Strom und Wärme selbst erzeugen! Leitfaden zur Projektentwicklung von Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

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1 Strom und Wärme selbst erzeugen! Leitfaden zur Projektentwicklung von Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

2 Impressum Grazer Energieagentur Ges.m.b.H. DI (FH) Daniel Schinnerl Sabine Eggenreich, BSc Kaiserfeldgasse 13/ Graz Tel.: Fax: Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt bei den AutorInnen. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Europäischen Union wieder. Weder die EACI noch die Europäische Kommission übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen.

3 Inhaltsverzeichnis 1 Motivation Das Prinzip von KWK-Anlagen Einsatzmöglichkeiten Technologie-Überblick Projektentwicklung KWK in Europa KWK in der Steiermark Best Practice Beispiele Feuerwehrzentrale setzt auf Biomethan Wärmeversorgung des Sport- und Wellnessclubs Aspria mit einer Biomethan-KWK-Anlage Wohnanlage in Laatzen wird mit einer KWK-Anlage versorgt Erstmals wird aus Molke Strom und Wärme produziert Biogasanlage in Třeboň die erste tschechische Biogasanlage mit separater Kraftwärmekopplung Prozess-, Fernwärme und Strom aus Holzabfällen in der STIA Holzindustrie Das größte grüne KWK-Projekt in Riga Biomasse-KWK, Alpes Energie Bois Projekt CHP Goes Green Kontaktdaten der CHP goes green Partner Strom und Wärme selbst erzeugen!

4 1 Motivation Biomasse Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Wärme selbst erzeugen! Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) ermöglichen dezentrale Stromerzeugung überall dort, wo Wärme gebraucht wird. Damit kann in Betrieben, Dienstleistungsund Wohngebäuden gleichzeitig Strom und Wärme effizient, langfristig kostengünstig, CO2 sparend und auch unabhängig erzeugt werden. Kraft-Wärme-Kopplungen (oder auch Wärme-Kraft-Kopplungen genannt, WKK) können die begrenzten Ressourcen optimal nutzen und die (erneuerbaren) Brennstoffe in Strom und Wärme umwandeln. In dezentralen Anlagen wird der Energieinhalt der Brennstoffe zu mehr als 80% ausgenutzt und zu Strom und Wärme umgewandelt. Zum Vergleich liegt bei reiner Stromerzeugung in Kraftwerken der Nutzungsgrad nur zwischen etwa 20% und maximal 55%. Die Broschüre wurde im Rahmen des Projekt CHP goes green für den österreichischen Markt erstellt. Sie erklärt das Prinzip der KWK-Anlagen, zeigt Einsatzmöglichkeiten auf, gibt einen Technologieüberblick, gibt Tipps für eine Projektentwicklung, beschreibt den KWK-Markt und zeigt Best Practice Beispiele aller teilnehmenden Partner. Diese Beispiele illustrieren die Vielfalt möglicher Anwendungen in den Projektregionen. Das Ziel der Broschüre ist relevante Akteure zu inspirieren und ähnliche Projekte anzuregen. Strom und Wärme selbst erzeugen! 4

5 2 Das Prinzip von KWK-Anlagen Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen ermöglichen Wärmeerzeugung bei gleichzeitiger Stromerzeugung - dadurch werden die Energieverluste reduziert und weniger Primärenergie benötigt. Dieser energieeffiziente Prozess ermöglicht eine dezentrale Energieerzeugung hier schematisch dargestellt: [Bildquelle: Bundesverband KWK e.v.] Bei KWK-Anlagen wird die eingesetzte Energie (Biomasse, Biogas, Biomethan, Pflanzenöl, Erdgas, ) gleichzeitig in mechanische bzw. elektrische Energie und in Nutzwärme umgewandelt. Das Herzstück der KWK-Anlagen bilden entweder Motoren, ORC-Prozesse, Gas- oder Dampfturbinen, welche sich in ihrer unterschiedlichen Art und Größe zur Versorgung verschiedenster Anlagen eignen (siehe Einsatzmöglichkeiten). Der erzeugte Strom kann entweder direkt genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Genauso kann auch die Wärme entweder direkt genutzt oder in ein vorhandenes Nah- bzw. Fernwärmenetz eingespeist werden. In diesen dezentralen Anlagen wird der Energieinhalt der Brennstoffe zu mehr als 80% ausgenutzt. Eine Erweiterung stellt die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) dar, in der zusätzlich Kälte erzeugt werden kann. Dabei wird die Wärme der Anlage genutzt um eine Absorptionskältemaschine (thermische Kältemaschine) anzutreiben. Unter geeigneten Voraussetzungen kann die KWKK im Vergleich zu einer Kompressionskältemaschine wirtschaftlich betrieben werden, weil durch die Kältenutzung die Laufzeiten der Anlagen erhöht werden. Die gemeinsame Erzeugung von Strom und Wärme in einer Anlage wird sowohl auf europäischer als auch nationaler Ebene als nachhaltige, hocheffiziente Technologie bewertet, die den Primärenergieeinsatz verringert und den CO 2 -Ausstoß wesentlich senkt. Die EU unterstreicht das mit der KWK-Richtlinie, die die Verbreitung dieser Technologie zum Ziel hat, und unterstützt entsprechende Projekte. Auch auf nationaler Ebene wird der Einsatz der Technologie durch das Ökostromgesetz, das KWK- Gesetz und durch die Umweltförderung im Inland für Betriebe unterstützt. Strom und Wärme selbst erzeugen! 5

6 3 Einsatzmöglichkeiten Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen sind für verschiedenste Anwendungsfälle einsetzbar, da sie in unterschiedlicher Leistungsgröße und mit verschiedenen Energieträgern und Technologien angeboten werden. Beim Einsatz sollte beachtet werden, dass KWK-Anlagen nahe am Wärmeverbraucher stehen, die Leistungsgröße gemäß dem Wärmebedarf ausgelegt wird und geeignete (CO2-neutrale) Energieträger eingesetzt werden. KWK-Anlagen können sogar im Notfall als Notstromanlagen verwendet werden und die wichtigsten Anlagen des Gebäudes in Betrieb halten (z.b. bei Unwetterkatastrophen). Typische Einsatzmöglichkeiten sind: Biomasse-Nahwärmeanlagen, Industrie und Gewerbe mit hohem Wärmebedarf (zb Betriebe der Lebensmittelproduktion), Hotels, Gastronomiebetriebe und Freizeitanlagen, Mehrfamilienhäuser, Bürogebäude, Gewerbeparks und Shopping-Center, Klimatisierung und Kühlung mit thermischen Kältemaschinen, und viele mehr Durch die kombinierte Erzeugung ergeben sich folgende Vorteile: Strom für die Grundlast wird selbst erzeugt und muss nicht zugekauft werden (Öko-)Strom kann verkauft werden Wärme und Strom werden gleichzeitig und effizient erzeugt Langfristig kostengünstiger Betrieb Umweltentlastung und Klimaschutz, Verminderung der CO 2 -Emissionen Notstromversorgung Als Info-Point unterstützt die Grazer Energieagentur die Marktakteure bei der Vorbereitung, Entwicklung und Umsetzung von KWK-Projekten kleiner bis mittlerer Größe. Die Homepage zeigt weitere Informationen und Links zu weiteren Informationsquellen. Strom und Wärme selbst erzeugen! 6

7 4 Technologie-Überblick Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen können mit Energieträgern wie Biomasse (zb Hackgut, Sägespäne, Maisspindeln, Energieholz), Biogas (auch Faul- und Deponiegas), Biomethan (aufbereitetes Biogas in Erdgasqualität), Erdgas, Pflanzenöl oder anderen betrieben werden und sind bereits ab sehr kleinen Leistungsgrößen erhältlich. [Bildquelle: Bundesverband KWK e.v.] Einen Überblick über die derzeit verfügbaren Technologien gibt folgende Tabelle: KWK-Technologie Mögliche Brennstoffe Leistungsgrößen [kwel] Gas-Motor Biogas, Biomethan, Erdgas 1 bis 5000 Holzvergasung und Gas- Motor Biomasse (zb Hackgut usw.) 20 bis 250 (max. 4000) Thermoölkessel und ORC Prozess (Organic Rankine Cycle) Dampf-Turbine Biomasse (zb Hackgut, Sägespäne usw.) Biomasse, Biomethan, Erdgas 200 bis 2000 Größer als 2000 Gas-Turbine Biogas, Biomethan, Erdgas Größer als 30 Strom und Wärme selbst erzeugen! 7

8 Stirling-Motor Brennstoffzelle Biomethan, Erdgas, Biomasse (nur bei vorheriger Vergasung) Wasserstoff, Erdgas, Biomethan Kleiner als 100 Unterschiedliche Verschiedene Technologien und Anwendungsgebiete werden im Kapitel der Best Practice Beispiele gezeigt. Strom und Wärme selbst erzeugen! 8

9 5 Projektentwicklung Für einen erfolgreichen und wirtschaftlichen Einsatz von KWK-Anlagen ist überdurchschnittlich viel Erfahrung bei der Projektentwicklung notwendig. In einem Grob-Check sollte zuerst ermittelt werden, ob eine KWK-Anwendung grundsätzlich geeignet ist. Erste grundlegende Informationen zum Einsatz von KWK-Anlagen sowie diesen Grob-Check können Sie bei der Grazer Energieagentur nachfragen. Anschließend sollten mit einer Machbarkeitsstudie die Details für Ihren individuellen Anwendungsfall ausgearbeitet werden. Dabei wird die passende KWK- Technologie ausgewählt, die Einsatzmöglichkeiten mit ihren technischen Parametern ermittelt, die Wirtschaftlichkeit des Betriebs bewertet, die Finanzierung abgeklärt und die Anlage aufgrund der rechtlichen Rahmenbedingungen ausgelegt. Die Umsetzung kann mit einem Contracting-Modell mit garantierten Leistungen erfolgen oder in Eigenregie. Bei Bedarf kann die Grazer Energieagentur ein passendes Modell entwickeln, auch inklusive verbrauchsseitigen Energie- Einsparmaßnahmen. Die Ausschreibung, die Vertragsgestaltung und die Umsetzungsbegleitung haben eine wichtige Bedeutung bei einem KWK-Projekt. Die Frage der Wirtschaftlichkeit einer KWK-Anlage lässt sich nicht pauschal, sondern nur im Einzelfall beantworten. Denn selbstverständlich gibt es ungeeignete Standorte oder Anlagen können mangelhaft geplant, falsch dimensioniert oder fehlerhaft in ein Heizsystem eingebunden werden. Solche Fehler beeinträchtigen unweigerlich die Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen oder haben deren Unwirtschaftlichkeit zur Folge. Sie sind aber keineswegs KWK-spezifisch. Es ist richtig, dass Planung und Errichtung von KWK überdurchschnittlich viel Erfahrung erfordern. Unter dieser Voraussetzung gibt es bereits bei den derzeitigen Strom- und Brennstoffpreisen ein enormes wirtschaftliches Einsatzpotenzial. Und alle Prognosen sind sich darin einig, dass die Energiepreise tendenziell weiter steigen werden. Das kommt Effizienztechnologien wie der KWK zugute. Denn je teurer Energie wird, desto günstiger wird es, sie einzusparen. Strom und Wärme selbst erzeugen! 9

10 6 KWK in Europa Bereits 11% des Stromverbrauchs der Europäischen Union wird mittels Kraftwärmekopplung erzeugt. Unter den Mitgliedstaaten gibt es jedoch große Unterschiede die Bandbreite reicht von 0% bis 45% KWK-Stromanteil. Bezugnehmend auf die Daten von Eurostat aus dem Jahr 2009 haben Zypern (0,4%) und Griechenland (3%) nur einen sehr geringen Anteil an einer KWK-Stromerzeugung. Dänemark hat den größten Anteil mit 45%, gefolgt von Finnland mit 36%. Die KWK-Stromanteile der CHP Goes Green -Projektpartner sind wie folgt: Lettland 20%, Deutschland 13%, Österreich 13%, Tschechien 13%, Frankreich 4%. Anhand dieser Zahlen lässt sich erkennen, dass es in all diesen Ländern für die nächsten Jahre noch ein enormes Steigerungspotenzial gibt. Auch der Anteil der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien an der Gesamtstromproduktion zeigen deutliche Unterschiede. Während in Österreich 62% und in Lettland 41% des Stroms aus erneuerbaren Quellen generiert werden, sind es in Deutschland nur 15%, in Frankreich nur 14% und in Tschechien nur 5%. 7 KWK in der Steiermark Die Situation in der Steiermark zeigt die Praxistauglichkeit von KWK-Anlagen: Hier gibt es derzeit 125 Biomasse-KWK-Anlagen mit insgesamt 84,1 MW el installierter Leistung. Diese werden mit fester, flüssiger und gasförmiger Biomasse betrieben und produzieren geschätzte 460 GWh el Strom pro Jahr. Zusätzlich gibt es eine Reihe von KWK-Anlagen, die mit Erdgas betrieben werden. Anzahl Leistung Feste Biomasse + Abfall 48 61,2 MW el Biogas 47 18,0 MW el Flüssige Biomasse 20 1,6 MW el Faul- und Deponiegas 10 3,3 MW el Gesamt ,1 MW el [E-Control: Ökostrombericht 2011] Strom und Wärme selbst erzeugen! 10

11 8 Best Practice Beispiele 8.1 Feuerwehrzentrale setzt auf Biomethan In einem der wichtigsten Gebäude Berlins die Zentrale der Berufsfeuerwehr in Carlottenburg Nord betreibt die Berliner Energieagentur (BEA) die erste KWK- Anlage, die mit Biomethan betrieben wird. Mit einer Leistung von 240 kwel. und 365 kwth ist sie eine der ersten und größten Anlagen dieser Art in Berlin. Im Vergleich zu konventioneller Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen, konnten die jährlichen CO2-Emissionen um t reduziert werden. Die Feuerwehrzentrale wird zentral von einem Heizsystem, das sich im Untergeschoß des Verwaltungsgebäudes befindet, mit Wärme versorgt. Zusätzlich zur KWK-Anlage, installierte die Berliner Energieagentur einen neuen gasbetriebenen Brennwertkessel mit einer thermischen Leistung von 854 kw um den existierenden Niedrigtemperaturkessel in Zeiten, in denen große Mengen an Wärme und Warmwasser benötigt werden, zu unterstützen (Spitzenlast). Der gesamte Strom, der generiert wird, wird in das öffentliche Netz eingespeist und nach dem Erneuerbare- Energien-Gesetz vergütet. Das Biomethan wird von GASAG bereitgestellt. Es kommt von verschiedenen Biogas-Anlagen in Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern. Um den Wärmebedarf des Verwaltungsgebäudes der Feuerwehrzentrale mit einer beheizten Bodenfläche von m2 zu reduzieren, wurde das Gebäude hinsichtlich Energieeffizienz von BIM, dem Gebäudemanager, komplett modernisiert (Investitionen von ca. 10 Millionen Euro vom Konjunkturpaket II). Technische Daten der Biomethan KWK-Anlage Standort Beheizte Fläche Elektrische/Thermische Leistung (KWK- Anlage) Berlin (Spandau) m2 240 kwel und 365 kwth Strom und Wärme selbst erzeugen! 11

12 Brennstoff CO2-Einsparungen Betriebsstunden Biomethan t/a h/a Errichtungsjahr 2010 Investition (KWK-Anlage) Ca Betreiber der Anlage: Berliner Energieagentur GmbH Französische Straße Berlin Tel.: Dokumentiert von: Berliner Energieagentur, Berlin, Deutschland 8.2 Wärmeversorgung des Sport- und Wellnessclubs Aspria mit einer Biomethan-KWK-Anlage Die enercity Contracting GmbH (ecg) ist verantwortlich für die Wärmeversorgung des Sport- und Wellnessclubs in Hannover, d.h. den Betrieb, die Wartung und die Reparatur der Heizungsanlage. Die KWK-Anlage mit einer Kapazität von 70 kw elektrischer sowie 115 kw thermischer Leistung und 4 zusätzliche gasbefeuerte Brennwertkessel mit einer Gesamtleistung von 960 kw liefern rund MWh/a Wärme. Die KWK-Anlage wird dabei mit Biomethan befeuert und der produzierte Strom von ca. 490 MWh/a wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. ecg betriebt mit ihren Partnern eine Biogasanlage, in der das Biogas für die KWK- Anlage produziert wird. Das Biogas wird auf Erdgasqualität aufbereitet, in das öffentliche Gas-Verteilernetz eingespeist und bei dem Sport- und Wellnessclub wieder entnommen. Strom und Wärme selbst erzeugen! 12

13 Technische Daten der KWK-Anlage Standort KWK-Technologie Elektrische/Thermische Leistung (BHKW) Brennstoff (BHKW) Thermische Leistung Gas-Kessel Brennstoff (thermische Leistung) CO2-Einsparungen Betriebsstunden Rudolf-von-Bennigsen-Ufer, Hannover BHKW E0836 DN 70 Buderus 70 kwel. und 115 kwth. Methan (Biogas) 2x200 kwth. und 2x280 kwth. Erdgas Ca. 633 t/a Ca h/a Errichtungsjahr 2009 Investitionskosten (brutto) Betreiber der Anlage: enercity Contracting GmbH Glockseestraße Hannover Tel.: Dokumentiert von: Klimaschutzagentur Region Hannover, Hannover, Deutschland Strom und Wärme selbst erzeugen! 13

14 8.3 Wohnanlage in Laatzen wird mit einer KWK-Anlage versorgt Die enercity Contracting GmbH (ecg) ist verantwortlich für die Wärme- und Warmwasserversorgung von 238 Wohnungen in einer Wohnanlage in Laatzen. Die KWK- Anlage wurde im Jahr 2009 im Rahmen der Modernisierung eines bereits existierenden Brennwertkessels mit 640 kw und eines Niedertemperaturkessels mit 870 kw installiert. Die Wärmezentrale ist direkt über der Dachgeschosswohnung platziert, weshalb eine besonders gute Schallisolierung notwendig war. Während der ersten 5 Monate des Jahres 2010 erreichte die Anlage 2780 Betriebsstunden und deckte 73% der notwendigen Wärme ab. Der produzierte Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die KWK-Anlage wird mit Bio-Methangas betrieben und erreicht einen Nutzungsgrad von 90%. Das von der KWK-Anlage benötigte Biogas wird in einer Biogasanlage produziert, die von ecg und ihren Partnern betrieben wird. Es wird dann aufbereitet, um Erdgasqualität zu erreichen, sodass es in das öffentliche Gas-Verteilernetzt eingespeist werden kann und bei der Wohnanlage Laatzen wieder für den KWK-Betrieb entnommen. Technische Daten der KWK-Anlage Standort KWK-Technologie Elektrische/Thermische Leistung Brennstoff Betriebsstunden Otto-Hahn-Straße 5, Laatzen BHKW von Sokratherm, Typ GG kwel und 216 kwth. Biomethan h Errichtungsjahr 2009 Investition Strom und Wärme selbst erzeugen! 14

15 Betreiber der Anlage: enercity Contracting GmbH Glockseestraße Hannover Tel.: Dokumentiert von: Klimaschutzagentur Region Hannover, Hannover, Deutschland 8.4 Erstmals wird aus Molke Strom und Wärme produziert Die Molkerei Berglandmilch in Wels verwendet Molke, ein Abfallprodukt der Käseproduktion, in einer Biogasanlage. Beschreibung der Einrichtung und der Anwendung Die Berglandmilch-Molkerei ist heute einer der größten Cottage Cheese Produzenten in Europa und in Österreich Marktführer bei Milch- und Molkereiprodukten. Bei der Produktion von Cottage Cheese entstehen pro Jahr ca. 50 Mio. Liter Molke als Abfallprodukt. Diese Molke müsste entsorgt werden und könnte entweder als Mastfutter oder als Pulver in der Lebensmittelindustrie weiterverwendet werden. So kam die Idee auf, diesen Rückstand als Energiequelle für die existierende KWK- Anlage zu verwenden und somit Erdgas durch Biogas zu ersetzen. Molke und Spülwässer werden dem Biogas-Fermenter zugeführt und anschließend leistet der Biogas-Motor 500kWel Strom und 580kWth Wärme. Der produzierte Strom wird ins Netz eingespeist und die produzierte Wärme wird für die Warmwasserbereitung im Produktionsprozess genutzt. Vorteile für den Betreiber bzw. den Nutzer Die Biogasanlage ist so ausgelegt, dass täglich ca l Molke und l Spülwasser zu Biogas umgewandelt werden können. Dies bedeutet, dass täglich bis zu kwh Strom und kwh thermische Energie anfallen. Strom und Wärme selbst erzeugen! 15

16 Durch diese Anlage hat die Berglandmilch einerseits das Problem der Verwertung der bei der Produktion anfallenden Sauermolke dauerhaft gelöst und andererseits bewiesen, dass es auch ökologisch sinnvoll möglich ist. Die Vorteile sind: Einsparung von Entsorgungs- und Transportkosten der Molke Einsparung von 2000 t CO 2 -Emissionen pro Jahr Der erzeugte Strom (4 GWh pro Jahr) wird gemäß des Ökostromgesetzes 13 Jahre lang zu einem fixen Einspeisetarif verkauft. Die thermische Energie (4.64 GWh pro Jahr) wird im Produktionsprozess verwendet. Die produzierte Wärme kann während des ganzen Jahres zu 100 % verwendet werden und deckt 35 % des Gesamtwärmebedarfs. Technische Daten der KWK-Anlage KWK-Technologie Typ Brennstoff Biogas-Motor Jenbacher JMS 312 GS-N Biogas Errichtungsjahr 2006 Thermische Leistung Elektrische Leistung Investitionskosten Förderungen Betriebsstunden CO2-Einsparungen 580 kw 500 kw 2 Mio. Euro Euro von der O.Ö. Landesregierung Ca h/a t / Jahr Betreiber der Anlage: Berglandmilch egen Schubertstraße Wels Tel.: office@berglandmilch.at Dokumentiert von: Grazer Energieagentur, Graz, Österreich Strom und Wärme selbst erzeugen! 16

17 8.5 Biogasanlage in Třeboň die erste tschechische Biogasanlage mit separater Kraftwärmekopplung Die 1 MW el Biogasanlage in Třeboň, Südböhmen, ist die erste tschechische Biogasanlage mit besonderer Wärmeversorgung. Die Anlage befindet sich ca. 2 km nördlich der Peripherie der Stadt. Die Inputmaterialen sind Schweinegülle und Energiepflanzen wie Mais und Grassilage ( und Tonnen/Jahr). Als spezielles Merkmal gilt das kleine (175 kwel) Blockheizkraftwerk um den Stromund Wärmebedarf der Biogasproduktion selbst zu decken. Der Großteil des produzierten Roh-Biogases wird nämlich durch eine 4,3 km lange Pipeline zur Thermalanlage in der Stadt geleitet, wo eine neue KWK-Anlage zur Versorgung des zentralen Heizungssystems und eines angrenzenden Wohngebäudes gebaut wurde. Es wurden zwei Wärmespeicher mit einem Gesamtvolumen von 200m 3 installiert, um die täglichen Fluktuationen im Wärmebedarf auszugleichen. Dank dieses Konzepts kann der Großteil der bereitgestellten Wärme (mehr als MWh/Jahr) effektiv genutzt werden und die Effizienz der Biogasenergieverwertung liegt bei 60%, verglichen zu üblicherweise nur 35% bei Biogasanlagen ohne Wärmeversorgung. Die Hauptauftragnehmer waren MT Energie für die Biogasproduktionsanlage und Stavcent für die Kraftwärmekopplungsanlage und das Rohrnetz. Die Blockheizkraftwerke wurden von Tedom (175 KW el ) und GE Jenbacher (844 KW el ) bereitgestellt. Strom und Wärme selbst erzeugen! 17

18 Finanziert wurde das Projekt durch eine Förderung von EU Strukturfonds in Höhe von 30% und einen Bankkredit. Das Projekt wurde mit dem Award Das tschechische Energie und Umweltprojekt des Jahres 2009 ausgezeichnet. Technische Daten der KWK-Anlage Standort KWK-Technologie Leistung Třeboň, Südböhmen, Tschechien 2 Blockheizkraftwerke 1. BHKW 175 kwel, 223 kwth 2. BHKW 844 kwel, 840 kwth Brennstoff CO2-Ersparnis Biogas roh t/a Errichtungsjahr 2009 Investitionskosten 125 Mill. CZK (5 Mill. ) Förderung 30% EU Strukturfonds Betreiber der Anlage: Bioplyn Třeboň s.r.o. Dukelská Třeboň Tel.: aqua@trebon.cz Dokumentiert von: SEVEn, Prag, Tschechien Strom und Wärme selbst erzeugen! 18

19 8.6 Prozess-, Fernwärme und Strom aus Holzabfällen in der STIA Holzindustrie Industrielle Holzabfälle versorgen einen holzverarbeitenden Betrieb sowie kirchliche, öffentliche und private Gebäude. Beschreibung der Einrichtung und der Anwendung Die STIA Holzindustrie ist ein holzverarbeitender Betrieb im Zentrum der österreichischen Alpen, wurde 1874 gegründet und beschäftigt heute 300 Personen. Der Betrieb hat sich auf die Produktion von Naturholzböden und Naturholzplatten spezialisiert und weist eine Exportrate von 75% auf. Die verschiedenen Produktionsprozesse verursachen hohe Mengen an Holzabfällen an unterschiedlichen Orten im Betrieb. Zusätzlich entsteht dadurch ein hoher Entsorgungsaufwand und hohe Kosten. Die Philosophie der STIA setzt sowohl in der Holzauswahl als auch in der Bearbeitung des qualitativen Naturbodens auf ökologische Nachhaltigkeit. Die Ziele der STIA waren daher die Schaffung guter Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter, die Verwertung der Holzabfälle und die nachhaltige Erzeugung von Wärme und Strom. Vorteile für den Betreiber bzw. den Nutzer Die Anlagen zur Absaugung der Holzabfälle, Verbrennung im Kessel und Erzeugung von Wärme und Strom wurden in den Jahren 1999 und 2006 errichtet. Die Anlagen sind so konzipiert, dass alle Holzabfälle aus den industriellen Prozessen verwendet werden können und ermöglichen die Versorgung mit nachhaltiger Prozesswärme, den Betrieb eines Fernwärmenetzes und den Verkauf von Ökostrom. Die Vorteile sind: Strom und Wärme selbst erzeugen! 19

20 Einsparung der Entsorgungs- und Transportkosten von t Jahr Holzabfällen. Saubere Arbeitsplätze durch die automatische Absaugung der Holzabfälle und Transport zu großen Speichern. Produktion thermischer Energie von 29 GWh/Jahr. Die erzeugte Wärme kann zu 100% während des ganzen Jahres genutzt werden und deckt den Wärmebedarf des Fernwärmenetzes (kirchliche, öffentliche, private Gebäude) und den gesamten Wärmebedarf der Fabrik (Trocknung, Heißpressen). Der erzeugte Strom von 5 GWh/Jahr wird gemäß dem österreichischen Ökostromgesetz 13 Jahre lang zu einem fixen Einspeisetarif verkauft. Technische Daten der KWK-Anlage KWK-Technologie Typ Brennstoff Thermoöl-Kessel und Organic-Rankine- Cycle (ORC) Kohlbach (Kessel), Turboden (ORC Prozess) Holzabfälle (Hackschnitzel, Späne, Rinde) Errichtungsjahr 1999 und 2006 Thermische Leistung Elektrische Leistung Förderungen Betriebsstunden CO2-Einsparungen kwth kwel Einspeisetarif für Ökostrom Ca h/a tco2 Betreiber der Anlage: STIA Holzindustrie GmbH Sägestraße Admont Tel.: info@admonter.at Dokumentiert von: Grazer Energieagentur, Graz, Österreich Strom und Wärme selbst erzeugen! 20

21 8.7 Das größte grüne KWK-Projekt in Riga Ziepniekkalns ist eine der aufstrebendsten Regionen Rigas, in der die Firma Rigas Siltums eine neue Biomasseanlage mit kombinierter Strom- und Wärmeerzeugung baut. Riga Siltums ist der wichtigste Wärmelieferant in Riga. In den letzten Jahren zeigte die Firma steigendes Interesse an erneuerbaren Energiequellen und Energieeffizienz. Für Riga Siltums ist es wichtig, Wärmeerzeugung und verteilung mit hoher Effizienz, zu erschwinglichen Kosten und dem geringsten Einfluss auf die Umwelt sicherzustellen. Die grüne KWK-Anlage macht all dies möglich. Mit einem Output von 4MWel und 22MWth., ist diese KWK-Anlage eine der ersten und größten Anlagen in Riga und Lettland. Die Anlage wird die jährliche Wärme- Grundlast der Stadt Riga decken und bis zu MWh Strom und MWh Wärme pro Jahr produzieren. Die Anlage wird jährlich m3 Holzhackschnitzel verbrauchen, welche in Lettland weitgehend verfügbar sind und somit eine lokale erneuerbare Energiequelle zu einem wettbewerbsfähigen Preis repräsentieren. Im Vergleich zur konventionellen Wärmeerzeugung mit fossilen Brennstoffen, werden durch die KWK-Anlage die CO2-Emissionen um t reduziert. Der Hauptbrennstoff, der zur Zeit in Ziepniekkalns verwendet wird, ist Erdgas. Der produzierte Strom wird zu 100% zu einem fixen Einspeisetarif in das öffentliche Netz eingespeist werden. Technische Daten der KWK-Anlage Standort KWK-Technologie Elektrische/Thermische Leistung Brennstoff Tiraines iela 5a, Riga Dampfturbine 4MWel und 22 MWth Holz (hauptsächlich Holzhackschnitzel) Jährliche Primärenergieeinsparungen 31,2% Strom und Wärme selbst erzeugen! 21

22 CO2-Einsparungen Betriebsstunden Errichtungsjahr Investition t/a h/a Inbetriebnahme für März 2013 geplant 16 Mill., gefördert mit 5,6 Mill. vom EU-Kohäsionsfond Betreiber der Anlage: AS RĪGAS SILTUMS Cēsu iela 3a LV-1012 Riga, Lettland Tel.: iltums@rs.lv Dokumentiert von: Ekodoma, Riga, Lettland 8.8 Biomasse-KWK, Alpes Energie Bois Die SAS Alpes Energie Bois ist ein Familienunternehme und betreibt eine Biomasse KWK-Anlage in Cheylas (Isère), zwischen Grenoble und Chambéry. Die Anlage ist an das Sägewerk Bois du Dauphiné, welches eine Kapazität von m 3 (Rundholz) hat, angeschlossen. Die Alpes Energie Bois Biomasse KWK-Anlage ist die erste Anlage, die im Zusammenhang mit der Ausschreibung Biomasse 3, die 2009 eingeführt wurde, entstanden ist. Die Alpes Energie Bois Biomasse KWK-Anlage ist ein gutes Beispiel für das Konzept der Kraftwärmekopplung, das in der Holzindustrie auf einem mittleren Leistungsniveau (3,6 MW el ) angewendet wird. Dieses Beispiel zeigt, dass die Aktivitäten der Holzindustrie zur Produktion erneuerbarer Energien führen können. Strom und Wärme selbst erzeugen! 22

23 Der Brennstoff stammt aus den Abfällen des Sägewerks und der damit verbundenen Forstwirtschaft. Die beim KWK-Prozess produzierte Wärme wird für die Trocknungs- und Granulierungsanlage verwendet. Der Ehrgeiz und die Motivation des Eigentümers waren wesentliche Erfolgsfaktoren für die Projektentwicklung. Die Anlage wurde im September 2010 in Betrieb genommen und der Wärmeliefervertrag wurde für eine Periode von 20 Jahren abgeschlossen. Das Projekt unterscheidet sich von seiner industriellen Dimension. Die Granulierungsanlage wurde 2011 mit t festgesetzt und mit t für danach. Das Unternehmen Alpes Energie Bois glaubt an die Produktqualität und die Möglichkeiten in Richtung des italienischen Markts. Für einen Brennstoff, dessen Wert mit 50 /t geschätzt wird (ca /MWh PCI), beträgt der Stromverkaufspreis 139 /MWh e und der Preis für Wärme liegt bei ca /MWh. Ein Abgaskondensator wird verwendet um die Energieeffizienz zu optimieren. Die Prozesskontrolle erfolgt über eine große Anzahl an Sensoren, die von Computern überwacht werden. Die Bedenken über die Umweltqualität werden in höchstem Maße berücksichtigt. Dies wird innerhalb der Organisation über den Holzlagerplatz und die sichtbare Homogenität des Brennstoffs gemessen. Die Verbrennungsqualität wird mittels umfangreicher Einrichtungen - inklusive eines Systems kontinuierlichen Monitorings der Abgasemissionen- berücksichtigt. Dieser Prozess erlaubt eine perfekte energetische und finanzielle Unabhängigkeit. Technische Daten der KWK-Anlage KWK-Technologie Leistung Dampfeigenschaften Produzierte Energie Dampf-Kondensationsturbine 3,6 MWel 14,5 MW, 17 t/h, 500 C, 64 bar MWh/a elektrische Energie MWh/a thermische Energie Brennstoff t Holzhackschnitzel Gesamtenergieeffizienz 77% CO2-Ersparnis Investition Ca t/a 15 Mill. KWK-Anlage 7 Mill. Granulierungsanlage Förderung Gemeinde-Förderung für das Warmwassernetzwerk Dokumentiert von: Rhônalpénergie-Environnement, Rhône-Alpes, Frankreich Strom und Wärme selbst erzeugen! 23

24 9 Projekt CHP Goes Green Das Projekt CHP goes green kombiniert zwei Maßnahmen im Bezug auf CO 2 - Reduktion: die Verbesserung der Energieeffizienz durch die kombinierte Wärmeund Stromerzeugung (KWK-Anlagen) und die Verwendung von erneuerbaren Energiequellen (RES). Die Vorteile der Umsetzung einer grünen KWK-Anlage sind facettenreich: Es ist ein umweltfreundliches, einfaches und kostensparendes Prinzip, dass die regionale Wirtschaft fördert, lokale Arbeitsplätze schafft und etwas Unabhängigkeit von Weltbrennstoffmärkten bringt. Das Projekt fördert die Zusammengehörigkeit von KWK und RES durch Bewusstseinsstärkung der Interessensgruppen und der Öffentlichkeit. Zu diesem Zweck wurden Kampagnen in den folgenden Regionen durchgeführt: Berlin, Frankfurt/Main, Hannover, Graz-Steiermark, Prag, Riga, Ile-de-France und Rhône-Alpes. In jeder Region finden Workshops, Seminare und Exkursionen statt um zu zeigen, dass es bereits gute Beispiele dafür gibt. Machbarkeitsstudien für grüne KWK- Projekte und die Entwicklung von diversem Marketingmaterial unterstützen diese Kampagnen. Auf europäischem Level helfen Publikationen, die Webseite sowie und Newsletter das Konzept der grünen KWK-Anlagen und die Projektergebnisse zu verbreiten. Strom und Wärme selbst erzeugen! 24

25 10 Kontaktdaten der CHP goes green Partner ARENE Ile-de-France Paris, Frankreich Marie-Laure FALQUE MASSET 94 bis, avenue de Suffren, Paris Tel +33 (0) Fax +33 (0) ml.falquemasset@areneidf.org Internet: Berliner Energieagentur GmbH Berlin, Deutschland Gunnar Betz Französische Straße 23, Berlin Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) betz@berliner-e-agentur.de Internet: COGEN Europe Brüssel, Belgien Dr Fiona Riddoch, Managing Director Avenue de Arts, 1210 Brussels Tel: Fax: fiona.riddoch@gmail.com Internet: Ekodoma Ltd Riga, Lettland Claudio Rochas Noliktavas street 3-3, 1010, Riga Tel: Fax: Claudio@ekodoma.lv Internet: Strom und Wärme selbst erzeugen! 25

26 Energiereferat der Stadt Frankfurt am Main Frankfurt am Main, Deutschland Paul Fay Galvanistraße 28, Frankfurt am Main Tel: +49-(0) Fax: +49-(0) Internet: Grazer Energieagentur GmbH Graz, Österreich Ernst Meißner Kaiserfeldgasse 13/I, 8010 Graz Tel.: +43/316/ Fax: +43/316/ Internet: Klimaschutzagentur Region Hannover GmbH Hannover, Deutschland Frederik Lottje Goethestraße 19, Hannover Tel Fax Internet: Rhônalpénergie Environnement Lyon, Frankreich Lionel Tricot 10 rue des Archers, Lyon Tel. : +33 (0) Fax: + 33 (0) lionel.tricot@raee.org Internet: SEVEn o.p.s. Prag, Tschechien Bohuslav Málek Americká 17, Praha 2 Tel.: Fax: bohuslav.malek@svn.cz Internet: Strom und Wärme selbst erzeugen! 26