Autor: Holzenergie Schweiz Neugasse 6, 8005 Zürich Tel: 044/ Gregor Lutz,

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1 Autor: Holzenergie Schweiz Neugasse 6, 8005 Zürich Tel: 044/ Gregor Lutz, Holzenergie für Zürichs Strom- und Fernwärmenetz Das Holzheizkraftwerk (HHKW) Aubrugg ist eine der grössten mit Holzenergie betriebenen Wärme-Kraft-Koppelungsanlagen (WKK) der Schweiz. Seit Oktober 2010 produziert hier eine Dampfturbine von 11 MW Leistung naturemade-star zertifizierten Ökostrom, der ins örtliche Stromnetz der EKZ (Elektrizitätswerke des Kantons Zürich) eingespiesen wird. Mit der anfallenden ökologischen Wärme wird ein Teil des Fernwärmenetzes der Stadt Zürich beheizt. Ungewöhnlicher Standort Wer hier vorbeifährt und sich nicht auskennt, würde nie daran denken, dass hier ökologischer Strom und Wärme aus regionalem Energieholz hergestellt wird. Das HHKW Aubrugg liegt nämlich mitten im Autobahndreieck Zürich Ost, einem der meistbefahrenen Punkte der Schweiz (Foto Luftaufnahme). Bloss die grosse Hackschnitzelhalle östlich davon lässt erahnen, wie viel Holz hier verfeuert wird. Der Einbau der WKK- Anlage ins bereits vorhandene Spitzenlast-Heizkraftwerk der ERZ (Entsorgung + Recycling Zürich) ermöglichte viele Synergien: Das Betriebsgebäude stand bereits. Die Anlage konnte ans bestehende Fernwärme- und Stromnetz angeschlossen werden. Das Personal von ERZ übernimmt die technische Betriebsführung, den kaufmännischen Teil übernehmen die EKZ. Einbindung ins Fernwärmenetz der Stadt Zürich Das HHKW Aubrugg ist integriert ins zweitgrösste Fernwärmenetz der Schweiz auf dem Gebiet der Stadt Zürich und der Gemeinden Wallisellen und Opfikon (evtl. Karte Fernwärmenetz). Die Grundlast der Wärmeproduktion übernehmen die Kehrichtverbrennungsanlagen Hagenholz und Josefstrasse. Das HHKW kommt in der Heizperiode vom September bis Mai zum Einsatz und liefert zusammen mit der Flusswasserwärmepumpe Walche die Mittellast. Dies ist für den Betrieb der WKK-Anlage ideal, da sie mit hoher Grundauslastung arbeiten kann und im Sommer genügend Zeit für Reinigungs- und Revisionsarbeiten verbleibt. Zur Abdeckung der Spitzenlast kommen Gas- und Ölheizkessel zum Einsatz.

2 Spektakuläre Wirbelschichtverbrennung Die Verbrennung der Holzhackschnitzel geschieht im zurzeit grössten Holzheizkessel der Schweiz. Dieser ist 30 Meter hoch und weist eine Kesselleistung von 42 MW auf. Die Hackschnitzel werden von der Schnitzellagerhalle per Förderband zur Brennstoffdosierschnecke gebracht und von dort in den Heizkessel geleitet. Der untere Teil des Kessels ist mit Sand gefüllt. Der aufgewirbelte Sand dient den Hackschnitzeln als Trägermaterial. Durch das Wirbelbett wird der Holzbrennstoff sehr intensiv mit Verbrennungsluft gemischt. Dadurch kann eine sehr homogene und saubere Verbrennung mit annähernd vollständigem Abbrand erreicht werden. Ein Blick in den Feuerraum zeigt die spektakuläre Verbrennung in der stationären Wirbelschichtfeuerung (Foto Wirbelschichtverbrennung). Die Temperatur im Feuerraum beträgt 800 C. Die anfallende Asche wird unterhalb des Heizkessels gesammelt. Die helle Farbe und im Verhältnis zum Ausgangsmaterial sehr geringe Menge an Asche weist auf die gute Verbrennungsqualität im Kessel hin Dampfturbine produziert Ökostrom Die im Holzheizkessel produzierte Wärme erhitzt Wasser auf Dampf mit 500 C Temperatur und Druck von 80 bar. Damit wird eine 11 MW Kondensationsturbine betrieben, die mit Umdrehungen pro Minute einen Generator antreibt, der Ökostrom herstellt (Foto Dampfturbine). In der letzten Heizperiode 2012/2013 konnte so über MWh Strom produziert werden. Dies entspricht einem durchschnittlichen Jahresverbrauch von rund Haushalten. EWZ übernimmt zum grössten Teil den ökologischen Mehrwert des Stroms in Form von naturemade-star Zertifikaten. Da zurzeit ein Überangebot an Strom besteht und die Nachfrage nach Ökostrom (noch) zu gering ist, kann das HHKW Aubrugg nicht die volle Stromproduktionskapazität ausschöpfen.

3 Abwärme für Fernwärme Die bei der Stromproduktion anfallende Abwärme wird mittels Wärmetauschern umgeformt und ins Fernwärmenetz der ERZ eingespiesen. Die Wärmeleistung ist mit 28 MW weitaus grösser als die Stromleistung. Mit fast MWh Wärmeproduktion im letzten Betriebsjahr 2012/2013 konnte der Jahresbedarf von rund Haushalten gedeckt werden. Daran ist erkennbar das Holz-WKK-Anlagen nur mit Abwärmenutzung genügend hohe Wirkungsgrade erreichen können. Für den wirtschaftlichen und haushälterischen Betrieb einer solchen Anlage ist der Wärmeverkauf die Haupteinnahmequelle und somit unerlässlich. Gewebefilter sorgt für saubere Abluft Die staubbeladenen Abgase werden im Gewebefilter mit über 800 Schläuchen, die 9 Meter lang sind, bestmöglich gefiltert: Von aussen durchströmen die Abgase ein Filtertuch, an dem der Staub hängen bleibt. Mittels Druckstoss werden die Schläuche gereinigt. Der Staub wird unterhalb des Gewebefilters gesammelt, ausgetragen und entsorgt. Gewebefilter erreichen beste Staubabscheidungswerte: Die Messwerte nach der Filterung liegen durchschnittlich um das Zehnfache unter den für Grossanlagen sehr strengen Grenzwerten der Luftreinhalteverordnung. Viele Vorteile durch Mitbeteiligung Der Rohstoff für die grosse Holz-WKK-Anlage stammt aus den Wäldern der Region. Die Wertschöpfung bleibt damit zum grössten Teil in der Gegend und im Inland. Die Bereitstellung der Hackschnitzel übernimmt die ZürichHolz AG, die gleichzeitig Mitinhaberin des HHKWs Aubrugg AG ist. Durch diese Kombination ergeben sich viele Vorteile für den Betrieb und die Hackschnitzel- Logistik. So ist nämlich gewährleistet, dass eine hohe Hackschnitzelqualität angeliefert wird, was für den Betrieb der Anlage entscheidende Vorteile hat: Die Verbrennung läuft sauberer, Störungen sind seltener und die Energieausbeute pro Kubikmeter Hackschnitzel ist grösser. Hackschnitzel-Logistik Die Holzlieferanten für das HHKW Aubrugg sind zu 40% Forstbetriebe und zu 60% private Unternehmer. Die Energieholzpolter aus den Forstbetrieben werden ein Jahr im Voraus angekauft und im Wald vorgetrocknet, bevor sie dort gehackt und per Lastwagen

4 zum HHKW transportiert werden (Foto Hacken in Transportfahrzeug). Dadurch sinkt der Wassergehalt der Hackschnitzel und ihr Energiegehalt pro Kubikmeter steigt an. Die Verrechnung für die Lieferanten erfolgt nach Energieinhalt der LKW-Lieferung (MWh), berechnet mit dem Trockengewicht bzw. Wassergehalt einer Hackschnitzel-Probe und hochgerechnet auf das Transportgewicht des LKWs. Der Platzchef in Aubrugg, ein Angestellter der ZürichHolz AG, kontrolliert dabei jede Lieferung und erkennt falsch deklarierte Lieferungen und schlechte Schnitzelqualitäten sofort. Vor der Zwischenlagerung in der Schnitzelhalle werden Überlängen und Mettallteile aussortiert, welche den korrekten Betrieb der Hackschnitzelförderanlagen stören könnten. Die Verrechnung nach Energieinhalt garantiert, dass die Lieferanten gutes Energieholz anliefern, da sich ein hoher Wassergehalt und eine schlechte Qualität negativ auf den Preis auswirken. Positive Entwicklung des Energieholzmarktes Der grosse Holzbedarf für das HHWK Aubrugg - in der letzten Heizperiode 2012/2013 waren es über Schnitzelkubikmeter - hat den Energieholzmarkt der Region entscheidend belebt. Durch die grössere Nachfrage und die hohe Schnitzelqualität können Waldbesitzer von höheren Preisen profitieren und grössere Mengen absetzten. Gesamthaft betrachtet hat die ZürichHolz AG mit der Belieferung des HHKW Aubrugg für die Waldbesitzer

5 des Kantons Zürich und angrenzender Kantone Impulse im Energieholzbereich gesetzt. Danksagung Ich danke Rolf Jenni, Geschäftsführer HHKW Aubrugg, und Beat Riget, Geschäftsführer ZürichHolz AG, ganz herzlich für Ihre grosse Unterstützung zu diesem Artikel. Ohne Ihre Mithilfe wäre dieser Bericht nicht zustande gekommen. Kennzahlen HHKW Aubrugg Kesselleistung: 42 MW Generatorleistung maximal: 11 MW Wärmeleistung Fernwärme maximal: 28 MW Stromeinspeisung Stromnetz Betriebsjahr 2012/2013: MWh Wärmeeinspeisung Fernwärmenetz Betriebsjahr 2012/2013: MWh Energieholzvolumen Betriebsjahr 2012/2013: Schnitzelkubikmeter Für mehr Informationen Holzenergie Schweiz betreibt seit mehr als 30 Jahren einen professionellen Informations- und Beratungsdienst. Für den korrekten Betrieb Ihrer Holzheizung stehen zahlreiche Merkblätter, Broschüren und weiterführende Unterlagen zur Verfügung. Holzenergie Schweiz Neugasse Zürich Tel Fax info@holzenergie.ch