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Eigenes Kraftwerk für 3-Familienhaus

Obwohl Energiemodell der Zukunft, waren bisherige Blockheizkraftwerke nur für größere Gebäude geeignet. Während in einem Feldtest der Badenova erste Modelle für Ein- und Zweifamilienhäuser erprobt werden, kommt in einem neu errichteten 3-Familien-Niedrigenergiehaus in Freiburg Ebnet die zweite Generation von Blockheizkraftwerken zum Einsatz.

Whispergen nutzt Stirlingmotoren, die Gas außerhalb des Motors verbrennen und so weniger Schadstoffe ausstoßen als herkömmliche Verbrennungsmotoren. Für die nötige Kühlung sorgt ein Wasserkreislauf, in dem die Abwärme gleichzeitig Heiz- und Brauchwasser erhitzt. Auf diese Weise arbeiten BHKW überdurchschnittlich effizient und sparen Energie und Kosten.

Die Anlage erbringt bis zu 12 kW Wärmeleistung und 1 kW elektrischer Leistung, wobei die genauen Daten und mögliche Probleme während der Projektlaufzeit am Ebneter Prototyp durch das umfangreiche Monitoring analysiert wurden.

Projektdaten

Projektnummer 2008-06
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Bauherrengemeinschaft Ebnet/Zartenerstraße
Laufzeit bis Februar 2013
Zuschuss 28.894

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

CO2-freier Schulanbau
Freiburg

CO2 freies Schulgebäude

An der Freien Christlichen Schule in Freiburg entstand ein Neubau, der mit erneuerbare Energien Technologie eden Energiebedarf CO2-frei deckt. Mit Erd- und Solarwärme sowie einer automatisierten Lüftungsanlage enstand so ein effizientes System aus weitgehend bewährten Technologien. Im Winter erwärmen Erdwärmetauscher und eine Solaranlage die Luft im Heizsystem, im Sommer kühlt das Erdreich diese. Die Lüftungsanlage nutzt außerdem die Wärme aus der verbrauchten Luft. Die Fernwärmeversorgung der badenova in Landwasser, betrieben mit Deponie-und Biogas liefert die restliche Energie. Ein automatisiertes System steuert Wärme und Kälte je nach Bedarf und sorgt so für ein stets angenehmes Raumklima. Mit einem umfangreichen Monitoring verfolgten die Verantwortlichen Verbrauch und Bedarf und veröffentlichen die Ergebnisse in schulinternen und öffentlichen Veranstaltungen. Pro Jahr spart die Schule 26 Tonnen CO2 ein und demonstriert den 600 Schülern klimaschonende Technologien. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Es gibt grundsätzlich durchaus Möglichkeiten zukunftsfähig und dennoch wirtschaftlich zu bauen. Aber es ist klar, dass für eine erfolgreiche Umsetzung solcher „Ideen“ durchdachte Konzepte, projektspezifische Planungsleistungen, sorgfältige Ausführung und ein kontinuierlich überwachter Betrieb sowie deren Auswertung und Umsetzung Hand in Hand gehen müssen. Aus Bauherrensicht stellen wir fest, dass sich der Mehraufwand für die Erarbeitung, Prüfung und Entscheidung der verschiedenen Konzepte, erhöhten Investition und das aufwendige Monitoring durch die bereits jetzt schon sichtbaren Ergebnisse auf jeden Fall gelohnt hat. Eine weitere Erkenntnis ist, dass eine gewisse Flexibilität notwendig ist, um sich während der Planungs-, Ausführungs- und Betriebsphase neuen Gegebenheiten anzupassen und sicherlich eine Bereitschaft Kompromisse einzugehen.

Verwertung biogener Abfälle zur Erzeugung stofflicher, thermischer und elektrischer Energieträger und deren Nutzung
Freiburg

Ein geschlossener Energiekreislauf für die Deponie Eichelbuck

Während auf der Deponie Eichelbuck im Freiburger Mooswald früher Haushaltsmüll entsorgt wurde, ist die Anlage heute für Grünabfälle aller Art zuständig. Dieser Wandel wirkt sich auch auf die Energieversorgung der Anlage aus, die momentan durch zwei mit Deponiegas betriebene Mikrogasturbinen erfolgt. Deponiegas entsteht beim biologischen und chemischen Abbau von organischem Abfall. Dieser fällt jedoch in unvorbehandelter Form in deutschen Deponien nicht mehr an, so dass die Menge an Deponiegas stetig zurückgeht. Deshalb müssen sich die Deponiebetreiber nach neuen lokalen und umweltfreundlichen Energiequellen umsehen. Grünabfälle, wie sie am Eichelbuck verarbeitet werden, bieten dieses Energiepotential. Bisher trennte man auf der Anlage Grünabfall in holziges Material für die Zufeuerung in der eigenen Hackschnitzelanlage und erdiges Material, das in der Landwirtschaft ausgebracht wurde. Eine Pyrolyseanlage und eine verbesserte Hackschnitzelanlage sollen in Zukunft die Grünabfälle ökologisch und wirtschaftlich effizienter nutzbar machen. Pyrolyseverfahren wurden schon in mehreren Innovationsfondsprojekten erprobt. Sie eignen sich besonders für Materialien, die nicht auf herkömmliche Weise zu Biogas vergärbar sind. In der Freiburger Anlage sind das beispielsweise Grünschnitt, Pferdemist und diejenigen Holzreste, die sich nicht für Holzhackschnitzel eignen. Im Pyrolyseofen verschwelt die Biomasse unter großer Hitze und ohne Sauerstoffzufuhr zu Verbrennungsgas und Biokohle. Biokohle ist vielseitig einsetzbar und anders als die ursprüngliche Biomasse leicht, kompakt und somit einfach zu transportieren. Beigemengt zum Substrat in Biogasanlagen, erhöht sie die produzierte Gasmenge. Auch der aus Speiseresten auf dem Eichelbuck hergestellte Kompost verbessert mit Biokohle sein Nährstoffprofil. In den Boden eingebracht – direkt oder im angereicherten Kompost oder Gärrest – verbessert Biokohle die Bodenqualität, erhöht den Ertrag und verringert den Bedarf von Kunstdüngern. Die Abwärme der Pyrolyseanlage trocknet die auf der Anlage produzierten Hackschnitzel. In Zukunft ersetzt ein Hackschnitzel-BHKW eine der Mikrogasturbinen, deren Einsatz durch das schwindende Deponiegas nicht mehr rentabel ist. Die Hackschnitzelanlage verfügt mit einer extern gefeuerten Heißgasturbine über eine innovative, noch wenig eingesetzte Technologie. In der Anlage verbrennen die Hackschnitzel zu Asche und heißem Abgas, das indirekt über einen Wärmetauscher die Zuluft der Turbine erhitzt. Verunreinigtes Rauchgas und saubere Turbinenluft bleiben so getrennt; ein Verfahren das den schnellen Verschleiß durch Abgaspartikel verhindert. Die Hackschnitzelanlage wiederum liefert Abwärme für die Speiseresteaufbereitungsanlage. In einigen Jahren wird auch die zweite Mikrogasturbine durch eine Heißluftturbine ersetzt, die zusätzlich Strom und Wärme aus regenerativen Energien liefert. Angereichert mit Biogas, kann das restliche Deponiegas im BHKW Landwasser verbrannt werden; ein Verfahren das bereits durch ein weiteres Innovationsfondsprojekt erprobt ist. Pro Jahr spart das Konzept 2.600 Tonnen CO2 ein. Mit dem aufeinander und auf die vorhandenen Abfallstoffe abgestimmten Energiekreislauf zeigt die Deponie den Weg auf von der Müllverarbeitung des 20. zur der des 21. Jahrhunderts. Darstellung der wesentlichen Erkenntnisse aus dem Projekt. Die vom Hersteller der Pflanzenkohleanlage angegebenen Durchsatzmengen können bisher bei Weitem nicht erreicht werden. Die Fördertechnik (Verstopfungsgefahr) sowie die Anforderungen an die Qualität der Pflanzenkohle erfordern den Einsatz von qualitativ hochwertigen Holzhackschnitzeln. Die Verwertung der Mittelfraktion des Grünschnitts auf der Deponie Eichelbuck ist durch die PYREG-Anlage folglich nicht möglich. Die produzierte Pflanzenkohle kann als Futterkohle und Holzkohle der Qualität -Premium- gehandelt werden. Bei Einsatz von ausgewähltem Inputmaterial (Hackschnitzel) kann die Anlage zufriedenstellend und weitgehend störungsfrei betrieben werden. Die Speisereste erzielen bereits einen sehr hohen Biogas-Ertrag, der unter den ausgewählten Versuchsbedingungen durch die Zumischung von Pflanzenkohle nicht mehr weiter zu optimieren war. Der Einsatz der Pflanzenkohle zur Geruchsminimierung in der Speiseresteaufbereitung sowie bei der Kompostherstellung konnte nicht erfolgreich nachgewiesen werden.