2 IN 1: BIOENERGIE GRABNER PRODUZIERT WÄRME UND STROM MITTELS HOLZVERGASUNG

Autor: Patricia Pfister , 04.01.2017

Durch den Wegfall eines Großkunden brachen dem Nahwärmeversorger Grabner aus dem steirischen Wenigzell 50 Prozent seiner Einnahmen weg. Doch der Verlust wandelte sich bald in eine neue Chance.

Als neue Einnahmequelle fungieren nun drei Holzvergaseranlagen, die zusätzlich zur Wärme auch Strom produzieren. Holzvergasung ist eine Technologie, sie sich vor allem in Zeiten von Treibstoffmangel bewährt hat und nun wiederentdeckt wurde.

Die steirische Gemeinde Wenigzell liegt mitten in der Tourismusregion Joglland-Waldheimat. In der – wie der Name bereits vermuten lässt – waldreichen Gegend hat sich die Nahwärmeversorgung Grabner die nachhaltige Naturreserve bereits 2004 zu Nutze gemacht. Seit zwölf Jahren wurden die Trockenkammern eines Sägewerkes und der Ort Wenigzell mit Wärme versorgt. Der Wegfall eines Großkunden durch Insolvenz und einem dadurch entstehenden Verlust von 50 Prozent des Wärmeverkaufs machten eine Alternative für den Betrieb notwendig. Diese wurde in der Holzverstromung auf Basis der Holzvergasertechnik gefunden, die dem klassischen Hackgutkessel (2 Megawatt) von Urbas zur Seite gestellt wurde. Als neue zusätzlich sinnvolle Einnahmequelle wurde eine Holzvergaseranlage mit drei Anlagen à 50 KW elektrisch identifiziert. Die Grundlage für die Auslegung einer Verstromungsanlage ist das Wärmelastprofil der bestehenden Nahwärmeversorgungsanlage in Zusammenspiel mit einer optimal ausgelegten Pufferspeicheranlage. So produziert der Betreiber Grabner nicht nur Wärme, sondern auch Strom mit seiner Anlage.

Bewährte Technologie, neu umgesetzt
Die Holzvergasungs-Technologie ist keine neue Idee, sie wurde etwa in Zeiten von Treibstoffmangel in Fahrzeugen verwendet. So hatte man während und nach dem zweiten Weltkrieg PKWs, LKWs und sogar Lokomotiven mit Holz- und Holzkohlevergaser ausgestattet. Aus drei Kilogramm Buchenholz konnte in etwa die Treibstoffleistung  eines Liters Benzin hergestellt werden. Der Klimawandel und die damit verbundene Notwendigkeit den CO2-Ausstoß zu verringern, rücken die effiziente Energiegewinnung aus erneuerbaren Ressourcen in den Mittelpunkt des energiepolitischen Interesses. Im Gegensatz zu Wind- und Photovoltaikstrom steht der aus Holz gewonnene Strom jederzeit zur Verfügung.

Verfahrensablauf
Als Spezialist für Verstromungsanlagen im Bereich Biomasse zeichnete das Technische Büro für Erneuerbare Energie – Ing. Leo Riebenbauer aus Pinggau für die fachkundige  Planung und das professionelle Projektmanagement der Holzvergasungsanlage verantwortlich. Der Verfahrensablauf zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärme mittels Holzgas stellt sich folgendermaßen dar: Das, für den Vergasungsprozess benötigte, selbstverständlich aus der Region stammende Hackgut wird gesiebt, vorgetrocknet und durch thermochemische Prozesse im Holzvergaser in brennbares Gas – Holzgas – umgewandelt. Nach der Reinigung des Holzgases durch Filteranlagen erfolgt dessen Verbrennung und Verwertung mittels Kraft-Wärme-Kopplung über Gasmotor und Generator zu elektrischem Strom und Wärme. Im Gegensatz zu anderen Kraft-Wärme-Kopplungsverfahren, die auf der Verbrennung von fester Biomasse beruhen, benötigt die Strom- und Wärmeproduktion im Holzvergasungsprozess kein Arbeitsmedium wie Wasser bei der Dampfturbine oder Thermoöl beim ORC- Prozess. Daraus ergibt sich ein wesentlich höherer elektrischer Wirkungsgrad der Gesamtanlage. Der auf diesem Wege umweltfreundlich erzeugte elektrische Strom wird als Ökostrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Und die im Holzgas-Verwertungsprozess anfallende Wärme eignet sich hervorragend zur Grundlastabdeckung eines vorhandenen Nahwärmenetzes.

Betrieb ist sehr zufriedenstellend
Die Holzvergasungsanlage CHP 50 wurde inklusive Sicherheitstechnik, Abgasleitung und automatischer Gasfackel von Fröling geliefert und ist in einem Container betriebsfertig verbaut und installiert. Eindeutig definierte Schnittstellen und die intelligente Systembauweise machen den CHP 50 zu einer einzigartigen „plug and play“ Lösung. Dabei handelt es sich um ein relativ junges Modell des österreichischen Kesselherstellers Fröling – die ersten Anlagen sind seit Anfang 2013 erfolgreich im Betrieb. Doch das System konnte sich bereits bewähren: Die Kunden zeigen sich sehr zufrieden, sowohl von der Beratung in der Planungsphase über die Betreuung während der Errichtung bis hin zum effizienten und komfortablen Betrieb. Auch der Bioenergie Grabner zählt zu den begeisterten Kunden: 2015 wurden drei Holzvergaseranlagen in Betrieb genommen. Die Betriebserfahrung sind mehr als positiv zu bewerten. Wurde während der Planungsphase von max. 7.000 Vollbetriebsstunden ausgegangen, kann man nach einem halbjährigen Betrieb von über 8.000 Stunden ausgehen. Daher wird 2016 eine vierte 50 KW-Holzvergasungsanlage errichtet.

Vorteile von Holzvergasungsanlagen
Kompakt und wartungsfreundlich gebaut, ermöglichen die Holzvergasungsanlagen einen in höchstem Maße störungsfreien Betrieb. Holzvergasungsanlagen, so wie sie in Wenigzell errichtet wurde, stellen aufgrund massiver Ressourceneinsparung, Effizienzsteigerung und damit erhöhter Wirtschaftlichkeit die optimale Ergänzung für bestehende Bio­masse-Heizwerke und Nahwärmenetze dar. Die Doppelnutzung von Bewegungsenergie und Abwärme ermöglicht bei Holzvergasungsanlagen ­einen erstaunlichen Wirkungsgrad von rund 80 Prozent. Im Vergleich dazu erreicht ein Atomkraftwerk lediglich einen Wirkungsgrad von ­maximal 35 Prozent. Der nachwachsende Energieträger Holz kommt aus einheimischen Wäldern und gewährleistet kurze Transportwege, die wiederum für Energieeinsparung im Treibstoffbereich sorgen.

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2015 nahm die Bioenergie Grabner in Wenigzell den Betrieb samt Holzvergasungsanlagen auf. Seither versorgt der Betreiber nicht nur mit nachhaltiger Wärme, sondern auch mit Strom aus Holz.

Fotos: Ing. Leo Riebenbauer GmbH, Büro für Erneuerbare Energie

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Die drei Holzvergasungsanlagen von Fröling haben je eine Leistung von 50 KW elektrisch.

Fotos: Ing. Leo Riebenbauer GmbH, Büro für Erneuerbare Energie