Projekt 10915/01

Holzhackschnitzelanlage mit neuartiger Feuerungs- und Regelungstechnik zur Versorgung eines Neubaugebietes in Sasbach (Ortenaukreis)

Projektträger

ratio energie GmbH
Tumringer Str. 270
79539 L√∂rrachZielsetzung und Anlass des Vorhabens Die W√§rmeversorgung f√ľr das Neubaugebiet sollte nach den Vorstellungen der Gemeinde auf der Basis von Holz und im Contracting-Modell erfolgen. Das Konzept des Betreibers ratio energie sieht eine monovalente Holzhackschnitzelanlage mit zwei Heizkesseln und den Verzicht auf jeglichen fossilen Energietr√§ger vor. Bei diesem Konzept m√ľssen die beiden Heizkessel √ľber einen gro√üen Leistungsbedarf gut regelbar sein und sollen dennoch niedrige Emissionswerte aufweisen. Dies ist nur mit einer speziellen Regelung f√ľr den Teillastbereich < 30% m√∂glich. Des weiteren sollen der Betriebsaufwand durch eine automatische Entaschungsanlage und der energetische Wirkungsgrad mit Hilfe eines nachgeschalteten Abgasw√§rmetauschers (Eco) erh√∂ht werden. Es soll gezeigt werden, dass f√ľr moderne W√§rmeversorgungen auf Basis Holz ein zuverl√§ssiger Betrieb verbunden mit geringen Emissionen m√∂glich ist. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Schwierigkeit bei der Auslegung der beiden Holzheizkessel liegt in der Prognose des zuk√ľnftigen W√§rmebedarfs in dem Neubaugebiet. Der Bebauungsplan gibt Anhaltswerte f√ľr den W√§rmebedarf im Endausbau, wenn das gesamte Neubaugebiet aufgesiedelt ist. Die Anschlussentwicklung ist ausschlie√ülich von √§u√üeren Faktoren abh√§ngig, die nicht beeinflusst werden k√∂nnen; z. B. Baupolitik der Gemeinde, Grundst√ľckspreise, Bebauungspflicht bei Kauf gemeindeeigener Grundst√ľcke, Wohnungsmarkt, etc. Es k√∂nnen daher keine allgemeing√ľltige Regeln bei der Dimensionierung der W√§rmeerzeuger Anwendung finden. In diesem Projekt wurden die beiden Kessel so dimensioniert, dass ein Kessel (200 kW zzgl. Eco) den W√§rmebedarf f√ľr die Warmwasserbereitung w√§hrend der Sommermonate bereitstellen kann. Der zweite Kessel hat eine Leistung von 500 kW zzgl. Eco. Die Gr√∂√üe des Sommer-Kessels ist dabei abh√§ngig von der Art der Warmwasserbereitung: bei Hausstationen mit Warmwasserboiler darf die Heizleistung geringer sein als bei Hausstationen mit Durchlauferhitzer. Dies war ein Grund weshalb die Hausstationen mit Warmwasserspeicher ausger√ľstet wurden. In der Aufsiedelungszeit ist der W√§rmebedarf in den Sommermonaten gering; der Heizkessel muss deshalb auch in niedrigen Teillastbereichen gut regelbar sein, um einen gleichm√§√üigen Betrieb mit niedrigen Emissionen zu gew√§hrleisten; die Glutunterhaltsdauer ist soweit wie m√∂glich zu minimieren. Erreicht werden diese Forderungen durch eine Lambda-Regelung und einer speziellen Software, die f√ľr den Regelbereich 10% bis 30% Teillast eingesetzt wird. Die Software kann in diesem Regelbereich die Feuerungsparameter besser optimieren als dies bei einem Regelbereich von 10% bis 100% der Fall w√§re. Ergebnisse und Diskussion Die Erfahrungen der ersten 4¬Ĺ Betriebsjahre (Inbetriebnahme der Heizzentrale April 1997 bis Ende 2001) k√∂nnen wie folgt zusammengefasst werden: Die Inbetriebnahme und der Betrieb einer monovalenten Holzhackschnitzelanlage bei geringem W√§rmebedarf (im Fr√ľhjahr und Sommer 1997 waren nur 2 Einfamilienh√§user im Versorgungsgebiet angeschlossen) ist aufwendig und wenn m√∂glich zu vermeiden. Der Bedienungsaufwand der HHS-Anlage ist deutlich aufwendiger als dies erwartet wurde. Dies liegt im wesentlichen am notwendigen Reinigungsaufwand f√ľr die beiden Heizkessel, der sich auch durch den Einsatz der automatischen Entaschung nicht so stark wie erwartet reduzieren l√§sst. Die manuelle Reinigung der Kesselz√ľge bei den beiden Anlagen ist weiterhin sehr zeitintensiv. Abhilfe br√§chte hier eine pneumatische Kesselreinigung, wie wir diese in anderen von uns betriebenen HHS-Anlagen einsetzen. F√ľr die Anlage in Sasbach wird die Nachr√ľstbarkeit mit einer solchen pneumatischen Kesselreinigung gepr√ľft. Im ersten Betriebsjahr traten h√§ufiger St√∂rungen in der Brennstofftransportanlage auf, die im wesentlichen auf eine nicht optimale Platzierung der Sensoren und einer zu geringen Anzahl von Sensoren an den √úbergabestellen zur√ľckzuf√ľhren waren. Die h√§ufigste St√∂rungsursache (√ľber 90%) sind jedoch immer noch St√∂rungen, die durch das Brennmaterial (Br√ľckenbildung, lange Sprei√üel, Weideruten o.√§.) oder durch Verunreinigungen desselben (i.w. Steine) verursacht werden. Der Qualit√§t des Brennmaterials und dem St√∂rungsdienst m√ľssen daher bei einer monovalenten Holzfeuerungsanlage erwartungsgem√§√ü gr√∂√üere Bedeutung zugemessen werden, als dies bei Anlagen mit einem √∂l- oder gasbefeuerten Spitzenlastkessel der Fall ist. Die St√∂rungsquote liegt bei 0 - 2 St√∂rungen pro Monat in Abh√§ngigkeit der Brennstoffqualit√§t. Der Betriebsaufwand f√ľr Wartung, Reinigung inkl. Ascheentsorgung und St√∂rungsdienst konnte kontinuierlich gesenkt werden und betr√§gt heute durchschnittlich 4 - 6 Stunden pro Woche. Die Emissionsmessungen des T√úV vom Oktober 1997 betrafen im wesentlichen die f√ľr eine Feuerung kritischen Teillastf√§lle < 30%; die Grenzwerte nach der 1. BImSchV wurden im unteren Teillastbereich sicher eingehalten. Die Regelung erf√ľllt die in sie gesetzten Erwartung auch und gerade im Sommerbetrieb (im Teillastbetrieb). Die W√§rmepreise wurden auf der Basis des Vollausbaus des Versorgungsgebietes kalkuliert; aus diesem Grunde ist die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens stark vom Zeitpunkt des Endausbaus und vom Erreichen des prognostizierten W√§rmebedarfs abh√§ngig. Durch √Ąnderungen des Bebauungsplans und durch eine zeitliche Verschiebung der 2. Ausbauetappe des Versorgungsgebietes um 2 Jahre haben sich die Randbedingungen der Preiskalkulation verschlechtert. Die neuen W√§rmed√§mmstandards haben ebenfalls dazugef√ľhrt, dass sich die Anschluss- und Verbrauchswerte der Wohneinheiten deutlich reduziert haben. Diese negativen Ver√§nderungen in der Anschlussentwicklung und im W√§rmeabsatz k√∂nnen zuk√ľnftig durch die W√§rmelieferung an eine Schule in der Nachbargemeinde weitgehend aufgefangen werden, so dass die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens langfristig gesichert sein wird. √Ėffentlichkeitsarbeit und Pr√§sentation Die Anlage in Sasbach wurde in verschiedenen Publikationen und Fachvortr√§gen vorgestellt (z.B.: Lutz, Anton; Energiekonzepte f√ľr Neubaugebiete; Hrsg. Klimaschutz- und Energieagentur Baden-W√ľrttemberg GmbH; Karlsruhe 1996), Fachvortrag zum Praxisseminar Finanzierungsformen innovativer Energiesysteme des Umweltzentrums f√ľr Handwerk und Mittelstand e.V., Freiburg 16./17.10.1996 Fachvortrag VDI-Seminar Regenerative Energieanlagen erfolgreich planen und betreiben am 23./24. Juni 1998 in Potsdam Fachvortrag VDI-Seminar Energiemanagement in Kommunen und √∂ffentlichen Einrichtungen, 16.-17. September 1998, Stuttgart Fachvortrag zur 8. Fachtagung der IG Holzenergie-Nordwestschweiz am 22.11.2001 in Liestal, SchweizAuszeichnung des Projektes durch Verleihung des Contracting-Award 1997, Berichterstattung in Energie & Management, Ausgabe 4/98 Die Anlage wurde auch seitens der Gemeinde zahlreichen interessierten Gruppen vorgestellt; bis heute wurden ca. 40 F√ľhrungen durchgef√ľhrt. Fazit F√ľr den Betrieb einer Holzhackschnitzelanlage ist trotz aller Automatisierung Personal vor Ort notwendig. Der Grund hierf√ľr liegt in der ungleichm√§√üigen Beschaffenheit des Energietr√§gers Holz. Dem St√∂rungsmanagement, dem Betriebsplan und der Aktualisierung der Vorgaben kommen daher besondere Bedeutung zu. Die Emissionen liegen deutlich unter den geforderten Grenzwerten, so dass vorhandene Vorbehalte g√§nzlich ausger√§umt werden konnten. Die Erwartungen hinsichtlich der Technik wurden weitestgehend erf√ľllt, teilweise auch √ľbertroffen. Die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens ist stark von der Zeitspanne von Projektbeginn bis Erreichen des W√§rmebedarfs im Endausbau abh√§ngig.

√úbersicht

Telefon

07621/956699-0

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Bundesland

Baden-W√ľrttemberg

Fördersumme

89.476,08 ‚ā¨

Förderzeitraum

01.04.1997 - 12.07.2000