12. August 2020

Verbund aus Hackschnitzel-Heizwerk, Biogasanlage und Heizöl-Spitzenlastkessel versorgt Gebäude der Landesanstalt für Landwirtschaft über Fernwärmenetz mit Heizenergie

Um den CO₂-Ausstoß zu reduzieren, entschied sich die Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), am Standort in Poing bei München, ein neues Wärmenetz aufzubauen, das eine Wärmeversorgung über nahezu ausschließlich regenerative Energieträger ermöglicht. Dazu mussten eine bereits bestehende Biogasanlage sowie mehrere Heizölkessel integriert und der Heizölverbrauch massiv gesenkt werden. Als Hauptwärmelieferant wurde ein Hackschnitzel-Heizwerk gebaut und ein Wärmenetz mit sternförmiger Leitungsstruktur errichtet.

Für die Beheizung der Liegenschaft Grub wurden jährlich etwa 300000 l Heizöl benötigt“, berichtet Philipp Purucker, Koordinator Energiewirtschaft und Energiekonzepte bei den Bayerischen Staatsgütern. „Im Rahmen der Energiewende wollen wir jedoch einen möglichst großen Anteil der Wärmeversorgung über regenerative Energieträger bereitstellen.“ Mit der Errichtung einer Biogasanlage, deren Abwärme teilweise zur Beheizung der nahegelegenen Gebäude verwendet wird, wurde bereits vor einigen Jahren ein erster Schritt in dieser Richtung getan.“ Der wesentliche Teil der Wärme konnte allerdings aufgrund fehlender Fernwärmeleitungen nicht genutzt werden und wurde deshalb über einen Notkühler entsorgt. Deshalb entschied sich die Landesanstalt in Zusammenarbeit mit dem Staatlichen Bauamt Rosenheim die überschüssige Wärme der Biogasanlage nun komplett für die Liegenschaft nutzbar zu machen und den restlichen Wärmebedarf ebenfalls über regenerative Energieträger zu erzeugen. Dazu musste aber ein modernes Heizwerk gebaut, die bestehenden Wärmequellen effizienter gemacht und alle Bestands-Anlagen zudem in ein neues Fernwärmenetz integriert werden. Mit der ingenieurtechnischen Umsetzung wurde schließlich die Gammel Engineering GmbH beauftragt. Die finanzielle Förderung des klimafreundlichen Projekts erfolgte zu 45% über den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Neues Heizwerk mit Wärmespeichern
Die Entscheidung für eine Hackschnitzelanlage wurde durch den eigenen Waldbestand der LfL unterstützt. So steht ausreichend Brennmaterial zur Verfügung, um die Grund- und Mittellast abdecken zu können. „In einem ersten Schritt wurde basierend auf dem Heizölbedarf der letzten Jahre die Heizlast des Standorts ermittelt, um daraus ein sinnvolles Konzept im Hinblick auf die erforderliche Kesselgröße des Heizwerks ermitteln zu können, sowie den Wärmeverbund aus alten und neuen Anlagen zu entwickeln“, erklärt Florian Prantl, Projektleiter bei Gammel. „Letztendlich zeigte sich, dass eine Variante aus zwei Hackschnitzelkesseln und zwei großen Wärmespeichern die bestmögliche Lösung ist.“ Um die erforderliche Nennleistung von 600 kW zur Abdeckung des Wärmebedarfs zu erreichen, planten die Ingenieure einen Kessel mit 400 kW und einen mit 200 kW. Durch die Aufteilung ist es möglich, die bei der Berechnung im Vorfeld ermittelte Jahresdauerlinie abfahren zu können.
Neben den beiden Heizkesseln verfügt das Heizwerk über eine moderne Rauchgasreinigungsanlage mit elektrostatischen Filtern sowie die für den multivalenten Betrieb notwendigen hydraulischen Anschlüsse. Die Schaltanlage, in der alle Leitungen zusammenlaufen, wurde in einem separaten Raum untergebracht. Zudem besitzt die Anlage zwei Wärmespeicher mit jeweils 30 m³ Heizwasser, da auch die Abwärme der nahegelegenen BHKWs der Biogasanlage für das neue Wärmenetz genutzt wird, anstatt diese zu entsorgen. Mittels der Speicher können die verschiedenen Wärmeerzeuger optimal betrieben und zudem Schwankungen im Wärmenetz ausgeglichen werden. „Zur Abdeckung von Lastspitzen sowie als Ausfallreserve ist es notwendig, kurzfristig verfügbare Wärmeerzeuger in den Wärmeverbund zu integrieren“, erklärt Prantl. „Deshalb haben wir die bereits vorhandenen Heizölkessel eingegliedert, anstatt sie auszutauschen, da sie noch in sehr gutem Zustand und geeignet waren.“ Diese wurden so eingebunden, dass sie primärseitig in das Wärmenetz einspeisen. Dazu wurde die Anlagentechnik angepasst, Pumpen und Armaturen erneuert und regelungstechnisch in die Kesselfolgeschaltung integriert, sodass eine sinnvolle Ansteuerung möglich wird.

Brennstofflagerung
Für die Brennstoffbevorratung wurde ein Tagesbunker mit Schub- und Zugboden vorgesehen, der zu einer Seite offen und befahrbar ist. Dieser hält Hier lässt sich Brennstoff für ca. fünf Tage vorhalten. Zusätzlich wurde eine Lagerhalle gebaut, die mit Zwischenwänden versehen ist, sodass verschiedene Brennstofffraktionen getrennt voneinander deponiert werden können. „So lassen sich je nach jahreszeitlichem Anfall Waldrestholz und Holz von schnellwachsenden Arten separat vorhalten, wodurch sich auch eine langfristige Planungssicherheit für den Betrieb und die Ernte der Kurzumtriebsplantagen ergibt“, erläutert Purucker.

Wärmeverteilung
In einem finalen Schritt mussten alle alten und neuen Wärmequellen sowie die Gebäude der Liegenschaft durch ein neues Wärmenetz miteinander verbunden werden. Bei dessen Planung galt es, neben der anvisierten Effizienz auch den geringstmöglichen baulichen Aufwand herauszuarbeiten, weshalb sich die Ingenieure von Gammel gegen eine Ringleitung entschieden und für eine sternförmige Auslegung aussprachen. Dadurch musste die Straße beim Bau weniger oft gequert werden und die Spitzenlasterzeuger ließen sich dezentral in das Netz einbinden. Die Energieverteilung sieht nun vor, dass 37% der Wärmeleistung als Grundlast von den BHKWs und 57% als Mittellast über die Hackschnitzelanlage gedeckt werden. Die Bestand-Ölkessel liefern die restlichen 6 % Spitzenlast.

www.gammel.de
www.lfl.bayern.de