Biomasse. Heizkraftwerk Pforzheim. HEIZKRAFTWERK Pforzheim GmbH

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1 HEIZKRAFTWERK Pforzheim GmbH Bauherr: Süd Leasing - BRUNO Grundstückverwaltung GmbH, Mannheim Betreiber: Heizkraftwerk Pforzheim GmbH, Pforzheim Gesamtplanung: Colenco Power Engineering AG, Baden (CH) Architekt: Klenk Haller Rupp - Partnerschaft Freier Architekten, Karlsruhe Fachbauleitung/Elektro-, Leit- und Maschinentechnik: EnBW Energy Solutions GmbH, Stuttgart Generalunternehmer: Metz Anlagentechnik GmbH, Berlin Umweltgutachter: Technischer Umweltschutz Dr. Ing. Frank Dröscher, Tübingen Baugrundgutachter Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordination: Weber Ingenieure GmbH, Pforzheim Prüfstatik: Braun & Partner GbR - Beratende Ingenieure, Pforzheim Standort des Heizkraftwerkes Zentrum Zeppelinstr. E u t i n g e r S t r a ß e Einkaufszentrum Gaswerk Hohwiesenweg E n z Autobahn Karlsruhe Ausfahrt Pforzheim-Ost Autobahn Stuttgart Biomasse Heizkraftwerk Pforzheim Heizkraftwerk Pforzheim GmbH Hohwiesenweg Pforzheim Telefon 07231/ Telefax 07231/ hkw@stadtwerke-pforzheim.de

2 Power aus der Biomasse Brennstoffe: Altholz, Waldrestholz, Landschaftspflegeholz, Sägemehl, und Hobelspäne Geschlossene Brennstofflagerung: für 3-4 Tage Jährlicher Brennstoffeinsatz: ca Tonnen Stündlicher Brennstoffverbrauch: rd. 12 Tonnen Feuerung: Wanderrost mit Wurfbeschickung Feuerungswärmeleistung: 45 MW Dampfleistung: 52,7 t/h Heißdampfdruck: 62 bar Heißdampftemperatur: 450 C Rauchgasreinigung: Gewebefilter mit Kalkhydrat-Koks-Dosierung Elektrische Leistung: 13,3 MW Elektrischer Wirkungsgrad: 30% Jahresstromerzeugung: bis MWh Fernwärmeleistung: 25,0 MW Jahreswärmeerzeugung: bis MWh Baubeginn: August 2003 Inbetriebnahme: Dezember 2004 Gesamtinvestition: ca. 37 Mio. Euro HKW Pforzheim Seit dem Jahr 1965 wird am Standort Hohwiesenweg im Osten Pforzheims Strom und Fernwärme in Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt. In mehreren Ausbaustufen bis 2004 entstanden folgende Energieanlagen: 1965: Zwei Hochdruck-Dampferzeuger mit einer Entnahme-Kondensations-Dampfturbine (Turbine 1) (Kessel 1 und 2 und Turbine 1 werden mit Inbetriebnahme des BioHKW still gelegt) 1970: Ein Hochdruck-Dampferzeuger (Kessel 3) mit einer Gegendruck-Dampfturbine (Turbine 2) und einer Kondensations-Dampfturbine (Turbine 3) 1978: Ein Hochdruck-Dampferzeuger (Kessel 4) und zwei Niederdruck-Dampferzeuger (Rauchrohrkessel) (Kessel 11 und 12) 1980: Kombianlage (kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage, GuD) bestehend aus einer Gasturbine (Turbine 5), einem Abhitzekessel (Kessel 5) und einer Dampfturbine (Turbine 4) 1990: Wirbelschichtblock, bestehend aus einem Hochdruck-Dampferzeuger (Kessel 6) mit Entnahme- Kondensations-Dampfturbine (Turbine 6) 2004: Biomasse-Heizkraftwerk (BioHKW), bestehend aus einem Hochdruck-Dampferzeuger (Kessel 7) mit einer Entnahme-Kondensations-Dampfturbine (Turbine 7) Die gesamte installierte Wärmeleistung beträgt 212 MW, die elektrische Leistung 103 MW. Durch den Betrieb in Ressourcen schonender Kraft- Wärme-Kopplung kann ein Jahresnutzungsgrad von 65-70% erreicht werden. Das HKW Pforzheim beliefert die SWP Stadtwerke Pforzheim GmbH & Co. KG zur Versorgung von derzeit rd Haushalten und Betrieben mit jährlich ca. 350 Mio. kwh Fernwärme. Über die Hälfte des Pforzheimer Strombedarfs wird im Heizkraftwerk erzeugt. Im Durchschnitt erfolgte die Energieerzeugung zu etwa zwei Dritteln mit Steinkohle und etwa einem Drittel mit Erdgas. Zukünftig werden diese Anteile durch den Einsatz von Biomasse reduziert. Die Gesellschafter der HKW Pforzheim GmbH sind die SWP Stadtwerke Pforzheim GmbH & Co. KG (55%), EnBW AG (30%), Thüga AG (10%), Gesellschaft für Kommunale Verkehrs- und Versorgungsanlagen mbh (5%).

3 Biomasse - die große Chance Die Liberalisierung des Strommarktes mit drastisch gesunkenen Stromerlösen für die Erzeuger hat auch die HKW Pforzheim GmbH stark getroffen. Eine nachhaltige Wirtschaftlichkeit ist hierdurch mit dem Betrieb der derzeitigen Anlagen nicht mehr erzielbar. Biomasse - der Natur zuliebe Unter diesem Aspekt wurden seit dem Jahr 2000 technische und wirtschaftliche Möglichkeiten diskutiert, um den Standort HKW und damit die zentrale Wärmeerzeugung für Pforzheim sowie die Arbeitsplätze im HKW langfristig zu sichern. Nach Abwägung möglicher Alternativen hat sich als einzige echte Chance für das HKW die Nutzung der Möglichkeiten des seit April 2000 gültigen Erneuerbare-Energien-Gesetzes mit der Förderung von Stromerzeugung auf der Basis Biomasse ergeben. Mit einem Grundsatzbeschluss und der Planungsvergabe hat der Aufsichtsrat der Gesellschaft am die Weichen für die Errichtung eines Biomasse-Heizkraftwerks am Standort Hohwiesenweg gestellt. Der Beschluss wurde von allen Gesellschaftern getragen. Mit der Verfeuerung von Biomasse kann für 20 Jahre die gesetzliche Förderung gemäß Erneuerbare-Energien-Gesetz und mit dem resultierenden Überschuss das gesamte HKW wirtschaftlich betrieben werden. Die ökologisch vorbildliche Erzeugung von Strom und Fernwärme als Koppelprodukt wird bei der neuen Anlage fortgeführt, der darüber hinaus künftig als Ersatzanlage für die bestehenden älteren Anlagen eine gravierende Bedeutung zukommt. Einsatz von nachwachsenden Biomassen als Brennstoff Schonung fossiler Energieträger wie Kohle, Öl, Erdgas CO 2 -neutrale Strom- und Wärmeerzeugung Optimale Ausnutzung der Biomasse durch hohen Brennstoffnutzungsgrad Keine höhere Umweltbelastung am Standort Einsatz modernster Technik Sicherung der Arbeitsplätze Langfristiger Erhalt des Erzeugungsstandortes Pforzheim

4 Brennstoffe/Qualitätssicherung Die regenerative Biomasse Zur Sicherstellung der langfristigen Brennstoffbelieferung hat die HKW Pforzheim GmbH einen 20-jährigen Liefervertrag mit der EnBW Biomasse GmbH in Karlsruhe abgeschlossen. Der jährliche Holzbedarf beläuft sich auf ca Tonnen. Es kommen naturbelassene Hölzer wie Landschaftspflegeholz, Waldrestholz und Sägerestholz zum Einsatz. Weiter werden Althölzer, die als Biomasse im Sinne der Biomasseverordnung anerkannt sind, eingesetzt. Dies sind naturbelassene oder nur mechanisch behandelte Althölzer (A I), behandelte Althölzer ohne halogenorganische Verbindungen und ohne Holzschutzmittel (A II) und behandelte Althölzer mit halogenorganischen Verbindungen ohne Holzschutzmittel (A III). Mit Holzschutzmitteln behandelte Althölzer (A IV) sind auf einen Anteil vom maximal 5% begrenzt. Dies ist im Liefervertrag ausdrücklich festgelegt. Die Einhaltung der vorgegebenen Brennstoffqualitäten wird über ein mehrstufiges Qualitätssicherungssystem sowohl beim Holzlieferanten als auch im HKW laufend überwacht. Die Lieferung von Altholz erfolgt ausschließlich durch zertifizierte Altholzaufbereiter. Durch ein zertifiziertes und unabhängiges Institut wird die vertraglich vereinbarte Holzqualität regelmäßig kontrolliert. Nicht nur der ökonomische, auch der ökologische Aspekt beim Einsatz von Biomasse überzeugt. Der regenerative Brennstoff Holz ist CO2-neutral, d.h. bei der Verbrennung wird nur diejenige Menge CO2 an die Umwelt abgegeben, die ihr in den Wachstumsjahren des Holzes entnommen wurde. Der Verbrauch an fossilen, nicht regenerierbaren Energieträgern wird zurückgeführt. Mit dem Einsatz von Biomasse, für den das Erneuerbare-Energien-Gesetz die ökonomischen Rahmenbedingungen schafft, erhöht sich der Anteil von regenerativen Energieträgern bei der Strom- und Wärmeerzeugung. Damit leistet auch das HKW Pforzheim einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von Umwelt und Klima belastenden Treibhausgasemissionen.

5 Fernwärmeheizung Fernwärme Turbine mit Generator 13,3 MW Trafo T G Dampfleistung 52,7 t/h 450 C/62 bar 25 MW Luft Flusswasserkondensator Enz Die Anlage Erdgas+Klärgas Harnstoff Heizkondensator Luft Luftkondensator Der Brennstoff wird mittels LKW angeliefert und in der geschlossenen Anlieferungshalle in die Abwurfzone entladen. Von dort wird der Brennstoff mit einem Kran im Brennstoffbunker zwischengelagert bzw. auf die Fördereinrichtungen zur Versorgung der Kesselanlage aufgegeben. Der Brennstoffbunker hat ein Fassungsvermögen von etwa m 3, was bei einem Verbrauch von 45 m 3 Biomasse pro Stunde einer Betriebszeit von etwa 4 Tagen entspricht. Anlieferung Biomasse Krananlage Brennstofflager m 3 Zünd- und Stützfeuerung Dampferzeuger Speisewasserbehälter und Entgaser Kesselspeisepumpe Zyklon Flugstromreaktor Kondensatpumpe Gewebefilter Kondensatbehälter Gereinigte Abgase Schornstein Der Brennstoff wird über eine Wurfbeschickung in den Feuerraum der Kesselanlage eingebracht und in der Schwebe bzw. auf dem Wanderrost verbrannt. Der erzeugte Heißdampf wird zu einer Dampfturbine mit geregelter Dampfentnahme geleitet, wo elektrische Energie und Fernwärme erzeugt werden. Werferluft Sekundärluft Primärluft Kesselasche Wurfschwebefeuerung Zyklonaschesilo Additivsilo Rezirkulationsgebläse Reststoffsilo Saugzug Der entspannte Dampf wird nach der Dampfturbine in einem Rückkühlsystem, welches aus einem parallel geschalteten Luftkondensator und einem flusswassergekühlten Kondensator besteht, kondensiert und zur Kesselanlage zurückgeführt.

6 Durch den Einsatz von nachwachsenden Biomassen als Brennstoff kann die Verbrennung von nicht nachwachsenden Energieträgern, z. B. Öl, Gas und Kohle reduziert werden. Die Rauchgasreinigungsanlage Durch das eingesetzte Rauchgasreinigungsverfahren werden die strengen gesetzlichen Emissionsgrenzwerte deutlich unterschritten. Die Rauchgasreinigungsanlage besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten: Entstickungsanlage (im Kessel integriert) Die Entstickungsanlage dient dem Abscheiden der Stickoxide aus den Rauchgasen der Kesselfeuerung. Hierzu wird im Kessel eine Harnstofflösung eingedüst. Dabei entstehen die unschädlichen Reaktionsprodukte Stickstoff und Wasserdampf. Vorabscheider In zwei Abscheidezyklonen werden die im Rauchgas enthaltenen Flugaschen und Stäube abgeschieden, in einem Aschesilo zwischengelagert und anschließend der Verwertung zugeführt. Mischreaktor Im Mischreaktor wird den vorgereinigten Rauchgasen aus einem Silo eine Mischung aus Kalkhydrat und Herdofenkoks (Sorptionsmittel) zugeführt und damit vermischt. Die bis hier im Rauchgas verbliebenen Schadstoffe werden an dieses Sorptionsmittel gebunden und zum Gewebefilter geführt. Gewebefilter Auf den Filterschläuchen des Gewebefilters erfolgt die vollständige Abscheidung der noch verbliebenen Feinstäube sowie der an das Sorptionsmittel gebundenen Schadstoffe. Dieses Restprodukt wird in einem Reststoffsilo zwischengelagert und anschließend einer Verwertung zugeführt. Zur Erhöhung der Anlageneffizienz wird ein Teil dieses Reststoffes über den Mischreaktor rezirkuliert. Schornstein Die Ableitung der gereinigten Abgase erfolgt über den bestehenden 100 m hohen Schornstein. Kalkhydrat Vorabscheider (Zyklon) Koks Misch- Reaktor Rezirkulation Gewebefilter Reststoffsilo