Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Biomasseheizkraftwerke erzeugen elektrischen Strom aus biogenen Festbrennstoffen, beispielsweise indem Holzhackschnitzel oder Stroh verbrannt werden und die Wärme zum Antrieb einer Turbine verwendet wird. Bei diesen Prozessen bleibt Wärme übrig, die für die Raumbeheizung, zur Trinkwassererwärmung, als Prozesswärme oder zur Kühlung genutzt werden kann. Man bezeichnet diese Wärme auch als "Abwärme" der Stromerzeugungsanlage. Die Kombination aus Stromerzeugung und Wärmenutzung heißt Kraft-Wärme-Kopplung.

Heizwerk oder Heizkraftwerk?

Gegenüber Biomasseheizwerken, die nur Wärme bereitstellen und keinen Strom erzeugen, weist die kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme in einem Biomasseheizkraftwerk einige Besonderheiten auf. Insbesondere ist die Technologie aufwändiger und teurer, deshalb muss die Anlage möglichst gut ausgelastet werden, damit sie wirtschaftlich betrieben werden kann. Bei einer im Vergleich zum Biomasseheizwerk identischen Wärmeleistung bedingt dies deutlich größere Brennstoffmengen, die in die Anlage fließen, und macht bezüglich des Wärmeabsatzes eine Versorgungsstruktur erforderlich, die eine ganzjährige Wärmeabnahme auf hohem Niveau erlaubt. Wichtig für einen dauerhaften Betrieb der Stromerzeugungsanlage ist also, dass die zu versorgenden Wärmekunden nicht nur im Winter entsprechend Wärme brauchen. Auch im Sommer muss die "Abwärme" der Stromerzeugung untergebracht werden; andernfalls müsste die Leistung der Feuerungsanlage und damit die der Stromerzeugung vermindert werden.

Eine kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung mittels Heizkraftwerk macht also nur dort Sinn, wo ganzjährig eine gleichmäßig große Wärmemenge benötigt wird. Das Heizwerk, also die Wärmebereitstellung ohne gleichzeitige Stromerzeugung, erlaubt dahingegen u.U. auch bei niedriger Sommerlast eine Wärmeversorgung mit hohen Nutzungsgraden, wenn eine geeignete, nicht zu weitläufige Versorgungsstruktur vorliegt.  

Technologie der Stromerzeugung

Die meisten Heizkraftwerke arbeiten mit einem Dampfkraftprozess. Dabei wird Wasser durch die Verbrennung von Biomasse erhitzt, verdampft, und der Wasserdampf wird auf eine Damnpfturbine oder auf einen Dampfmotor geleitet. Die Turbine oder der Motor erzeugen Strom, der in das Übertragungsnetz eingespeist oder vor Ort genutzt wird; mit der übrigen Wärme kann ein Fernwärmenetz versorgt werden. Die Technologie ist erprobt und weitgehend ausgereift. Darüber hinaus gibt es Anlagen, die mit einem ORC-Prozess oder mit einer Biomassevergasung arbeiten.

Entwicklung

Erste Stromerzeugungsanlagen, die Holzabfälle als Brennstoff verwendeten, entstanden in Deutschland bereits Ende des 19. Jahrhunderts im Zuge der Einführung der allgemeinen Elektrizitätsversorgung. Holzkraftwerke entwickelten sich dann vor allem in der Holz be- und verarbeitenden Industrie zur Eigenstromerzeugung, allerdings verhinderte das "Gesetz zur Förderung der Energiewirtschaft" von 1935 bis zur so genannten Verbändevereinbarung von 1979 im Wesentlichen eine Versorgung Dritter mit elektrtischem Strom und eine Stromeinspeisung.

Erst mit dem Stromeinspeisegesetz von 1990 entstanden erste Biomasse(heiz)kraftwerke, wie wir sie heute kennen. Sie speisten den erzeugten Strom in das Versorgungsnetz ein und versorgten ggf. Kunden mit Wärme. Dafür nutzten sie überwiegend das damals noch recht kostengünstige Altholz als Brennstoff und arbeiteten mit dem bewährten Dampfkraftprozess. Ab dem Jahr 2000 entstanden im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) etliche weitere Biomasse(heiz)kraftwerke. Unterstützt durch diverse Boni im EEG wurden jetzt auch neue Technologien eingeführt, z.B. der ORC-Prozess, und es wurde verstärkt naturbelassene Biomasse als Brennstoff verwendet. Die jüngsten Ziele sind eine dezentrale Wärme- und Strombereitstellung mittels KWK-Anlagen sehr kleiner Leistung und eine Flexibilisierung der Strombereitstellung.

Aktuelle Anlagenzahl

Gegenwärtig sind in Deutschland etwa 270 Biomasse(heiz)kraftwerke mit einer Leistung von 1.400 MW in Betrieb. Europaweit sollen es etwa 1.100 (Heiz-)Kraftwerke sein, außerdem rund 130 Kohlekraftwerke, die Biomasse mitverbrennen. Weltweit sind rund 2.200 Biomasse(heiz)kraftwerke in Betrieb. Es wird ein weiterer, allerdings deutlich verhaltenerer Zubau erwartet. (Stand: 12/2012; Quelle: ecoprog.de)

Interessenvertretung, weitere Informationen

Als Interessenvertretung der Betreiber von Biomasseheiz(kraft)werken hat C.A.R.M.E.N. e.V. in 1997 den Verband Deutscher Biomasseheizwerke (VDBH) e.V. gegründet. Nach 20 Jahren erfolgreicher Arbeit ist der VDBH im Bundesverband Bioenergie (BBE) e.V. mit seinem Fachverband Holzenergie (FVH) aufgegangen. Informationen zu der Thematik bietet darüber hinaus die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR). Vertiefende Information zur Kraft-Wärme-Kopplung allgemein und zur Fernwärmelieferung bietet der AGFW e.V.

 

Publikationen und weiterführende Informationen:

Liste der Demonstrationsprojekte zur energetischen Biomassenutzung in Bayern

Vergleich der Verfahren zur Produktion von Wärme, Strom und Treibstoff aus Holz

Fraunhofer IWES (Hrsg.): FlexHKW - Flexibilisierung des Betriebes von Heizkraftwerken; Kassel 2016

BEE e.V. (Hrsg.): Strommarkt-Flexibilisierung; Bochum 2015

FNR-Broschüre: Einsatz von Biomasse zur bedarfsgerechten Energieerzeugung

DBFZ (Hrsg.): Kleintechnische Biomassevergasung - Option für eine nachhaltige und dezentrale Energieversorgung; Leipzig 2013 

Bayerisches Landesamt für Umwelt (Hrsg.): Vollzugshinweise zur Abfallwirtschaft für Rückstände aus Holzvergasungsanlagen; Augsburg 2013

Deutsches Biomasseforschungszentrum (Hrsg.): Bundesmessprogramm zur Weiterentwicklung der kleintechnischen Biomassevergasung; Leipzig 2012

dena (Hrsg.): Internationale Ausschreibungen kompakt. Informationen für Unternehmen im Bereich der Stromerzeugung aus erneuerbarern Energien; Berlin 2016

Bundesnetzagentur: Ausschreibungen zur Ermittlung der Anspruchsberechtigten und des anzulegenden Wertes für Strom aus Biomasseanlagen

DIHK e.V. (Hrsg.): Leitfaden Ausschreibungen für Biomasseanlagen; Berlin 2017