Intelligente Energieerzeugung und Nutzung

Intelligente Energieerzeugung und Nutzung

Die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energieerzeugung leistet einen wesentlichen Beitrag zur Anreichung von CO2 in der Atmosphäre. Daher wird aus Gründen des Klimaschutzes ein Umstieg auf CO2-freie oder -arme Energieträger angestrebt. Erneuerbare Energien nehmen eine Schlüsselrolle für den Klimaschutz ein. Auch diese Energiequellen sind aber nicht völlig CO2-frei. Soe wird beispielsweise zum Bau der Kraftwerke oder zur Gewinnung der organischen Brennstoffe Energie verbraucht, allerdings ermöglichen sie eine weitgehende Reduktion der CO2-Freisetzung.

Erneuerbare Energien lassen sich sowohl dezentral als auch zentral nutzen. Zu den dezentralen Nutzungen zählt z. B. der Bau von Photovoltaikanlagen und Solarkolletoren zur Wärmegewinnung auf Hausdächern oder der Bau von Windparks in Verbrauchernähe sowie der Großteil der Biomasseanlagen zur Strom- und Wärmegewinnung.

Wissenschaftlichen Studien zufolge, könnte in Deutschland eine klimaverträgliche Energieversorgung bis 2040 erreicht werden, allerdings müssten hierzu Investitionen in Energieeffizienzmaßnahmen und der Ausbau der erneuerbaren Energien deutlich an Tempo gewinnen.

Potentiale hierfür sehen die Mitglieder des Netzwerkes in folgenden Handlungsfeldern:

  • Geothermie
  • Blockheizkraftwerke (BHKW)
  • Bioenergie: Biomasse-Kraftwerke, Bioenergieanlagen
  • Windkraft
  • Sonnenenergie: Photovoltaik und Solarthermie
  • Wasserkraft, Abwasserwärmenutzung, Wärmerückgewinnung
  • Speichersysteme (Batterien, mechanische Speicher, Power to Gas)
  • Netzbetrieb und Contracting: Sicherer und effizienter Netzbetrieb bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien, Nutzung von Effizienz- und Flexibilitätspotenzialen (markt- und netzseitig)
  • Intelligente Netze und Smart Grid, effizientes und sicheres Zusammenspiel aller Akteure im intelligenten Energienetz
  • Dezentrale Energieversorgung

Arbeitskreis Kraft-Wärme-Koppelung

Heute gängige BHKW bestehen aus einem Verbrennungsmotor, der mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben wird und einen Stromgenerator antreibt. Als Antrieb für den Stromerzeuger können aber auch Gasturbinen, Stirlingmotoren oder  Brennstoffzellen verwendet werden. Der erzeugte Strom kann im Gebäude verwendet (Eigennutzung) oder in das öffentliche Netz eingespeist werden. Die Motorabwäre wird zur Beheizung des Gebäudes genutzt.

BHKW-Module, die in Wohngebäuden eingesetzt werden, haben die Größe eines Kühlschranks oder Heizkessels und werden als Serienprodukte hergestellt. Ein BHKW leistet einen wesentlchen Beitrag zur Energiewende aufgrund der sehr effizienten Energieausnutzung bei der Strom- und Wärmeerzeugung (ca. 90% Gesamtnutzungsgrad im Vergleich zum Großkraftwerk von ca. 40%).

Für wen ist ein BHKW interessant? BHWK kommen in Ein- und Mehrfamilienhäusern, Gewerbebetrieben, öffentlichen Gebäuden bis hin zu Areal-Vesorgungen zum Einsatz.

Die Mitglieder des Arbeitskreises beraten und unterstüzen Sie bei der Planung und Umsetzung von BHKW-Projekten und stellen den Kontakt zu Fachfirmen her.

Praxisbeispiele

Strom und Wärme aus Biomasse

Das Holzheizkraftwerk (HHKW) der Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim ist seit November 2010 in Betrieb. Das landesweit größte Holzheizkraftwerk mit ORC-Technologie produziert jährlich 53 Millionen kWh Wärme und 10 Millionen kWh Strom. Die Anlage reduziert den CO2-Ausstoß um 90 Prozent und entlastet die Umwelt um 18.000 Tonnen CO2 pro Jahr. Die Investition lag bei rund 16 Millionen Euro.

Im Wesentlichen besteht das HHKW aus einer Holzfeuerungsanlage mit einer Gesamtfeuerungswärmeleistung von 14,6 MW und dem ORC-Modul, mit dem aus Biomasse Strom erzeugt und Wärme an das Fernwärmenetz der Stadtwerke abgegeben wird. Das Holzheizkraftwerk basiert auf einer ORC-Anlage (Organic-Rankine Cycle) - einem Verfahren für den Betrieb von Dampfturbinen ohne Wasserdampf. Für die zur Verbrennung benötigten Holzhackschnitzel schütten durchschnittlich sechs Lkw pro Tag ihre Ladung in die beiden Abkippgruben. Ein Polygreifer entnimmt vollautomatisch das Material und lagert es im 2000 Quadratmeter fassenden Vorratssilo ein oder schüttet es bei Bedarf direkt in das Tagessilo. Von dort wird es mittels Schubboden in den Querförderer transportiert, der dann das Material zum Heizkessel bringt. Zwei Facharbeiter überwachen Betrieb und Abläufe der Anlage, hauptsächlich die Brennmaterialanlieferung. Nachts läuft der Betrieb vollautomatisch. Der Energieträger kommt aus der Region. Pro Jahr werden rund 30.000 Tonnen Holzhackschnitzel thermisch verwertet. Holz ist ein nachwachsender, nicht fossiler und daher nicht Klima schädigender Energieträger.

Die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim haben zur Beschaffung der Holzhackschnitzel langfristige Verträge mit regionalen öffentlichen und privaten Unternehmen abgeschlossen. Das gelieferte Material entsteht bei der Landschaftspflege und auf den Häckselplätzen.

Das HHKW erfreut sich zudem großem öffentlichen Interesse. Bereits mehr als 5000 Besucher haben sich in den vergangenen Jahren die Anlage zeigen lassen. Darunter waren viele interessierte Bürger aus dem Versorgungsgebiet der Stadtwerke, Schulklassen und auswärtige Delegationen aus Kroatien und Serbien oder von weither angereist: aus China und Japan. Das Interesse ist weiterhin sehr groß.

Energiemix im Nahwärmeverbund - Strom und Wärme aus Biogas, Holz und Biomethan.

Das erste Nahwärmenetz der Naturenergie Glemstal wurde 2007 in Betrieb genommen. Es versorgt die kommunalen Liegenschaften in Schwieberdingen mit rund 1,3 MWh Wärme aus der Biogasanlage Haldenhof. Seither wurden die Wärmenetze in Schwieberdingen und Hemmingen kontinuierlich erweitert. Aktuell versorgen drei Wärmenetze mit einer Leitungslänge von ingesamt etwa 9 km allein in Hemmingen rund 2.000 Wohnungen, Gewerbebetriebe und die meisten kommunalen und kirchlichen Liegenschaften mit CO2-neutraler Wärme. 2010 wurde das Projekt im Rahmen des Bioenergiewettbeerbs Baden-Württemberg als Leuchtturmprojekt mit einem Förderpreis gewürdigt. 2011 wurde die Biogasanlage von der Universität Hohenheim aufgrund ihrer Effizienz "zu den besten 5 Prozent der Biogasanlagen Deutschlands" gewählt.

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