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Dekarbonisierung mit KWK-Multivalenz-Lösung im Wärmenetz Kamenz

ewag Kamenz | Sachsen

Dekarbonisierung mit KWK-Multivalenz-Lösung im Wärmenetz Kamenz

ewag Kamenz | Sachsen
  • Fernwärme
  • Renovierung
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Schicht im Schacht für Braunkohle

Die Energie und Wasserversorgung Aktiengesellschaft Kamenz (ewag) hat sich von mit Braunkohle und Öl befeuerten Erzeugeranlagen verabschiedet. Heute wird das Fernwärmenetz des Energiedienstleisters über energieeffiziente Kraft-Wärme-Kopplungstechnologie versorgt. Gleich zwei hochmoderne Heizkraftwerke mit insgesamt vier Blockheizkraftwerken (BHKW) sorgen in der Lessing-Stadt für elektrische und thermische Energie.ewagkamenz.de » 
ewag Kamenz - Heizkraftwerk (HKW), Christian-Weißmantel-Straße, Kamenz

ewag Kamenz - Heizkraftwerk (HKW), Christian-Weißmantel-Straße, Kamenz

In Deutschland stehen die Zeichen auf Dekarbonisierung. Mit dem geänderten Klimaschutzgesetz wurden die Zielvorgaben für weniger CO2-Emissionen angehoben; bis 2045 will Deutschland die CO2-netto-Emissionsbilanz auf null senken. Dazu kann das Kraft-Wärme-Kopplungsverfahren (KWK) einen wichtigen Beitrag leisten. Zu dessen herausstechenden Eigenschaften zählen die hohe Energieeffizienz und eine bemerkenswerte Flexibilität. Die Technologie ist für den Betrieb mit erneuerbar oder synthetisch erzeugten Gasen (Power2Gas, Power2Liquid) bereit und kann zukünftig auch CO2-neutral betrieben werden.
Der Mehrwert der gekoppelten Produktion von elektrischer und thermischer Energie ist evident. Während bei der konventionellen Erzeugung ein Großteil der Nutzwärme verpufft, wird im KWK-Verfahren zugeführte Primärenergie ökonomischer und ökologischer verwertet und ausgekoppelte Abwärme als thermischer Energieträger weiter genutzt. Im Vergleich zur getrennten Strom- und Wärmeerzeugung liegt der Einsatz an Rohstoffen um circa ein Drittel niedriger. Das vermeidet, auch dank hochentwickelter BHKW-Motorentechnik, klimaschädliche CO2-Emissionen. Mit ihrer beachtlichen Brennstoffnutzung können die Anlagen einen Gesamtwirkungsgrad (gemäß Hi) von bis zu 90 Prozent erreichen. Um diese optimalen Nutzungsgrade zu realisieren, sind kontinuierlich hohe Strom- und Wärmeabfragen ideal. Für die Versorgung ganzer Quartiere – wie in Kamenz – macht das die ausgereifte Technologie höchst attraktiv.

Volle Kraft in die kohlefreie Zukunft

Foto: Zwei Hoval Max-3 condens E Heizkessel in Energiezentrale

Hoval Max-3 condens E Heizkessel im ewag Kamenz- Heizkraftwerk (HKW)

Neben den vier BHKW der Yados GmbH integriert der neue Erzeugerverbund der ewag kamenz einen Holzpellet- und drei Hoval-Gas-Brennwertkessel mit je 5 MW Leistung. Dazu kommen sechs Pufferspeicher mit insgesamt 480 m³ Speicherkapazität. Die Anlagen wurden an den bestehenden Heizkraftwerk-Standorten in der Christian-Weißmantel-Straße und der Friedensstraße installiert. Dazu wurden die Bestandsgebäude in vier Bauabschnitten entkernt, grundsaniert und um einen Anbau im Schnellbauverfahren erweitert. Der ausgediente, etwa 80 Tonnen schwere Braunkohlestaubkessel in der Christian-Weißmantel-Straße wurde samt Rohr- und Heizungsleitungen ausgebaut, um zwei der BHKW sowie einem Gas- und Holzpelletkessel Platz zu machen. Die weiteren BHKW und zwei Brennwertkessel zur Warmwassererzeugung verrichten ihren Dienst im neuen Heizwerk Friedensstraße. | hoval.de » 

Wirtschaftlich, klimaschonend, zukunftsoffen mit Kraft-Wärme-Kopplung

Foto: YADO-KWK Blockheizkraftwerk mit Siemens-Motor

YADO|KWK Blockheizkraftwerk mit 1 MW elektrischer und 1.060 kW thermischer Leistung

Für das Kamenzer Versorgungsvorhaben wurden die wärmegeführten BHKW erstmalig mit Siemens-Motoren ausgerüstet. Die Kraftwerke generieren jeweils 1 MW elektrische und 1.060 kW thermische Leistung bei einer Brennstoffleistung von 2.376 kW. Dem Verbrennungsgas für die BHKW und den Kesselanlagen können bis zu 10 Prozent Wasserstoff als Erdgas-Substitut beigemischt werden. Ein zusätzlicher Beitrag, C02-Emissionen zu reduzieren. Die Wärmegrundversorgung der angeschlossenen Kamenzer Haushalte erfolgt vorrangig über die vier BHKW.
Foto: Pellet Kessel, Hersteller Schmid AG energy solutions

Holzpelletkessel mit 1,25 MW leistung, Hersteller Schmid AG energy solutions

Zur kalten Jahreszeit komplettiert der Holzpelletkessel mit 1,25 MW thermischer Leistung den Betrieb. Die Gasbrennwertkessel werden in modulierender Fahrweise im Voll- bzw. Teillastbetrieb zugeschaltet und dienen im Sommer zur Spitzenlastdeckung. Speziell von der beauftragten YADOS GmbH gefertigte BHKW-Schallschutzhüllen ergänzen den bestehenden Gebäudeschallschutz und stellen sicher, dass die gesetzlich zugelassenen Geräuschemissionswerte für Mischgebiete (60/45 dB gem. TA Lärm) eingehalten werden. |  schmid-energy.com » 
Foto: YADO-KWK Blockheizkraftwerk in Schalldämmkapsel mit Steuerschrank und Wärmeauskopplung

BHKW Schalldämmkapsel mit Wärmeauskopplung zur Wärmeübergabe und Systemtrennung zum Fernwärmenetz

Moderne Fernwärmenetze sind darauf ausgelegt, thermische Energie aus unterschiedlichen Quellen in eine nachhaltige Wärmeversorgung einzubinden. Damit gilt Fernwärme als Stellhebel einer erfolgreichen Wärmewende. Die Anforderungen an Klimaschutz, Energieeffizienz, Investitionskosten und Wirtschaftlichkeit erfüllen die Netze nicht zuletzt durch die Einbindung bewährter KWK, die es erlaubt, maximale Wirkungsgrade zu erreichen. Die weit entwickelten Anlagen erfüllen problemlos die gesetzlichen und normativen Effizienzanforderungen. Wenn ihre theoretisch hohen Wirkungs- bzw. Nutzungsgrade auch tatsächlich ausgeschöpft werden, bleibt die leistungsstarke Technologie für eine zügige Transformation des Energiesystems unverzichtbar.

Kraft-Wärme-Kopplung: Change Enabler der energetischen Transformation

Stadtwerke übernehmen bei der Transformation der Energiewirtschaft hin zur Klimaneutralität eine Schlüsselrolle. Sie sind gefordert, den Umstieg auf umweltschonende Erzeugungstechnologien lokal und regional umzusetzen. Und die Liste der Herausforderungen ist durchweg anspruchsvoll. Die energetische Versorgung von Kommunen und kommunalen Liegenschaften soll schnellstmöglich dekarbonisiert, erneuerbare Energien und Abwärme sollen zeitnah, kosteneffizient und flexibel integriert werden.

Wärmenetze gewinnen dadurch weiter an strategischem Gewicht. Die hochflexiblen Versorgungskomponenten sind in einem in Zukunft noch stärker durch volatile erneuerbare Energien geprägten Strommarkt nicht wegzudenken. Die netzintegrierte, gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme stellt dabei die wichtige Verbindung zwischen Wärme- und Stromsektor her und trägt mit der im Verfahren generierten elektrischen Energie zusätzlich zur Stromversorgung bei. In Kamenz deckt der erzeugte Strom etwa die Hälfte des Strommengenbedarfs im Netzgebiet.
Darüber hinaus erlaubt KWK-Technologie, unverzüglich auf große Laständerungen im Stromsystem zu reagieren. Denn in einer transformierten Energieversorgung mit fluktuierender Erzeugung aus Wind und Sonne werden steuer- und regelbare Stromerzeugungsleistungen unerlässlich sein, um Residuallasten zu decken und eine lückenlose Versorgungssicherheit zu gewährleisten: KWK-Effizienz-Anlagen können bedarfs- und wetterabhängig angesteuert und außerordentlich schnell hoch- und heruntergefahren werden. Zu Zeiten des stromnetzdienlichen Einsatzes der Kraft-Wärme-Kopplung ermöglichen es Pufferspeicher, die Wärme- und Stromproduktion zu entkoppeln. Das ist wirtschaftlich und schont das Klima.

Brennwertnutzen und Rücklauftemperaturen

Tiefe Rücklauftemperaturen (RLT) beeinflussen maßgeblich die thermische Übertragungskapazität, Volumenströme, vorhandene Strömungs- und Wärmeverluste, den elektrischen Pumpenaufwand sowie ggf. den Wirkungsgrad der Kraft-Wärme-Kopplung. Sie sind auch zwingend, wenn es darum geht, latente Brennwertwärme zu nutzen und regenerative Energiequellen wirksam in Wärmenetze einzubinden.
Für die Brennwertnutzung gilt: je niedriger die RLT zum Wärmeerzeuger, desto höher die Abkühlung der Abgase. Damit kann mehr Wasserdampf kondensieren und der wirkungsgradsteigernde Brennwertnutzen nimmt zu. Bei einer perfekten Gasverbrennung beginnt der Brennwerteffekt bei Abgastemperaturen von unter 57 °C.

Ihr Ansprechpartner zu dieser Referenz:
Dipl.-Ing. Olaf Besser
+49 3571 20932-750
Olaf.Besser@yados.de