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Praxisbeispiel: "Heizkraftwerk am Tölzer Schulzentrum"

Regenerative Wärme für Tölzer Schulen

Foto und Text: (c) Bettina Krägenow

Foto und Text: (c) Bettina Krägenow

Besichtigung des Biomasseheizkraftwerkes am Schulzentrum Bad Tölz (v.l.): Klimaschutzbeauftragter Andreas Süß und EWO-Energiemanager Andreas Scharli

Der Landkreis Bad Tölz-Wolfratshausen verfolgt das Ziel, die Energieversorgung bis 2035 vollständig aus erneuerbaren Energiequellen zu decken. Ein konkreter Schritt auf diesem Weg ist das Biomasseheizkraftwerk (Hackschnitzel) mit Nahwärmenetz, das seit Anfang 2016 alle landkreiseigenen Schulen am Schulzentrum Bad Tölz versorgt.

Im Jahr 2011 war mit dem Neubau der Realschule samt Heizung der richtige Zeitpunkt gekommen, das Biomasseheizwerk mit dem Realschulneubau in „einem Guss“ zu realisieren. Damit war auch der Standort für Heizwerk und Biomassebunker gefunden: unterirdisch in Verbindung mit dem neuen Gebäude. Ende 2012 fiel der Startschuss für den Bau des Anlage.

Die Planung übernahm das Bad Tölzer Ingenieurbüro Schuhmacher & André. Ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll erwies sich dabei folgende Konfiguration:

1. Die Grundlast wird über einen Hackschnitzelheizkessel gedeckt.

2. Die Schwachlast trägt ein erdgasbetriebenes Blockheizkraftwerk.

3. Die Spitzenlast wird über einen Gasbrennwertkessel gedeckt.

4. Das Heizwerk und der Biomassebunker sind komplett unterirdisch angeordnet.

Seit Anfang 2016 versorgt die Anlage die sieben bestehenden Schulen mit Turn- und Schwimmhalle sowie zwei Wohngebäude mit regenerativer Wärme. Das dafür notwendige Nahwärmenetz ist 865 Meter lang. In den nächsten Jahren sollen zusätzlich noch die Dreifach-Turnhalle sowie die Stadtbücherei angeschlossen werden.

Der Biomassekessel liefert derzeit insgesamt eine jährliche Energiemenge, die knapp 400.000 Liter Heizöl entspricht. Die Gesamtheizleistung des Heizkraftwerkes entspricht mit 2,92 MW etwa der von 146 Einfamilienhäusern mit je einem 20-kW-Heizkessel.

Als Haupt-Brennstoff kommen Hackschnitzel aus naturbelassenen heimischen Hölzern zum Einsatz. Mit Rücksicht auf die unmittelbare Wohnbebauung wurde der Wassergehalt im Brennstoff beschränkt. Damit werden Geruchsbeeinträchtigungen durch das Hackgut selbst und durch das Abgas für unmittelbare Wohnbebauung vermieden. Deshalb ist der Hackschnitzelheizkessel für Hackgut G 50 mit einer Holzfeuchte von W20 bis max. W45 (45 Prozent) ausgelegt.

Der besondere technische Aufbau des Heizkessels sorgt für eine schnelle Regelbarkeit der Feuerung. Das ist erforderlich, um sich optimal an die speziellen Nutzungscharakteristika von Schulen anpassen zu können (große Bedarfsschwankungen Schultage/Wochenende etc.).

Neben bewährter Technik zur Nutzung von Energieholz wurde bei Planung der Anlagentechnik besonders auf die Reinigung der Abgase wert gelegt. Mit einer zweistufigen Abgasreinigung werden selbst die strengen Vorschriften der neuen Bundes-Immissionsschutzverordnung deutlich unterschritten.

Statement des Planers Christian Schuhmacher:

Frage: Wieso eignete sich das Tölzer Schulzentrum für ein Biomasseheizwerk mit Nahwärmenetz?

Christian Schuhmacher: Weil hier mit acht Schulen und zwei kreiseigenen Wohngebäuden eine sehr große Wärmebedarfsdichte in Höhe von 5,53 MWh pro Trassenmeter vorhanden ist. Dadurch kann das Biomasse-Heizwerk und die Nahwärmetrasse sehr effizient betrieben werden.

Frage: In wie weit kann das Projekt Vorbild für andere kommunale Liegenschaften sein – also nicht nur in Bad Tölz, sondern auch in anderen Städten und Gemeinden?

Christian Schuhmacher: Biomasseheizwerke mit einer Holzfeuerungsleistung unter 1 MW unterliegen der 1. Bundesemmissionsschutzverordnung und unterliegen keinem aufwändigen Genehmigungsverfahren. Vorausgesetzt wird die Verfeuerung von naturbelassenen Hackschnitzeln sowie eine zweistufige Abgasreinigung. Mit dieser Anlagengröße, wie sie auch am Schulzentrum Bad Tölz vorhanden ist, werden dann circa 80 bis 85 Prozent des gesamten Jahreswärmebedarfs mit dem CO2-neutralen Brennstoff Holz abgedeckt. Damit können auch Kommunen vorbildlich und nachhaltig ihre Gebäude betreiben und gleichzeitig die regionale Wertschöpfung mit „Wärme aus der Region für die Region“ fördern und unterstützen. Die Kaufkraft bleibt damit in der Region.

Daten, Zahlen, Fakten zur Anlage

Technische Daten des Heizwerkes

Gesamtheizleistung Heizkraftwerk:

2.921 kW (2,92 MW) (entspricht ca. 146 Einfamilienhäusern mit je einem 20-kW-Heizkessel)

Jahreswärmeproduktion Heizwerk:

4.783,6 MWh/a (entspricht ca. 146 Einfamilienhäusern mit je einem Wärmebedarf von 32.767 kWh)

Jahresstromproduktion Heizwerk:

399,9 MWh/a (würde damit den Jahresbedarf von ca. 95 klassischen 4-Personen-Haushalte mit 4.200 kWh abdecken)

Nahwärmetrasse:

-Trassenlänge 865 m

-Trassenverluste 220 MWh/a (entspricht 4,6%)

-Wärmebelegungsdichte 5,53 MWh/Trassenmeter

Verbaute Heizwerktechnik:

-BHKW-Modul 76 kW thermisch/46 kW elektrisch

-Hackschnitzelkessel 850 kW

-Gasheizkessel 2 x 1.600 kW

-Pufferspeicher für Holzkessel und BHKW 26.000 Liter

-Heizwerkgröße inkl. Leitwarte und WC ca. 242 m² (mittlere Raumhöhe ca. 6,8 m)

-Hackgutlager: Aufnahme von ca. 230 Schüttraummetern

(Quelle: Schuhmacher & André Gebäudetechnische Planungen)

Zu erwartende Brennstoffverbräuche

-Holzverbrauch Hackschnitzelkessel ca. 5.300 Srm/a bei 220 kg/Srm

-Holzverbrauch Hackschnitzelkessel 3.670 MWh/a (Hu)

-Gasverbrauch BHKW-Modul (Wärme+Strom 1.253 MWh/a (Hu)

-Gasverbrauch Gasspitzenlastkessel 910 MWh/a (Hu)

-Ascheanfall gesamt 14,6 Tonnen/Jahr (stark abhängig vom Rindenanteil)

Zu erwartender Stromverbrauch im Heizwerk:

-Stromverbrauch Heizwerk gesamt 27.863 kWh/a

Umweltaspekte:

-CO2-Einsparung 1.087 to/a (gegenüber den Altanlagen)

Herstellungskosten technische Anlagen:

2.182.558,74 Euro inkl. 19% MwSt.

(Quelle: Schuhmacher & André Gebäudetechnische Planungen)

Legende

Srm = Schüttraummeter

Srm/a = Schüttraummeter pro Jahr

to/a = Tonnen pro Jahr