Auszeichnung geht an Holzkraftwerk

Traditionell wählte der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung (BKWK) auch in diesem Jahr wieder im November das „BHKW des Jahres“ 2021. Die Jury traf ihre Entscheidung zwischen BHKW-Anlagen, die in den Monaten Januar bis November in E&M als „BHKW des Monats“ vorgestellt worden sind. Es wurden überzeugende und zukunftsweisende KWK-Lösungen für sehr unterschiedliche Aufgabenbereiche gefunden.

Folgende Kriterien überzeugten:

• Lösungskonzepte der Anlagenkombination
• die beteiligten Partner
• die Planung
• technische Ausführung
• Betrieb der Investitionen

In diesem Jahr standen KWK-Konzepte mit Erd- und Biogas betriebener Motorblockheizkraftwerke zwischen 15 kW und 10 MW elektrischer Leistung zur Wahl. Darunter sind BHKW mit Absorptionskälteanlage von 434 kW Kälteleistung plus Druckluftheizkraftwerk und BHKW in Kombination mit Photovoltaik oder Solarthermie und Power-to-Heat sowie Abhitzekessel zur Dampferzeugung in Kombination mit Gas- und Hackgutkessel. Batteriespeicher und dynamisches Lastmanagement für E-Mobilladestellen ergänzen Projekte in der Objekt- und Quartiersversorgung.
 
In die Gesamtanlagen sind Heiß- und Warmwasserspeicher integriert. BHKW, Stromspeicher und notstromfähige BHKW sorgen in verschiedenen Projekten für eine gesicherte Strom- und Wärmeversorgung. Die Anlagen der monatlichen Vorstellung dienen zur Eigenversorgung der Betreiber ebenso wie zur Versorgung von Wohn- und Gewerbeobjekten, Nah- und Fernwärmesystemen sowie Industrieunternehmen.
Die Umstellung einer Stadt von Kohleverstromung auf Gasmotoren- und -turbinen-KWK, die sukzessive H2-ready gemacht werden kann, in Kombination mit Solarthermie wurde von der Jury als zukunftsfähiger Beitrag für die Erneuerbare-Energien-Landschaft eingestuft.

Die BHKW erzeugen Strom und Wärme (als Warm- und Heißwasser beziehungsweise Dampf); auch wird durch Nachbehandlung das Abgas zur Düngung im Treibhaus genutzt. Es werden in den Anlagen hohe Systemwirkungsgrade und Primärenergieeinsparungen erreicht. Die Senkung der CO2-Emissionen durch KWK-Anlagen beträgt bei den Betreiberunternehmen bis zu 35.000 Tonnen pro Jahr.

Keine leichte Entscheidung für die Jury

Die Entscheidung ist der Jury in diesem Jahr nicht leicht gefallen, denn neben klassischen KWK-Anlagen mit herausragenden Parametern gab es auch interessante Lösungen, die in neue Richtungen weisen.

Auf dem BKWK-Kongress ging es über die Zukunft in der Gaswelt. In den Vorträgen wurde auch innovative KWK thematisiert, die die Wärmeversorgung erneuerbar macht. Der Präsident des BKWK, Claus-Heinrich Stahl, betonte in seiner Rede, dass bis 2025 rund 25 % EE-Gase (Biomethan, Wasserstoff und P-to-X) im zukünftigen Gasnetz sein müssten, damit die Umstellung auf erneuerbare Gase bis 2045 gelingen kann. Heutige Gas-KWK-Anlagen sind mit Erd- und Biogas, Biomethan, Wasserstoff und P-to-X zu betreiben.

Nach intensiven Diskussionen kamen die Experten der Jury zu einem übereinstimmenden Votum zugunsten des BHKW des Monats vom Oktober 2021. Es handelt sich bei dem ausgezeichneten Projekt um ein BHKW von 2G mit 400 kW elektrischer und 600 kW thermischer Leistung in einer Energiezentrale, die aus Waldhackgut Holzgas und Pflanzenkohle produziert. Mit dem Wärmespeicher wird die Wärme ganzjährig in das bestehenden Fernwärmenetz als Grundlast gespeist.
Der Betreiber KWS Ökokraft GmbH hat in Österreich ein Holzkraftwerk errichtet, in dem das Holz nicht wie üblich nur verbrannt, sondern gleichzeitig auch Strom erzeugt wird. Es ist eine wegweisende Kombination aus Holzgas, Blockheizkraftwerk und Kohlenstoffspeicher (Biokohle) für die weitere stoffliche Nutzung. Damit ist die Anlage CO2-neutral.

Syncraft-Anlage überzeugte durch intelligente Betriebsstrategie und Pflanzenkohle

Nach knapp neun Monaten Bauzeit in einem Maschinenhaus der KWS Ökokraft GmbH ging die Anlage im August 2020 in Betrieb. Sie hat eine Verfügbarkeit von 95 % bei rund 8.300 Jahresbetriebsstunden. Dies sind bei einer Holzvergasung Spitzenwerte.

Das Kraftwerk von Syncraft hat einen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 30 % und einen Brennstoffnutzungsgrad von bis zu 92 %. Die Wärme wird in ein Fernwärmenetz als erneuerbare Wärme eingespeist und dient somit zur Dekarbonisierung der Fernwärme.

Der Brennstoff besteht aus Holzabfällen, Nadeln, Rinde und Ästen, die in Trockenboxen getrocknet werden. In dem besonderen Schwebefeststoffreaktor ist die Kohleschüttung stets ideal gelockert und gut durchlässig. Aus 267 kg/h (absolut trockenem) Waldhackgut werden nach der Holzgasnutzung durch das Blockheizkraftwerk keine Asche, sondern täglich rund 3,7 Kubikmeter Pflanzenkohle produziert.

Durch die weitere Nutzung der Pflanzenkohle in der Landwirtschaft zur Bodenverbesserung werden täglich 1,8 Tonnen CO2 nicht in die Atmosphäre zurückgegeben, sondern langfristig eingelagert. Jury und BKWK hoffen, dass künftig viele Holzgasanlagen die erneuerbare Strom- und Wärmeerzeugung unterstützen, anstatt nur Holz zu verbrennen.Das prämierte KWK-Konzept hat durch folgende Aspekte überzeugt

1. Das hervorragende Zusammenspiel der Anlagentechnik mit Holzgas für die Strom- und Wärmeversorgung, die intelligente Betriebsstrategie und das weitere Produkt Pflanzenkohle haben zu diesem überzeugenden Ergebnis geführt.

2. Der wesentliche Punkt war, dass Abfälle aus der Forstwirtschaft nicht nur verbrannt werden, sondern effizient zur CO2-Bindung beitragen.

3. Durch die erzielte Dekarbonisierung der Fernwärme werden CO2-Emissionen vermieden, der Ausstoß von Treibhausgasen in die Umwelt wird erheblich gesenkt.

4. Aus der Pflanzenkohle werden Grillbriketts und Bodenverbesserer für die Landwirtschaft, wo der Kohlenstoff langfristig gebunden wird.

5. Das hier gewählte Energieversorgungskonzept kann eine Vorbildwirkung für Anlagen zur Energiewende entfalten. Die zukünftige Energieversorgung mit dem Atom- und Kohleausstieg braucht erneuerbare KWK-Strom- und Wärmeversorgung.
Zugleich bietet das Konzept vorbildliche Lösungsansätze für die Planung neuer KWK-Anlagen nach den wissenschaftlichen Erkenntnissen zur Klimaneutralität.

Die Jury des BKWK
Gebhard Gentner (Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH), Karl Meyer (BTB Berlin), Marek Preißner (Infracon Service GmbH Leipzig), Prof. Dr.-Ing. Bernd Thomas (wissenschaftlicher Leiter Reutlingen Research Institute, RRI), Claus-Heinrich Stahl (BKWK)

*Claus-Heinrich Stahl, Präsident des BKWK, Berlin