Wärme aus Biomasse am Beispiel Oerlinghausen Dipl.-Ing. P. Blome Geschäftsführer Stadtwerke Oerlinghausen GmbH 29.01.2008 1 Das Unternehmen: Strom Gas Fernwärme 70,0 GWh 75,0 GWh 60,0 GWh Wasser 900.000 m³ Betriebsführung ÖPNV Abwasserwerk 160.000 FG/a 43 Mitarbeiter 29.01.2008 2 Holzweg 1
Fernwärmenetz rmenetz in Oerlinghausen Süd Grundlage für f r wirtschaftlichen KWK-Betrieb HKW Netzlänge 2006: 30 km max.leistung: 25MW Temperaturen: 120/60 C Wärmearbeit: 60.000 MWh davon 85% aus KWK und Biomasse max. Umwälzung: 300 t/h 29.01.2008 3 Eigenerzeugungsanlagen Stand 2000 Heizkraftwerk An der Bleiche Gasturbine Gasmotor Spitzenkessel 3*5 MW 5,3 MW el, 9 MW th 4,5 MW el, 4,8 MW th Wärmespeicher 1000 m³, mit 75 MWh Speichervolumen BHKW Telekom inkl. Spitzenkessel 0,53 MWel, 2,5 MWth 29.01.2008 4 Holzweg 2
Zur Erhöhung hung der Versorgungssicherheit sind weitere Wärmeerzeugungsanlagen notwendig Wärmegrundlast ermöglicht erstmals die Ergänzung regenerativer WärmeerzeugungsanlagenW - Gut ausgebautes Wärmenetz W ist dafür r die Grundlage - Nah-/ / Fernwärmenetze rmenetze sind infrastrukturelle Voraussetzungen für r die wirtschaftliche Nutzung bereits anwendbarer und zukünftiger emissionsarmer Technologien 29.01.2008 5 Einstieg und erste Betriebserfahrung mit Biomasse 2001 Inbetriebnahme der ersten Holzhackschnitzel- Kesselanlage (300kWth) zur Nahwärmeversorgung im Kreis Lippe, Jahresbedarf 1.500 m³ Holz ersetzt 120.000l HEL/a die Betriebsergebnisse, und der sehr positiver Marketingeffekt ermutigen zu weiteren, größeren Projekten 2005 Inbetriebnahme des Holzheizkraftwerkes mit 29.01.2008 ORC-Technologie (3.900 kw th, 650kW el.) zur Grundlastabdeckung des Fernwärmenetzes 6 Holzweg 3
ORC ORC Anlage Anlage - Oerlinghausen Machbarkeitsstudie der Energieagentur Lippe (EAL) zeigt den Weg zum Biomasseheizkraftwerk Dauerhafter Wärmebedarf W und EEG schaffen wirtschaftliche Grundlage für f r die Entscheidung zur ORC-Technik - Gründung der Holzheizkraftwerk Oerlinghausen GmbH mit 150.000 Stammkapital - Beteiligte: Stadtwerke Oerlinghausen GmbH, Heinz-Josef Rodehuth und Dr. Brechmann Beteiligungsgesellschaft. - Investitionen 4 Mio.,, Finanzierung durch 2,4 Mio. KfW-Darlehen, 0,85 Mio. Mezzanine, 0,6 Mio Hafö/EU /EU-Fördermitteln und Eigenkapital. Technische Daten: Leistungsabgabe: 3.900 MWth, 0,65 MWel Brennstoff: ca. 40.000 m³/jahr (Hackschnitzel, Rinde) Wärmeauskopplung: 28.000 MWh/a, Stromauskopplung: 4.000 MWh/a 29.01.2008 7 Ausgangslage 2004 Wärmeerzeugung im Jahresverlauf Σ : ca. 60.000 MWh (zum Vergleich 1987: 30.000 MWh) 10.000 [ MWh ] 9.000 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 Wärme aus Gas- Kesselanlagen KWK- Wärme aus Heizkraftwerk 0 Jan. Feb. Mär. Apr. Mai Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Turbine und Motor Kessel HKW BHKW Dezentrale Kesselanlagen Ansatz: Verdrängung der Kesselwärme 29.01.2008 8 Holzweg 4
Neues Erzeugungsszenario durch Ergänzung der Biomasseanlage: Erdgasbedarf: 40% CO2 Ausstoss: 10.000 t 29.01.2008 9 Jahresdauerlinie Fernwärme kw 20.000 15.000 10.000 5.000 0 10 Gasturbine 9.000 kw 290 570 850 1.130 Nahwärmeanlagen: Klein-BHKW s und Gas-Spitzenkessel 1.410 1.690 1.970 Gasmotor 4.500 kw Biomasse ORC-Anlage 4.500 kw 2.250 2.530 2.810 3.090 3.370 3.650 Pufferung des Wärmeüberschusses mit Wärmekurzzeitspeichern 29.01.2008 10 3.930 4.210 4.490 h/a Gasmotor leistungsreduziert 4.770 5.050 5.330 5.610 5.890 Biomasse ORC-Anlage leistungsreduziert 6.170 6.450 6.730 7.010 7.290 7.570 7.850 8.130 8.410 8.690 Holzweg 5
Wärtsilä-Gasmotor größter Gas-Otto- Motor in der BRD 18V28SG Bj.1998 4,5 MWel 4,8 MWth 900m³ Wärmespeicher 120/60 C, 72MWh Gasturbine RR-Allison 571K 5,3 MWel 9,0 MWth Holzheizkraftwerk Bj. 2005 3,90 MWth 0,65 MWel mit 6,5MWth Reservekessel, erste ORC Anlage in Norddeutschland, Nr. 6 in Deutschland 29.01.2008 11 Organic Rankine Circle: Thermodynamischer Kreisprozess bei niedrigen Drücken (~1 bar) und Temperaturen ( < 300 C) mit einem synthetischen Arbeitsmittel (Silikonöl) Vergütung von Strom aus Biomasse nach neuem EEG ca. 19,9 Ct/kWh niedriger Druck niedrige Temperatur geschlossener Kreislauf des Arbeitsmediums Spezifisch geringe Wartungs- und Betriebskosten Betrieb ohne Beaufsichtigung möglich (Dampfkesselverordnung ) Geringere Wärmeverluste, gutes Teillastverhalten Wasseraufbereitung und Nachspeisung entfällt, geringer Wartungsaufwand Strom aus Holz wird auch in kleinen Anlagen wirtschaftlich 29.01.2008 12 Holzweg 6
ORC ORC Anlage Anlage - Oerlinghausen Schema Holzfeuerung mit Thermalölkessel Brennstoff => 29.01.2008 13 ORC ORC Anlage Anlage - Oerlinghausen Strom & Wärme aus Holz über Thermalöl und ORC- Prozess Übergabe Fernwärme FW-Netz 29.01.2008 Oerlinghausen 14 Holzweg 7
ORC-Holzheizkraftwerk Oerlinghausen ORC- Prozess - Das Heizkraftwerk Oerlinghausen Rauchgas- Reinigung Thermalölkesse ll Feuerbox Feuerbox ORC-Modul mit mit Turbine Achswaage Schubboden als als 2-Tageslager ORC-Holzheizkraftwerk Oerlinghausen PC - Überwachung Holzkessel - Anlage 29.01.2008 16 Holzweg 8
Danke für f r Ihre Aufmerksamkeit 29.01.2008 17 Holzweg 9