Projekte/ Biomasseheizkraftwerk Pfaffenhofen

Umweltfreundliche Energie für Industrie, Stadt und Landkreis

Biomasse-Heizkraftwerk Pfaffenhofen

"Pfaffenhofen hat das Klimaschutzziel erreicht"

Zur Geschichte

Die ersten Ideen für ein Biomasseheizwerk in Pfaffenhofen an der Ilm stammen aus dem Jahr 1989;entsprechende Bemühungen verliefen aber zunächst im Sand. Am 10. März 1997 gründeten dann fünf ortsansässige Geschäftsleute die "Biomasse Heizkraftwerk Pfaffenhofen GmbH", die das Projekt schließlich verwirklichten. Das Heizkraftwerk wurde im Sommer 2001 erfolgreich in Betrieb genommen.

Die Anlage speist jährlich 40.000 Megawattstunden (MWh) elektrischen Strom ins Netz des regionalen Energieversorgers. Die produzierte Wärme wird von rund 150 privaten, gewerblichen und kommunalen Kunden abgenommen. Dafür wurden etwa 12 Kilometer Leitungen verlegt.

Die beiden Reservekessel, zwei Flammrohr-Rauchrohr-Dampfkessel mit Zweistoffbrenner, werden mit Erdgas betrieben und gewährleisten die Energieversorgung bei Ausfall des Holzkessels und die Deckung des Spitzenbedarfs. Dabei werden die Kessel in Kombination so eingesetzt, dass eine Feuerungswärmeleistung von insgesamt 50 MW nicht überschritten wird. Sollte Erdgas nicht zur Verfügung stehen, können die Reservekessel mit Heizöl extra leicht (HEL) beheizt werden. Die Reservedampferzeuger sind für den Betrieb ohne ständige Beaufsichtigung geeignet (TRD 604). Aus Sicherheitsgründen wurde die Anlage so gestaltet, dass gleichzeitig nur maximal zwei Kessel betrieben werden können.

Die heißen Teile der Anlage, wie zum Beispiel die Kesselwände, Wasser- und Dampfrohre oder Rauchgaskanäle wurden isoliert und mit Blech verkleidet. Die Außenseite des Kessels ist mit Mineralwolle isoliert, die in Schichten mit Befestigungseisen und galvanisiertem Draht an der Rohrwand befestigt wurde.

Die Rauchgaskondensationsanlage ermöglicht eine Steigerung der Energieausnutzung, indem die Kondensationswärme des Wasserdampfes zurückgewonnen wird. Auf diese Weise ist unter anderem auch eine Entschwadung möglich, d. h. es wird die von außen sichtbare Dampffahne, die von benachbarten Bewohnern oft als unangenehm empfunden wird, weitgehend vermieden. Darüber hinaus wird in Kombination mit dem Einsatz eines Elektrofilters eine äußerst effiziente Staubabscheidung erreicht. Die Rauchgaskondensation erfolgt hauptsächlich im Winter. Eventuell noch vorhandene Restwärme im Kondensat kann zur Beheizung der Anlagengebäude oder der Verwaltungsgebäude verwendet werden. Über einen Luftvorwärmer wird die Verbrennungsluft vorgewärmt und auch die fühlbare Wärme im Abgas genutzt.

Fernwärmenetz

Das Heißwassernetz wird mit einer konstanten Vorlauftemperatur von 130 °C betrieben. Die Rücklauftemperatur kann, abhängig von der jeweiligen Abnahmesituation, bis zu 110 °C betragen.
Die einzelnen Abnehmer werden über Fernwärmekompaktstationen versorgt. Der Wärmebezug wird hierbei über eine Fernüberwachung an die Warte übermittelt. Von dort aus werden die einzelnen Wärmeübergabestationen der Abnehmer gesteuert, was eine optimierte Fahrweise des Fernwärmenetzes und der Kundenanlage gewährleistet. Die Versorgung von Gebäuden mit Klimatisierungskälte erfolgt über eine Absorptionskältemaschine, die am Heißwasserkreislauf angeschlossen ist.

Auch Mitteltemperaturwärme kann mit Hilfe der Rauchgaskondensationsanlage genutzt werden. Sie wird in ein eigenes Verteilungsnetz mit einer Vorlauftemperatur von etwa 75-85 °C eingespeist und kann so die Abnehmer für Raumwärme und Brauchwarmwasser versorgen. Ein Wasserkondensator koppelt zusätzlich Abwärme zur Erzeugung von Niedertemperaturwärme aus dem Turbinendampf aus.

Über ein Ferndampfnetz werden Gebäude mit Prozessdampf versorgt. Als Redundanz- und Spitzenlastkessel dient ein elektrischer Schnelldampferzeuger.

Der Brennstoff

Zur Befeuerung des Kessels werden ausschließlich unbehandelte Hölzer in Form von Waldhackschnitzeln und Sägewerksresthölzern verwendet. Die Hälfte des Bedarfs wird aus der heimischen Land- und Forstwirtschaft gedeckt, die andere Hälfte aus holzbe- und holzverarbeitenden Betrieben. Die Anlage ist für waldfrische Hackschnitzel und Sägeresthölzer mit einem Wassergehalt von bis zu 45 Prozent ausgelegt.

Auf dem Gelände des Heizkraftwerkes wurde eine Halle zur Annahme und Lagerung des Brennstoffes errichtet. Darin können circa 10.500 Kubikmeter Brennstoff gelagert werden, eine Menge, die für etwa vier bis fünf Tage ausreicht. Die Anlieferung erfolgt mit Kippcontainern, die über ein Fassungsvermögen von rund 38,5 Kubikmetern verfügen. Das Material wird auf einen von zwei Schubböden gegeben, die in einer über das ganze Brennstofflager durchgehenden Abkipprinne installiert sind. In diese Rinne wird der Brennstoff direkt abgeladen. Sobald die Kapazität der Schubböden erreicht ist, werden die Hackschnitzel in den Lagerraum transportiert. Außerhalb der Anlieferungszeiten werden die Schubböden dann durch eine Krananlage aus dem Lager versorgt. Täglich werden etwa 750 Schüttraummeter Brennstoff benötigt.

Die unterhalb der Abwurfkanten der Schubböden installierten Förderschnecken sorgen für den gleichmäßigen Transport der Brennstoffmenge zu den Kratzkettenförderern auch bei schubweisem Abwurf. Von dort aus wird der Brennstoff dann zum Vorlagesilo der Biomassefeuerung transportiert.
  Um im Brandfall eine Ausbreitung des Feuers zu verhindern, sind zwischen Brennstofflager und Kesselhaus im Bereich der Kratzkettenförderer Keilschieber vorhanden, die ein Überschlagen der Flammen oder des Rauches nicht zulassen. Außerdem verfügt das Heizkraftwerk über eine Brandmeldezentrale, in der Signale der Brandmelder aus der gesamten Anlage zusammenlaufen und dem Betriebspersonal anzeigen, wo Feuer oder Rauch entstanden ist. Von dort aus ist auch eine Weiterleitung an die örtliche Feuerwehr oder Polizei möglich.

Der Feuerraum des Biomassekessels ist großzügig dimensioniert, um ein gutes Ausbrennen zu gewährleisten. Auch der nachfolgende Strahlungszug ist groß genug gestaltet, um sicherzustellen, dass die Rauchgastemperatur vor dem Überhitzer so niedrig ist, dass ein Ankleben von Flugasche vermieden wird.

Als Abfallprodukte entstehen Aschen: Grob-, Mittel- und Feinasche sowie Schlacke. Die unverbrennbaren Bestandteile aus der Feuerung werden über einen Nassentascher unterhalb der Feuerung in einen Container ausgetragen. Vor dem Economiser wurde ein Grobzyklon installiert, der die Staubbelastung des Economisers erheblich reduziert. Des Weiteren werden die Rauchgase der Biomassefeuerung mittels einer hocheffizienten Filteranlage entstaubt.

Die Grob- und Mittelasche kann in der Land- und Forstwirtschaft als Düngemittel eingesetzt werden, da sie, abgesehen von Stickstoff, alle für das Pflanzenwachstum notwendigen Haupt- und Spurennährstoffe enthält. Die übrige Asche (Feinasche) bleibt in den Filtern hängen, ist nicht nutzbar und wird fachgerecht entsorgt.



Betreiber und Kunden

Betreiber der Anlage ist die Biomasse Heizkraftwerk Pfaffenhofen GmbH, die 1997 von fünf Pfaffenhofener Geschäftsleuten gegründet wurde.
Hauptkunde des Heizkraftwerkes ist die Firma Hipp neben einigen weiteren Industrie- und Gewerbebetrieben, kommunalen Einrichtungen wie der Ilmtalklinik, dem Rathaus, dem Landratsamt und verschiedenen Schulen in Pfaffenhofen und mehr als 100 privaten Wärmekunden, die mit Fernwärme versorgt werden. Die erzeugte Kälte wird zur Raumklimatisierung von Bürogebäuden und als Prozesskälte für die Brauerei Müllerbräu verwendet. Durch hocheffiziente Rauchgasreinigungssysteme werden zudem die üblichen Emissionswerte bei dem Biomasseheizkraftwerk Pfaffenhofen deutlich unterschritten.

ETA-Energieberatung

Bildunterschriften (Bildnachweise):

Bild 1: Titelbild (eta Energieberatung, Ansicht Heizkraftwerk von hinten)
Bild 2: Blick in das Hackschnitzellager (eta Energieberatung)
Bild 3: Einbau des Biomassekessels ( CARMEN)
Bild 4: Im Inneren des Kessels (eta Energieberatung) Bild 5: Turbine zur Stromerzeugung (eta Energieberatung)