es etwa an heißen Tagen auf rund 500kW her-untergeregelt werden könnte. Außerdem trennt eine elektrostatische Behandlung Feinstaubpartikel aus dem Verbrennungsgas. Emissionen wie Staub, O2 und CO2 erfasst ein Monitoring-System.

Momentan liefert das Kraftwerk mit einer Leistung von 4,9MW Strom, aber eine Wärmeauskopplung ist vorgesehen. Geplant ist ein Pelletwerk von Juwi Bio auf einem Nachbargrundstück, das den Großteil der Wäme abnehmen soll. Bei maximaler Auslastung könnte das Kraftwerk 10MWth liefern.

Schon verwirklicht ist die Kombination aus Biomasseheizkraftwerk und Pelletwerk etwa von RWE Innogy und German Pellets. Ein Beispiel für eine Kooperation aus EVU und Holzindustrie. Gelegen im Landkreis Siegen-Wittgenstein erreicht das Biomasse-Heizkraftwerk eine Leistung von 5MWel und 30MWth. Durch die KWK-Nutzung können laut RWE Brennstoff-Nutzungsgrade von bis zu 70% erzielt werden. Die Produktionskapazität des Pellet-Werkes liegt bei 120.000t pro Jahr. Dafür nutzen die Betreiber rund 220.000t Rund- und Sägeresthölzer.

Trend zu kleinen Anlagen

Allgemein scheint in Deutschland die Nachfrage nach kleineren Biomasseanlagen vorzuherrschen. Dies sieht Zuber auch begründet in der Förderpolitik, die eher kleinere und dezentrale Anlagen bevorzugt. Managing Director Jorma Lethoviita von MW Power Oy sagt: »Es scheint ein wachsendes Interesse für kleinere Kraftwerke zu geben.« Vorstellbar sei etwa ein ›Biopower 2‹ oder ›3‹. »Das ist etwas, was wir gemeinsam mit unseren Kunden und Partnern prüfen.«

Lenz stellt fest, dass durch das EEG-Gesetz ein moderater Ausbau besteht. So sind 2009 in Deutschland 37 Anlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von 133MW entstanden. Davon 25 kleinere Anlagen mit einer Leistung unter 5MW, die zusammen nur 38 der zugebauten 133MW erreichen. Für den Bestand liegt die durchschnittliche Anlagengröße bei 5MW. Größen bis 5MW seien typische Anlagen für Nahwärmenetze, so Lenz. Anders schaut es im EU-Vergleich aus. In Finnland etwa beträgt die durchschnittliche Kraftwerksgröße rund 30MWel.

Kopetz sieht für Holzhackschnitzel dabei eher regionale Märkte gegeben, Pellets haben durch die Ausbaupläne der Staaten auch Potenzial für einen europäischen Markt. Ein Beispiel ist etwa das Werk von RWE in Georgia, das Pellets vorerst hauptsächlich für den niederländischen Markt produzieren soll.

Es ist geplant, diese in Kohlekraftwerken mitzuverfeuern, sogenanntes Co-Firing. Kopetz sieht das eher kritisch: »Das ist vorübergehend vertretbar, aber nicht auf Dauer. Die Biomasseverwertung ist so nicht effizient«, denn es fehle die Kopplung mit KWK. Die Pläne für die Zukunft des Pelletwerkes in Georgia gehen aber noch weiter: »Langfristig wollen wir am Standort in Georgia Biokohle herstellen«, so Gassner. (mwi)

Erschienen in Ausgabe: 9-10/2010