Nahwärmenetz für Gewerbegebiet – ein Beitrag zur Energiewende

Autor: Klaus W. König, Überlingen

Green Engeneering: Umwelt, Energie, Mensch
Energie, Klima und Dämmung
Objekte
Energie
Bauen 2021
Aus der Praxis
Für zwei benachbarte Betriebe am Ortsrand von Deggenhausen im Hinterland des Bodensees wurde ein Nahwärmenetz auf der Grundlage von Holzpellets installiert. Contractor ist die Firma solarcomplex aus Singen. Sie plant, baut und betreibt die Heizungstechnik in eigener Verantwortung und verrechnet nur die gelieferten Wärmeeinheiten. Im Verbund erhalten die beiden angeschlossenen Betriebe günstige Einheitspreise. Sie beschäftigen im Einzugsbereich des Nahwärmenetzes zusammen ca. 170 Mitarbeiter. Weitere Maßnahmen im Sinne der Energiewende sind in Planung.

Heizungstausch im Bestand

Die Energiewende hat viele Gesichter. Eines, in das man gerne schaut, ist das der Bürgerenergiegesellschaft solarcomplex AG aus Singen. Ihr Ziel ist seit der Gründung im Jahr 2000 die regionale Energiewende in der westlichen Bodenseeregion. Mit inzwischen 40 Mitarbeitern und einem Investitionsvolumen von insgesamt mehr als 100 Mio. Euro entstanden nach und nach 16 Bioenergiedörfer und viele Nahwärmenetze. Neben Wärme aus Biomasse spielen dabei auch Sonnenenergie und Windkraft eine wesentliche Rolle. Das Land Baden-Württemberg fördert regenerative Wärmenetze, wie die in Bonndorf/Schwarzwald. „Seit 2015 sind wir dort eigenverantwortlich tätig, haben allerdings die Unterstützung der Stadt. Wir haben einen Konzessionsvertrag für die Nutzung der Leitungswege, binden die ortsansässige Industrie mit ihrer Abwärme ein und versorgen unter anderem öffentliche Gebäude wie Rathaus, Schule und Stadthalle“, sagt Eberhard Banholzer, Leiter der Technikabteilung und einer der drei Vorstände bei solarcomplex.
 

Aus Erfahrung Holzpellets

Er hatte 2018 unter anderem das industrielle Nahwärmenetz für die beiden Betriebe in Deggenhausen/Bodenseekreis realisiert: Sonett (Pionier für ökologische Wasch- und Reinigungsmittel) und Lehenhof Talwerkstätten (Teil der sozialtherapeutischen Camphill-Dorfgemeinschaft Lehenhof). Diese benötigen die Wärme für die Produktion und Raumheizung. Als Nachbarn teilen sie sich seit vielen Jahren schon eine Heizzentrale und waren gemeinsam auf der Suche nach einem Energie-Dienstleister, der für ihren Bedarf ein zeitgemäßes und ökologisch konsequentes Konzept planen und ausführen konnte – und als Contractor die Investition und den Betrieb der Anlage übernehmen wollte. Solarcomplex ist darauf spezialisiert.

Banholzer gab hier dem Brennstoff Holzpellets den Vorzug. Der Grund dafür waren seine guten Erfahrungen im Hinblick auf Lager- und Entnahmetechnik, Lieferlogistik, Ascheanfall und störungsarmen Betrieb bei Verwendung der mit ENplus zertifizierten Pellets. Als Contractor ist solarcomplex Eigentümer der Heizungstechnik und verkauft die Wärme zum vertraglich vereinbarten Preis an die beiden Firmen. Das heißt, jede Betriebsunterbrechung oder zusätzliche Wartung mindert den Gewinn. Dennoch lohnt es sich für den Anbieter, das Risiko einzugehen, denn er kann wie ein Generalunternehmer mehrere ähnliche Anlagen mit denselben bewährten Produkten und Subunternehmern ausführen. Und für die beiden Betriebe, in dieser Sache Auftraggeber, entfällt jeweils ein Anteil einer Personalstelle für einen technischen Hausmeister.

Ausgewählt wurde ein Holzpellet-Kessel, der zwischen 40,5 kW und 135 kW modulierend läuft. Zusätzlich werden 5-10 kW Abwärme ins Netz eingespeist. Quelle ist eine Kompressorenanlage für Drucklufterzeugung bei Sonett. Und für die Zukunft ist noch das Einbinden von Solarthermie vorgesehen. Den Spitzenbedarf hatte Banholzer mit 180 kW berechnet. Der aktuelle Jahreswärmebedarf beträgt 330.000 kWh, könnte sich durch Erweiterung der Betriebe allerdings auf 500.000 kWh erhöhen. Dann würde die Heiztechnik um einen zusätzlichen Pelletkessel ergänzt. Für Redundanz und Spitzenlast ist ein Ölkessel mit 240 kW installiert, versorgt aus einer schon vorhandenen Tankbatterie im Keller des Gebäudes.

 

Kostenminderung durch Fernüberwachung

Eingebaute Wärmezähler ermöglichen jederzeit die unkomplizierte Abrechnung der genutzten Energie. Als Contractor möchte solarcomplex jedoch per WebLog/Internetverbindung sämtliche Daten der Anlage im 50 km entfernten Singen täglich auswerten und bei Bedarf die Heiztechnik optimieren. Die Brennstofflager für Öl mit 7.000 Liter und für Holzpellets mit 45 m³ (28 t bzw. 15.000 Liter Heizöläquivalent) werden ebenfalls fernüberwacht, auch von den von solarcomplex ausgewählten Brennstofflieferanten. So sehen diese Vertragspartner den Füllstand permanent und legen selbst den für sie günstigen Liefertermin fest. Das bringt ihnen finanzielle Vorteile, von denen auch der Contractor profitiert.

Brennstoffentnahme: Eine Pumpe vor dem Brenner des Ölkessels saugt das Heizöl aus dem Tank. Der Anstoß zum Betrieb der Ölpumpe wird über die Heizungsregelung gegeben – das ist nichts Neues.

Ähnlich funktioniert es beim Holzpelletkessel mit dem hier installierten Entnahmesystem (auch Austragung genannt). Besteht Brennstoffbedarf, erhält die Saugturbine am Kessel den Steuerungsimpuls. Sie ist, einem Staubsauger ähnlich, mit einer Saugdüse, verbunden. Diese sitzt im Speicher auf dem Pelletvorrat und bewegt sich wie ein Maulwurf als kleiner elektrisch angetriebener Roboter programmgesteuert über die Holzpellets, um sie gleichmäßig von der gesamten Oberfläche zu entnehmen. Der Maulwurf (Produktname des Herstellers) saugt die bis zu 40 Millimeter langen Stifte aus gepresstem Sägemehl an und schickt diese durch flexible Kunststoffleitungen mit 50 Millimeter Durchmesser in den Vorratsbehälter des Kessels.

Vom Maulwurf werden die bis zu 40 mm langen Stifte aus gepresstem Sägemehl durch flexible Kunststoffleitungen mit 50 mm Durchmesser aus bis zu 10 m Entfernung vom Kessel angesaugt.

Das Lager kann damit in der Höhe unabhängig und platzsparend, wie beim Nahwärmenetz in Deggenhausen realisiert, unterirdisch vor dem Heizraum liegen. Die mit den Pellets angesaugte Luft strömt vor dem Kessel aus der Saugturbine durch eine zweite Leitung in den Speicher zurück. Bewährt haben sich Installationen, bei denen die Kurven der Saugleitung mindestens einen Meter Radius haben. Damit wird mechanischer Abrieb durch die vorbeifliegenden Holzstifte vermieden. Anders beim flexiblen weichen Kunststoffschlauch zwischen Saugdüse „Maulwurf“ und Speicherinnenwand. Dieser wird wie ein Bremsbelag beim Fahrzeug rechtzeitig, d. h. nach dem Durchsatz von ca. 100 t Pellets, ausgetauscht, z. B. nachdem der 28 Tonnen fassende Speicher 5 Mal mit 20 Tonnen gefüllt wurde.
 

Aktuelle Informationen zu Holzpelletlagern

  • VDI Richtlinie 3464 „Lagerung von Holzpellets beim Verbraucher - Anforderungen an Lager sowie Herstellung und Anlieferung der Pellets unter Gesundheits- und Sicherheitsaspekten“. Beuth Verlag, Berlin. www.beuth.de
     
  • DIN EN ISO 20023:2019-04 „Biogene Festbrennstoffe - Sicherheit von Pellets aus biogenen Festbrennstoffen - Sicherer Umgang und Lagerung von Holzpellets in häuslichen und anderen kleinen Feuerstätten“. Beuth Verlag, Berlin. www.beuth.de
     
  • DEPI-Broschüre „Lagerung von Holzpellets – ENplus-konforme Lagersysteme“. Deutsches Pelletinstitut, Berlin. www.depi.de
     
  • Planerhandbuch „Unterirdische Lagersysteme für Biomasse, Pellets und Wärme“. Mall GmbH, Donaueschingen. www.mall.info

Erneuerbar erzeugte Energie mit regional verfügbaren Rohstoffen ist das gemeinsame ökologische und politische Anliegen der drei Vertragspartner bei diesem Projekt, neben den ökonomischen Synergien für die Beteiligten. Mit regenerativen Ressourcen, speziell den Holzpellets, liegt fast die komplette Wertschöpfungskette im Raum Schwarzwald-Bodensee. Und es gibt Potential für viele derartige Projekte in ähnlich waldreichen Regionen Deutschlands. Nach Angaben des Contractors solarcomplex werden bei elektrischer Energie in Deutschland mittlerweile 40 % aus erneuerbaren Quellen gewonnen, während es bei Wärme erst 15 % sind. Wenn Projekte wie dieses „Schule machen“, sollte es gelingen, das Defizit auf dem Wärmesektor allmählich zu verringern.
 

Regenerative Energie bei Sonett und Lehenhof

Ziel ist eine weitgehende bzw. vollständige Versorgung mit regenerativ erzeugter Energie sowie ein CO2-neutraler Betrieb. Neben dem beschriebenen gemeinsamen Nahwärmenetz auf Basis von Holzpellets, die aus Resten der heimischen Sägewerksindustrie in dem nur 30 km entfernten Krauchenwies hergestellt werden, nutzen die beiden Firmen weitere regenerative Energiequellen.

Firma Sonett GmbH mit ca. 100 Mitarbeiter am Standort Deggenhausen: 20 Erdwärmesonden in 80 m Tiefe für ein neu erstelltes Lagergebäude, das von der Heizzentrale weit entfernt ist. Ein Teil der Stromversorgung stammt aus einer kleinen Wasserturbine im nahegelegenen Bachlauf. Der Rest wird von Greenpeace Energy eG bezogen.

Camphill Dorfgemeinschaft Lehenhof e. V. und Camphill Werkstätten Lehenhof gGmbH, als sozialtherapeutische Einrichtung mit zwölf Werkstätten für Menschen mit Behinderung in den Gemeinden Deggenhausertal und Illmensee, und insgesamt mehr als 300 Bewohner/Mitarbeiter: Photovoltaikfläche auf dem Dach der Talwerkstätten, 100 % ökologische Stromversorgung durch die bürgereigene Genossenschaft ElektrizitätsWerke Schönau (EWS). Für einen Teil der Dorfgemeinschaft besteht ein Nahwärmenetz auf Basis von Hackschnitzel, Kesselleistung 500 kW. Für das gesamte Gelände wird aktuell ein Konzept mit hohem ökologischem Anspruch erarbeitet, in das nach und nach der Energiebedarf aller Gebäude systematisch integriert werden kann.
 

Projektdaten gewerbliches Nahwärmenetz


Adresse: Mistelweg 1/Ziegeleiweg 9, 88693 Deggenhausen

Bauherrschaft: solarcomplex AG, 78224 Singen

Nutzer: Sonett GmbH und Camphill Werkstätten Lehenhof gGmbH

Fachplanung: Eberhard Banholzer, solarcomplex AG, 78224 Singen

Jahreswärmebedarf aktuell: 330.000 kWh

Inbetriebnahme: September 2018

Pelletspeicher: Mall-ThermoPel 45000, 45 m³ bzw. 28 t

Herstellung + Montage Pelletspeicher: Mall GmbH, 78166 Donaueschingen

Versetzen Pelletspeicher: Villieber Erde Abbruch Stein GmbH, 88696 Owingen

Entnahmesystem Holzpellets: Maulwurf 6000-E3

Holzpelletkessel: KWB Pelletfire Plus MF2 GS, 135 kW

Heizöltank: Tankbatterie, 7.000 l

Heizölkessel (Spitzen und Redundanz): Buderus Logano GE515, 240 kW

Heizungswasser-Pufferspeicher: Außenspeicher oberirdisch, 8.000 Liter