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Holz-BHKW Vauban

Die Nahwärmeversorgung auf dem Vaubangelände

Am 25.9.2001 erfolgte der erste Spatenstich zum Bau des Holz-BHKW für Vauban. Schon die alte französische Kaserne wurde über ein Nahwärmenetz mit Wärme versorgt. Im Jahre 1995 fiel die Entscheidung im Gemeinderat, Vauban auch weiterhin mit Nahwärme zu versorgen. Die damalige Planung sah ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk vor. Im Jahr 2000 fand eine Überprüfung dieses Konzeptes statt.

badenova-Logo

Im Januar 2001 entschied sich dann der Gemeinderat auf Vorschlag der FKW/Badenova und in Zusammenarbeit mit dem Forum Vauban e.V. für ein "Holz-BHKW" anstelle des gasbetriebenen BHKW für die Versorgung mit Nahwärme und die Stromproduktion aus dem regenerativen Brennstoff Holz.

Zum Herbst 2002 wird das Holz-BHKW in Betrieb gehen. Dann wird es voraussichtlich Vauban mit 12 Mio kWh Wärme versorgen und 1,7 Mio kWh Strom produzieren. Ca. 68% der Wärmemengen und 100 % des Stroms werden regenerativ über Holzhackschnitzel erzeugt.

Was ist ein BHKW?

"BHKW" ist eine Abkürzung für "Block-Heiz-Kraft-Werk" und steht für ein einfaches Prinzip: Während bei jeder konventionellen Stromerzeugung 2/3 der eingesetzten Energie (in Form von Erdöl, Kohle, Uran oder Gas) als Wärme verlorengeht, wird bei der Kraft-Wärme-Kopplung der "Wärmeabfall" zum Heizen genutzt. Kleine bis mittlere derartige Kraftwerke, die vielleicht nur einen Häuserblock mit Wärme versorgen, nennt man folglich "Blockheizkraftwerk".

Warum Holz als Brennstoff?

Wie alle fossilen Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas) erzeugt auch Holz beim Verbrennen Kohlendioxid (CO2), ein Gas, das massgeblich zum sog. "Treibhauseffekt" beiträgt. Im Gegensatz zu den fossilen Energiequellen wird beim Wachsen des Holzes das Kohlendioxid über den Prozeß der Photosythese aus der Umgebungsluft gebunden, ein geschlossener Kreislauf. Also ist das in den Bäumen gebundene Kohlendioxid nicht schädlich.

Würde man die Bäume im Wald verrotten lassen, würde dieselbe Menge CO2-frei wie beim Verbrennen.

Es kommt noch hinzu, daß die fossilen Energiequellen nur noch für begrenzte Zeit (bei Erdöl ca. 40 Jahre) zur Verfügung stehen. Dagegen gibt es zum Beispiel in Baden-Württemberg noch genug Holz, das zum Verfeuern verwendet werden kann.

Foto vom Rohbau

 

 

Technische Daten

Das "HOLZBHKW VAUBAN" besteht aus einem Holzkessel mit Dampfmotor und 2 Erdgaskesseln. Bei geringem Wärmebedarf kann der Holzkessel bis auf ca. 30% seiner Nennleistung betrieben werden. Darunter schaltet er sich ab. Hierzu bedarf es der Erdgaskessel, die einerseits bei geringem Wärmebedarf zum Einsatz kommen (Schwachlast) und im kalten Winter, wenn soviel Wärme benötigt wird, dass die Leistung des Holzkessels nicht ausreicht.

Über Spitzenlast- und Schwachlastkessel müssen im Jahr noch rund 4.220 MWh Wärme aus Erdgas erzeugt werden. Lediglich der Schwachlastanteil im Sommer (rund 1.000 MWh) könnte noch durch Solarkollektoren eingespart werden. Das sind rund 5% des Primärenergieeinsatzes. Bis zu einer Leistung von 50% der Nennleistung produziert das HolzBHKW Stom.

Die Stromproduktion entspricht etwa des durchschnittlichen Gesamtstromverbrauchs von ca. 180 Haushalten in Baden-Württemberg pro Jahr.

Fernwärmeversorgungsnetz (Endausbau ca. 2004) Produkt Wert techn. Einheit
Nutzwärmebedarf Wärmemenge 12.000 MWh/a
Anschlußwert aller Häuser Wärmeleistung 6.150 kW
Wärmeverluste im FW-Netz Wärmemenge 1.200 MWh/a
Versorgte Haushalte   2.000 Stück
HolzBHKW-Anlage      
Holzkessel      
Wärmeleistung in Form von Dampf Wärmeleistung 2.300 kW
Dampfmotor      
el. Leistung Stromleistung 345 kW
Heizkondensator Wärmeleistung 2.000 kW
Erdgaskessel Wärmeleistung 2x2.500 kW
Summe aller Wärmeerzeuger Wärmeleistung 7.000 kW
Energiebilanz      
Nutzwärmebedarf Wärmemenge 12.000 MWh/a
Gesamte Wärmeerzeugung Incl. Netzverl. Wärmemenge (100%) 13.200 MWh/a
davon über Holzkessel Wärmemenge (68%) 8.780 MWh/a
davon über Erdgaskessel Wärmemenge (32%) 4.220 MWh/a
Stromproduktion Strommenge 1.700 MWh/a
Brennstoffanlieferung      
Holz LKW Fahrten/a 325 Stück
Erdgas   470.000 m3
Kosten Gesamtprojekt Heizwerk (ohne FW-Netz)   1.480.000 &eur;
Gebäudeabmessungen Heizwerk    
Maschinenhaus B x L x H 17,2 x 18,4 x 9,4 m
Holzvorrat B x L x H 7,1 x 18,4 x 11,9 m
Kaminhöhe Höhe 26 m

Kosten der Nahwärme

  • Die Kosten für die Nutzung der Fernwärme auf dem Vaubangelände durch die Anwohner sind von der Art des neuen Heizwerks unabhängig. Die Fernwärmepreise sind für die Gebiete Rieselfeld, Vauban und Kreuzsteinäcker einheitlich und im wesentlichen an den Erdgaspreis gekoppelt.
  • Die Investitionen für die Fernwärmeleitungen für das gesamte Baugebiet betragen rund 1,5 Mio. EUR. Für den Einsatz der SUSI-Heizzentrale zur Fernwärmeversorgung wurden rund 100.000 EUR investiert.
  • Die Investitionen für den Neubau für das "HolzBHKW" betragen rund 3,2 Mio EUR (ohne Grundstück), das sind rund Mehrinvestitionen gegenüber einem reinen Holzheizwerk von ca. 2 Mio. DM. Diese zusätzlichen Kosten können im wesentlichen durch die Einspeisevergütung (0,10 EUR/kWh) nach dem neuen EEG (Energieeinspeisegesetz) für Strom aus Biomasse (Holz) refinanziert werden. 

Ökologie

Reduktion globaler Emissionen

Die auf CO2-Äquivalente bezogenen Emissionen des Holzheizkraftwerkes mit Verstromung (KWK) liegen rund sieben mal niedriger als die einer konventionellen Gasheizzentrale.

Lokale Emissionen und Maßnahmen zum Umweltschutz lokal

  • Durch einen modernen Elektrofilter werden die Abgase des Holzkessels von Staub gereinigt. Werte von 20 mg Staub pro Kubikmeter (m3) Abgas werden sicher eingehalten. Das entspricht zukünftig gültigen strengeren Anforderungen für solche Anlagen.
  • Durch die sogenannte Low-Nox-Technik des Holzkessels werden die Stickoxidemissionen auf ein Minimum begrenzt. Auch hier sollen die zukünftig gültigen verschärften Grenzwerte von voraussichtlich 250 mg Stickoxid pro Kubikmeter Abgas erreicht werden.
  • Aus Gründen des Lärmschutzes erfolgt der gesamte Transportverkehr für das Heizwerk auf der den Wohnhäusern abgewandten Seite ...
  • Durch die Absaugung der Luft aus dem Brennstoffbunker wird die Ausbreitung von Holzgeruch vermieden
  • Ansaugung der Verbrennungsluft aus dem Holzsilo verhindert Ausbreitung von Geruchs- und Pilzsporenemissionen.
  • Als Brennstoff wird nur naturbelassenes Holz eingesetzt; die Herkunft liegt im Umkreis von 50 km um das Heizwerk. Zum Einsatz können Sägereiabfälle, Grünschnitt und Waldhackschnitzel und Rinde kommen.
  • Im Jahr werden rund 26.000 Kubikmetern Holz (13.000 MWh) benötigt, das entspricht ca. 325 LKW-Ladungen.
  • Beim Holzheizwerk liegen die Emissionen rund doppelt so hoch, wie bei einem reinen Gasheizkraftwerk. Die absoluten lokalen Emissionen sind aus dem Diagramm unten ersichtlich. Vergleich: Auf den Schadstoff NOx bezogen emittiert das Heizwerk mit KWK rund soviel Schadstoffe wie 1,5 LKW bei Tempo 80 im Dauerbetrieb ausstoßen. Zum Vergleich: Eine konventionelle Versorgung über eine Gasheizzentrale stößt soviel aus wie 0,8 LKW.
 

Geschichte

Nach Beschluss des Gemeinderates vom Juni 1996 (Gemeinderats-Drucksache G 96033 und G 96033.1) sollte im Endausbau ein "Blockheizkraftwerk" an der Marie-Curie-Straße betrieben werden. Ein Blockheizkraftwerk produziert neben Wärme auch Strom. Es spart damit Primärenergie und vermeidet CO2 bei der allgemeinen Stromproduktion.

Im Stadtteil Vauban wird die Wärmeversorgung der Gebäude durch Fernwärme gesichert.

Der Anschluss an die Fernwärme wird über die Grundstückskaufverträge geregelt. Die FKW wurde beauftragt (Gestattungsvertrag, Gemeinderats-Drucksache G 96182) die Fernwärmeversorgung aufzubauen und zu betreiben.

Seit Ende 1998 werden die Neubauabschnitte vorübergehend aus dem Gas-Heizwerk (nur Wärme) der ehemaligen Vaubankaserne (SUSI, Haus D) versorgt.

Voraussichtlich ab der Heizperiode 2001 / 2002 reicht die Kapaziät des SUSI-Heizwerkes nicht mehr aus. Aufgrund des Baufortschrittes wird damit der Neubau einer Energiezentrale mit einer bis zum Endausbau ausreichenden Wärmeleistung erforderlich.

Mit Beschluss des Gemeinderates vom 01.02.2000 (G 99167.1 und G 99167.2) wurde die Umsetzung des BHKW-Vauban zunächst ausgesetzt.

Nach Angaben der FEW/FKW war die ursprüngliche Form "BHKW-Heizwerk" aufgrund veränderter Rahmenbedingungen (Erdgaspreise, Liberalisierung Strommarkt) nicht mehr wirtschaftlich darstellbar.

Der Anteil des Stromes aus gasbetriebenen Blockheizkraftwerken (BHKW) in Freiburg ist vergleichsweise hoch. Damit ist auch die Abhängigkeit vom Gaspreis sehr hoch. Dies war einer der Gründe warum die FKW auf dem Vaubangelände weg vom Energieträger Gas und hin zum Energieträger Holz wollte. Hierzu brauchte sie die Zustimmung des Gemeinderates. Der FKW ist außerdem eine breite Zustimmung der Bewohner auf Vauban wichtig. Eine reine Holzlösung (d.h. nur Wärmeproduktion) bedeutet gegenüber der ursprünglich vom Gemeinderat beschlossenen BHKW-Variante eine schlechtere CO2-Bilanz und höhere lokale Emissionen. In Gesprächen mit dem Ak-Energie des Forum Vauban und dem Öko-Institut kam man daher darüber überein, dass man eine Lösung basierend auf dem Energieträger Holz für Vauban in zweierlei Hinsicht optimieren muß:

  • Eine bestmögliche Emissionsvermeidung (Abgasreinigung etc.)
  • Einen möglichst hohen Anteil an Holzverstromung (Kraftwärmekopplung = KWK)

Daraufhin hat die FKW ihr Konzept überarbeitet. Diese sah nun vor, eine Holzheizkraftwerk (also mit Verstromung) zu bauen. Als zukünftige Bezeichnung für dieses Holzheizkraftwerk wurde von der FKW die Bezeichnung "HolzBHKW-Vauban" gewählt. Dieser Ausdruck wird im folgenden verwendet.

Am 11.1.2001 wurde das überarbeitete Konzept "HolzBHKW" den Bewohnern (ca. 60 Teilnehmer) von Vauban auf einer Abendveranstaltung im Haus 37 vorgestellt. Dabei gab es zunächst sehr viel kritische Stimmen. Am Ende der Veranstaltung gab es jedoch breite Zustimmung zu dem Konzept. Wenige Tage später am 23.1.2001 sprach sich auch der Gemeinderat für das überarbeitete Konzept aus.

Am 23.7.2001 wurde vom Ak-Energie in Zusammenarbeit mit FKW/Badenova zu einer zweiten Informationsveranstaltung eingeladen, bei der der aktuelle Stand der Planungen vorgestellt wurde. Zu dieser Veranstaltung kamen neben den Mitgliedern des AK Energie leider nur ca. 5 Bewohner

Ausnahmen für die Fernwärmeversorgung sind:

  • Passivhäuser (mit einem Restwärmebedarf unter 15 kWh/m2) und regenerativ versorgte Häuser sind laut Fernwärmesatzung vom Anschluß- und Benutzungszwang der Fernwärme befreit.
  • die Studentensiedlung, die sich ein eigenes Nahwärmenetz mit Gaskesseln und Sonnenkollektoranlage gebaut hat.
  • bisher das kleine Gewerbegebiet zwischen Wiesentalstrasse und Marie Curie strasse, das nun in Mischgebiet umgewandelt wurde und somit auch mit Fernwärme erschlossen wird, also keine Ausnahme mehr darstellt.

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