Ernst Dokter im Netzwerk Ingenieure

THERMISCHE ABFALLVERWERTUNG:
Bereich Dampf-Wasser-Kreislauf mit Dampfturbinen und Wärmeauskopplung für Komfort- und Prozesswärme

Strom versus Fernwärme aus Biomasse- oder Müll-Heizkraftwerken

Moderne Müllverbrennungsanlagen in der Schweiz (Kehrichtverbrennungsanlagen) arbeiten mit einer hoch Effizienten Abgasreinigung und sind bemüht den thermischen Wirkungsgrad erheblich zu verbessern.

In den meisten Anlagen ist die Wärme-Kraft-Kopplung realisiert, d.h. Stromerzeugung und Abgabe von Fernwärme für Komfortheizzwecke oder Prozesswärme für die Industrie.

Bei der Komfortwärme wird Heisswasser als Wärmeträger verwendet. In den meisten Fällen mit Vorlauftemperaturen von 130°C und Rücklauftemperaturen von 70°C, wobei bei allen Anlagen daran gearbeitet wird, die Rücklauftemperatur auf 60°C abzusenken um durch die grössere Temperaturdifferenz eine grössere Kapazität der bestehenden Fernleitungen zu erreichen.

Bei der Abgabe von Prozesswärme aus den Verbrennungsanlagen mittels Dampf als Wärmeträger liegen die Dampfparameter zwischen 5 bar, 180°C bis zu 25 bar, 300°C oder sogar mit Frischdampf-Parametern 40 - 50 bar und 400°C

Heute sind Entfernungen für die Dampfleitungen bis zu 10 km realisierbar, wobei das Zweileitersystem Dampf und Kondensat mit entsprechenden Kondensatabscheidern sich weitestgehend durchgesetzt hat.

Da für industrielle Zwecke eine weit grössere Nutzungs-Stundenzahl gegenüber der Komfortwärme vorliegt, sind Liniendichten von 10´000 bis 25´000 MWh/km a (gelieferte Jahreswärmemenge dividiert durch die Trasselänge) keine Seltenheit.

Ganz anders bei der Komfortwärme. Während z.B. die seit 1940 in Betrieb stehende Fernheizung in Basel eine Liniendichte von ca. 5´000 MWh/km a (d.h. Wärmelieferung von ca. 900´000 MWh pro Jahr und einer Trasselänge von 180 km) aufweist, gibt es Kehrichtverbrennungsanlagen, bei denen diese Zahl lediglich bei 1´500 MWh/km a liegen.

Naturgemäss sind hier die Jahresverluste in der Grössenordnung von 20% während sie bei Dampfsystemen bei knapp 5% liegen.

In Zukunft wird es bei Anlagen mit Komfortwärmeabgaben in der Grössenordnung von 30´000 bis 80´000 MWh/a interessant sein, durch Heisswasser-Speicheranlagen, insbesondere im Winter, die morgendlichen Spitzen von 7 bis 12 Uhr aus dem Heisswasserspeicher zu beziehen und vermehrt genau in dieser Zeit Strom in das Netz zu Spitzenpreisen abzugeben.

Wenn während den Wintermonaten an ca. 150 Tagen Spitzenstrom zu einem erheblich höherem Preis von den E-Werken vergütet wird, sind Heisswasser-Speicheranlagen mit einem Inhalt von z.B. 800 m3 mit einer Speicherkapazität von ca. 80 MWh mit entsprechenden Ladepumpen und den vorhandenen Netzpumpen in ca. 5 bis 7 Jahren amortisiert.

Das nachfolgende Bild zeigt die Abhängigkeit der Stromminderproduktion bei unter-schiedlichen Wärmeabgabe-Parametern.