Was ist ein Biomasse-Heizkraftwerk?

Ein
Heizkraftwerk (HKW) ist eine industrielle Anlage zur Erzeugung von Elektrizität und Wärme in einem Kuppelprozess, der Kraft-Wärme-Kopplung. Wegen der Einspeisung in ein Fernwärmenetz liegen Heizkraftwerke in der Nähe von städtischen Verdichtungsräumen oder Industrieanlagen mit hohem Wärmebedarf.
Bild: Biomasse-Heizkraftwerk Mödling, Ulrichulrich, CC BY-SA 3.0
Strom- und Wärmeerzeugung:
Wie in jedem Dampfkraftwerk wird ein Primärenergieträger verbrannt, dadurch Wasser erhitzt und verdampft, der Dampf auf möglichst hohe Temperatur weiter aufgeheizt, und dann treibt dieser Heißdampf eine Turbine an. Die Turbine ist mit einem Generator gekoppelt, der den Strom erzeugt. Nach der Turbine wird der Dampf wieder verflüssigt und in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet.

In einem Heizkraftwerk wird nicht nur Strom erzeugt, sondern ein Teil des Dampfs wird in der Turbine abgezweigt und die in ihm enthaltene Energie im Fall des von der EVN geplanten Heizkraftwerk dem Fernwärmenetz zugeführt. Der energetische Wirkungsgrad (Gesamtoutput des Kraftwerks in Relation zu der im Heizmaterial enthaltenen Energie) liegt je nach Größe zwischen 75 und über 80%.

Wärmetransport:
Vom Heizkraftwerk wird die erzeugte Wärme durch Heißwasser über ein wärmegedämmtes Rohrleitungsnetz in einem kontinuierlichen Kreislauf zu den Verbrauchern transportiert. Die Rohrleitungen von der Wärmequelle zu den Wärmesenken werden als Vorlauf, diejenigen von den Verbrauchern zurück zum Heizkraftwerk als Rücklauf bezeichnet.

Auf dem Weg vom Heizkraftwerk zu den Verbrauchern fließt ein Teil der Wärme in das umgebende Erdreich ab. Dieser Verlust ist abhängig von Isolation, Außendurchmesser, Länge und Verlegung der Transportleitungen, von den Temperaturen des Vor- und Rücklaufs, der Temperatur des umgebenden Erdreichs und der Durchflussgeschwindigkeit. Der Temperaturabfall zwischen HKW und Abnehmern liegt typischerweise im Bereich weniger Grad, ein etwas geringerer Temperaturverlust tritt dann nochmals beim Rücklauf auf. Die Optimierung von Fernwärmeleitungen ist äußerst komplex, einen grundsätzlichen Eindruck davon kann man durch dieses fast 25 Jahre alte
Dokument gewinnen. Seither haben sich die verwendeten Materialien insbesondere zur Wärmeisolation weiterentwickelt, die physikalischen Grundlagen gelten aber natürlich nach wie vor.

Auf der Verbraucherseite wird die Wärme durch einen Wärmeaustauscher an einen hydraulisch getrennten Verbraucherkreislauf, etwa eine Zentralheizungsanlage, übertragen. Anstelle einer solchen Übergabestation kann auch eine Wärmepumpe genutzt werden, insbesondere in Niedertemperaturnetzen. Die Wärmepumpe nutzt den Vorlauf des Wärmenetzes als Wärmequelle und hebt die dortige Temperatur auf das im Gebäude genutzte Temperaturniveau an, sodass auch Gebäude mit höheren Heizungsvorlauftemperaturen an Fernwärmesysteme auf Niedertemperaturbasis angeschlossen werden können. Alternativ können Wärmepumpen ihre Energie auch aus dem Rücklauf des Fernwärmesystems beziehen und somit die Rücklauftemperaturen senken und die Effizienz und die thermische Übertragungskapazität des Wärmenetzes erhöhen.

In einem
Biomasse-Heizkraftwerk werden Holzhackschnitzel aus unbehandeltem forstwirtschaftlichem Frischholz verbrannt und zur Wärme- und Stromerzeugung verwendet. Die Bäume werden im Wald durch Harvester (Holzvollernter) fixiert, gefällt und entastet. Hackschnitzelharvester können gleich an Ort und Stelle auch die Äste zu Hackschnitzel häckseln.

Das bestehende Biomasse-Heizkraftwerk in Mödling ist dem jetzt geplanten in Bauform und Leistung ähnlich, aber nicht gleich. So besteht ein Unterschied z.B. darin, dass in Mödling die Gesamtleistung des Kraftwerks an den Strombedarf angepasst wird. Im Heizkraftwerk Biedermannsdorf würde eine andere Turbine zum Einsatz kommen, die einen besseren Wirkungsgrad hat und wo ein größerer Teil der Gesamtenergie als Wärme entnommen werden kann. Außerdem wird die Leistung des Kraftwerks nach dem momentanen Wärmebedarf geregelt.

Zum nächsten Beitrag: Abgase und Umweltbelastung
Offenlegung nach § 25 MedienG: Betreiber und für den Inhalt verantwortlich: Heinz Melion, 2362 Biedermannsdorf, letztes Update am 22.6.2021