STROHHEIZUNGSANLAGE GÜLZOW - DEMONSTRATION EINER STROHHEIZUNG MIT NAHWÄRMENETZ - WÄRME AUS STROH NACHHALTIG WERTSCHÖPFEND - FACHAGENTUR ...
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bioenergie.fnr.de
Strohheizungsanlage
Gülzow
Demonstration einer Strohheizung
mit Nahwärmenetz
Wärme aus Stroh
Nachhaltig
Wertschöpfend
Impressum Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) OT Gülzow, Hofplatz 1 18276 Gülzow-Prüzen Tel.: 03843/6930-0 Fax: 03843/6930-102 info@fnr.de www.nachwachsende-rohstoffe.de www.fnr.de Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages Text Elmar Knüppel, Landgesellschaft Mecklenburg-Vorpommern mbH Dr. Andreas Gurgel, Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern Dr. Hermann Hansen, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. Redaktion Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) Abteilung Öffentlichkeitsarbeit Bilder Titel: FNR/Dr. H. Hansen Sofern nicht am Bild vermerkt: FNR Gestaltung/Realisierung www.tangram.de, Rostock Druck www.druckerei-weidner.de, Rostock Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier mit Farben auf Pflanzenölbasis Bestell-Nr. 641 FNR 2013 Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Werkes darf ohne schriftliche Einwilligung des Herausgebers in irgendeiner Form reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt, verbreitet oder archiviert werden.
Strohheizungsanlage Gülzow Demonstration einer Strohheizung mit Nahwärmenetz
Vorwort Es braucht Beharrlichkeit, Kraft und Ausdauer, um in der Wärmeversorgung öffentlicher Gebäude neue Wege zu ge- hen. Dies zeigte sich auch in den vergangenen Jahren in den Vorbereitungen für eine Energieträgerumstellung in Gülzow. Und es braucht dazu auch eine gehörige Portion Mut, eine Wärmeversorgung auf Grundlage von Getreidestroh zu rea- lisieren. Dass dies machbar ist, zeigen nicht allein die vielen seit Jahrzehnten betriebenen Strohheizungen in Kommunen und Landwirtschaftsbetrieben in Dänemark, sondern auch die – bisher wenigen – in Deutschland in Landwirtschafts- betrieben mit Sauen- oder Geflügelhaltung erfolgreich be- triebenen Strohheizungen – zwei davon befinden sich im Landkreis Rostock. Mit der Strohheizungsanlage Gülzow wird erstmals in Meck- In der europaweiten öffentlichen Ausschreibung des BBL lenburg-Vorpommern eine Wärmeversorgung von öffentli- konnte sich die LGMV mit dem Konzept Strohheizung gegen chen Liegenschaften auf Grundlage des hier nachhaltig und zahlreiche Mitbewerber behaupten. Ich wünsche der LGMV reichlich verfügbaren Brennstoffes Stroh umgesetzt. mit dem Betrieb der Strohheizungsanlage viel Erfolg. Dies ist ein beispielgebender Beitrag zu Energiewende und Klimaschutz, zu stabilen Energiekosten sowie zu Beschäfti- gung und Wertschöpfung im ländlichen Raum. Mit Unterstüt- zung durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) und die Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft Dr.-Ing. Andreas Schütte, und Fischerei (LFA) soll die von der Landgesellschaft Meck- Geschäftsführer Fachagentur lenburg-Vorpommern (LGMV) errichtete und betriebene Nachwachsende Rohstoffe e. V. Strohfeuerung als Demonstrationsanlage dienen und Kom- munen und Landwirten – und den vielen Dörfern, die auf dem Weg zum Bioenergiedorf sind – eine wichtige Informa- tionsquelle und Entscheidungshilfe bei der Energieträgerum- stellung sein. Mein Dank gilt an dieser Stelle den Partnern im Betrieb für Bau und Liegenschaften Mecklenburg-Vorpommern (BBL), die nach vielen und langen Diskussionen den Blick von der Fokussierung auf niedrige Investitionskosten hin zu einer regenerativen Energieversorgung aus regional verfügbaren Brennstoffen mit Perspektive auf mittel- bis langfristig preis- würdige und preisstabile Wärmegestehungskosten gewei- tet haben. Gedankt sei Minister Dr. Till Backhaus und den Partnern in den Schweriner Ministerien für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz, für Energie, Infrastruktur und Landesentwicklung sowie für Finanzen, die das Vorha- ben engagiert unterstützen. 2
Die Landgesellschaft Mecklenburg-Vorpommern mbH be-
schäftigt sich im Rahmen ihres breit gefächerten Aufgaben-
spektrums schon seit über einem Jahrzehnt auch mit dem
Thema der erneuerbaren Energien. Seitdem sind wir unter
anderem erfolgreich bei der Planung und Umsetzung von
Energiegewinnungsanlagen aus Biomasse – insbesondere
einer Vielzahl von Biogasanlagen – und in letzter Zeit auch
bei der Konzeptionierung von Nahwärmenetzen für Kommu-
nen im ländlichen Raum aktiv. Auch mit der von der Land-
gesellschaft getragenen und vom Bundesministerium für
Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV)
©©LGMV
zwischen 2009 und 2012 über die Fachagentur Nach-
wachsende Rohstoffe e. V. (FNR) geförderten Beratungs-
gruppe Bioenergie Mecklenburg-Vorpommern reagierte die
Landgesellschaft auf das wachsende wirtschaftliche und
klimapolitische Interesse an der Nutzung alternativer Ener-
giequellen. Durch diese Zusammenarbeit, die zuvor schon wirtschaftsbetrieben, gewerblichen Nutzern oder Kommu-
durch die ebenfalls über die FNR geförderte Beratungsgrup- nen zur Anwendung empfohlen werden kann. Deshalb freu-
pe Biokraftstoffe und nicht zuletzt auch durch schon in den en wir uns sehr, dass auch die Gemeinde Gülzow Interesse
neunziger Jahren erbrachte Architektenleistungen unseres an dieser Wärmeversorgung gezeigt hat und nun mit einer
Unternehmens zur Sanierung des Schlosses Gülzow als Sitz ganzen Reihe von öffentlichen Gebäuden an unser Nahwär-
der FNR begründet wurde, ergab sich ein enger Kontakt zu menetz angeschlossen ist.
dieser Einrichtung. So war es naheliegend, dass, als es da-
rum ging, deren Wärmeversorgung von fossilen Brennstof- Wir bedanken uns bei unserem Vertragspartner, dem Be-
fen auf erneuerbare Energien umzustellen, auch die Land- trieb für Bau und Liegenschaften sowie bei der Fachagentur
gesellschaft einbezogen wurde. Nachwachsende Rohstoffe, der Landesforschungsanstalt
und der Gemeinde Gülzow als Wärmeabnehmer für die
Da sich die Errichtung einer Biogasanlage zur Wärmeerzeu- Unterstützung bei der Umsetzung unseres Projektes und
gung wegen der örtlichen Gegebenheiten nicht anbot, ent- das uns entgegengebrachte Vertrauen.
stand die Idee für ein Heizwerk auf der Basis anderer nach-
wachsender Rohstoffe. Am Standort Gülzow befinden sich
außer den Gebäuden der FNR noch ein Gewächshauskom-
plex und weitere Liegenschaften, die von der Landesanstalt
für Landwirtschaft und Fischerei genutzt und vom Betrieb
für Bau und Liegenschaften des Landes (BBL) verwaltet Dr. Thomas Pitschmann,
werden. Es wurde daher vom BBL für alle diese Gebäude Geschäftsführer Landgesellschaft
ein Wärmeliefer-Contracting auf der Basis von biogenen Mecklenburg-Vorpommern mbH
Brennstoffen europaweit ausgeschrieben. Die Landgesell-
schaft hat sich an dieser Ausschreibung mit einem Angebot
für eine Wärmeversorgung auf der Basis von Stroh beteiligt
und erhielt den Zuschlag. Abgesehen von dem für Mecklen-
burg-Vorpommern bisher eher seltenen, aber beispielswei-
se in Dänemark tausendfach bewährten Heizungskonzept
sind auch die Planung, Errichtung und der künftige Betrieb
der Anlage auf eigene Rechnung für die Landgesellschaft
neue Geschäftsfelder. Eine entsprechende Erweiterung der
Satzung unseres Unternehmens war daher erforderlich, die
uns nunmehr die direkte – auch wirtschaftliche – Beteili-
gung an Projekten erneuerbarer Energien ermöglicht. Ziel
ist es, damit ein in eigener Verantwortung betriebenes und
vor allem ökonomisch sinnvolles Pilotprojekt als Alternative
zu anderen biogenen Wärmequellen zu schaffen, das Land-
3
GruSSwort
Die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und erneuer- Der Ausbau der Erneuerbaren Energien, Preiswürdigkeit
baren Energien – und damit einhergehend die Schonung und Versorgungssicherheit sowie die Verbesserung der
unserer Umwelt – ist heute mehr denn je ein Gebot vernünf- Energieeffizienz bilden die energiepolitischen Schwerpunk-
tigen Handelns. Nur so können wir künftigen Generationen te der Landesregierung. Als ein maßgebliches und erfolg-
eine lebenswerte Welt hinterlassen. Die Substitution von reiches Instrument des Landes im Klimaschutz dient die
konventionellen Rohstoffen spielt gerade vor dem Hinter- Klimaschutz-Förderrichtlinie. Zur Unterstützung von inno-
grund der CO2-Minderungsziele eine zentrale Rolle. vativen Maßnahmen zur Treibhausgasreduzierung werden
auf Basis der Richtlinie insgesamt 32 Mio. Euro in der EU-
Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie, die im Gegen- Förderperiode 2007 bis 2013 aus dem Fonds für Regionale
satz zu anderen erneuerbaren Energien einen entscheiden- Entwicklung (EFRE) bereitgestellt. Bisher wurden mit über
den Vorteil hat – sie ist transportier- und lagerbar und lässt 200 Projekten Gesamtinvestitionen in Höhe von 76 Mio.
sich in fast alle Endenergieträger weitgehend problemlos Euro ausgelöst. Der Schwerpunkt der Förderung liegt wei-
umwandeln. terhin bei Energieeffizienzmaßnahmen und der regionalen
Biomassenutzung mit lokalen Wärmenetzen. Das Förder-
Als sich für den Standort Gülzow die Frage einer neuen zu- spektrum ist sehr vielfältig. Es reicht von der Nutzung rege-
kunftsträchtigen Wärmeversorgung stellte, haben sich die nerativer Energien, Speichertechnologien, Maßnahmen zur
Nutzer am Standort, insbesondere die Fachagentur Nach- Steigerung der Energieeffizienz bis hin zur Errichtung von
wachsende Rohstoffe, für die Idee einer Strohheizungsan- dezentralen Wärmeversorgungsanlagen. Insgesamt konn-
lage eingesetzt. Das passte in die Strategie der Landesre- ten für die Strohheizungsanlage inklusive Nahwärmenetz
gierung Mecklenburg-Vorpommern. Denn dem Schutz des ca. 300.000 Euro aus dem EFRE bewilligt werden.
Klimas kommt eine ständig wachsende Bedeutung zu. Um
die Auswirkungen des Klimawandels zu begrenzen, ist die Die Landgesellschaft Mecklenburg-Vorpommern mbH hat
Reduktion von Treibhausgasemissionen unerlässlich. Die 2012 das erste Nahwärme-Contracting-Konzept auf Basis
CO2-Einsparung durch die Strohheizungsanlage in Gülzow einer Strohheizkesselanlage entwickelt und das Vorhaben
beträgt über 500 Tonnen pro Jahr. geplant, begleitet und umgesetzt. In 2011 wurde, finan-
ziert durch den Bund und das Land Mecklenburg-Vorpom-
mern, am Standort in Gülzow ein neues Dienstgebäude für
die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe errichtet, das
als Demonstrationsobjekt Möglichkeiten des Bauens mit
nachwachsenden Rohstoffen und ein innovatives Energie-
konzept veranschaulicht. Gleichzeitig befindet sich hier die
Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei
des Landes Mecklenburg-Vorpommern. Sie befasst sich u. a.
auch mit Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Biomasse-
erzeugung.
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©©F. Berger
©©C. Groß
Mit der Errichtung der Strohheizungsanlage zur Versorgung Gleichzeitig wird durch die Substitution von Öl durch Stroh
dieser Einrichtungen schließt sich hier also ein Kreis von der CO2-Ausstoß drastisch gesenkt. Welche Werte genau er-
nachhaltigem Denken, Planen, Arbeiten und Leben. Für uns zielt werden können, werden die Betriebsergebnisse zeigen.
als Minister für Landwirtschaft, Umwelt und Energie haben
Projekte, die eine höhere Wertschöpfung ermöglichen, Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass es bei dieser Art von
gleichzeitig positive Klimaeffekte erzielen und die sinnvolle Biomassenutzung keine Verschärfung der Flächenkonkur-
Nutzung von erneuerbaren Energien aufzeigen, eine beson- renzen gibt.
dere Bedeutung. In diesem Fall wurde mit einem Landwirt-
schaftsbetrieb aus der Region ein Vertrag über die Lieferung Wir wünschen beim Lesen der Broschüre viele interessante
des neuen Brennstoffes, nämlich Stroh, abgeschlossen. Da- Informationen und gewecktes Interesse an dieser Art der
durch erschließen sich zusätzliche Einkommensmöglichkei- Wärmeerzeugung.
ten für den Landwirt.
Dr. Till Backhaus, Volker Schlotmann,
Minister für Landwirtschaft, Umwelt und Minister für Energie, Infrastruktur und
Verbraucherschutz Mecklenburg-Vorpommern Landesentwicklung Mecklenburg-Vorpommern
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©©FNR/W. Stelter
©©FNR/W. Stelter
©© Fotolia
INHALT
1 Energiewende und Wärme aus Biomasse 8
2 Stroh als Rohstoff und Festbrennstoff 10
Eignung von Stroh als Brennstoff | Strohernte und Logistik vom Acker zum Kessel
3 Struktur und Ausgangslage in Gülzow und der Region Güstrow 12
Landwirtschaftliche Struktur in und um Gülzow | Nutzungsmöglichkeit von Getreidestroh
zur Energiegewinnung in der Region Güstrow
4 Ausgangslage, Motivation und Umsetzung 14
Ausgangslage im Dorf Gülzow | Motivation pro Bioenergie | Umsetzung der Biowärmeversorgung
5 Strohheizungsanlage Gülzow 15
Heizkesselanlage | Strohfeuerungsanlage | Emissionsminderungsmaßnahmen |
Strohbrennstoffzuführung/Ballenauflöser | Aschenaustragung und -verwertung |
Installation der Anlage | Technische Daten
6 Nahwärmenetz 20
Projektbeschreibung Nahwärme | Redundanzsystem und Pufferspeicher |
Wärmeabnehmer und Erweiterungsmöglichkeiten | Technische Daten KMR-Rohr Fabrikat isoplus
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©©FNR/Dr. H. Hansen
©©FNR/Dr. H. Hansen
©©FNR/W. Stelter
7 Bauablauf in Bildern 23
8 Betrachtung zu den Kosten der Strohheizungsanlage 27
Einfluss der Baukosten | Betriebskosten der Anlage |
Wirtschaftlichkeit – Vergleich Stroh zu fossilen Brennstoffen
9 Wissenschaftliche Begleitung und behördliche Kontrollen 29
Demonstration und wissenschaftliche Begleitung | Regelmäßige Überwachung
10 Umweltrelevanz 29
Minderung von Treibhausgas-Emissionen | Staubemissionen |
Umweltrisiken aus der Brennstofflagerung
11 Weitere Beispiele von Strohheizanlagen 30
12 Weiterführende Informationen 32
7
1 Energiewende und Wärme aus Biomasse
Deutschland verfolgt ehrgeizige Ziele beim Klimaschutz Derzeit ist Energieholz mit Herkunft aus Wald, Gebrauchtholz-
(Treibhausgas-Emissionsminderung), bei der Energieein- aufkommen und Landschaftspflege etc. der bedeutendste
sparung und Umstellung auf Erneuerbare Energien. Zahlrei- Bioenergieträger. Künftig zu erschließende Biomassepoten-
che Gesetze und Verordnungen sowie Fördermaßnahmen ziale liegen vorwiegend im speziellen Energiepflanzenan-
untersetzen und lenken die sogenannte Energiewende. bau auf Ackerflächen, große und bisher kaum erschlossene
Auch wenn in der Medienberichterstattung und in politi- Potenziale schlummern aber auch in Koppelprodukten und
schen Erklärungen oft Strompreise, Windkraft und Photo- Reststoffen der landwirtschaftlichen Erzeugung. Ein Blick auf
voltaik im Fokus stehen, so sind es doch Wärme und Bio- die Biomassepotenziale (siehe Abbildung 1) zeigt, dass an
masse, die größere Aufmerksamkeit verdienen. Es sind über landwirtschaftlichen Koppelprodukten und Reststoffen ein
54 % des Energieverbrauchs Deutschlands (Jahr 2011), die annähernd so großes Energiepotenzial gegeben ist wie bei
auf den Bedarf an Raumwärme und Warmwasser sowie Pro- Energieholz aus dem Wald.
zesswärme entfallen, in Bezug auf Haushalte sind es sogar
mehr als 70 % des Energieverbrauchs, der zu Lasten von Landwirtschaftliche Koppelprodukte, insbesondere Getrei-
Raumwärme und Warmwasser geht. destroh, werden bisher kaum zur Energiegewinnung einge-
setzt. Ein Teil des Strohaufkommens verbleibt zur Humus-
Erneuerbare Energien haben einen Anteil von rund 10 % an reproduktion auf dem Feld. Für das darüber hinausgehend
der Wärmebereitstellung. Bei den regenerativen Energieträ- verfügbare Stroh bestehen – einmal abgesehen von einigen
gern für die Wärmebereitstellung dominiert die Biomasse lokal begrenzten Nachfrageschwerpunkten z. B. in Regionen
mit einem Anteil von 91 %. Die Nutzung von Biomasse ist mit ausgeprägtem Gemüseanbau oder konzentrierter Pfer-
damit ein wichtiger und notwendiger Beitrag zur Einsparung dehaltung – keine besonderen Nutzungskonkurrenzen. Die
von fossilen Energieträgern und zur Minderung der Treib- energetische Nutzung von Stroh kann der Landwirtschaft –
hausgas-Emissionen. durch Strohvermarktung oder Vermarktung von Wärme aus
Stroh – zusätzliche Einkommensmöglichkeiten bieten, die
Rentabilität des Getreideanbaus verbessern und neue Wert-
schöpfungsketten im ländlichen Raum schaffen.
©©FNR/Dr. H. Hansen
Stroh als Koppelprodukt der Getreidekornerzeugung ist auch zur Wärmeerzeugung nutzbar.
8Interessante Perspektiven bieten sich hier für Landwirt-
schaftsbetriebe mit hohem Wärmebedarf, z. B. in der
Schweine- und Geflügelhaltung, die wirtschaftliche Vorteile
in der Umstellung einer bisher auf Öl oder Gas basierenden
Wärmversorgung generieren können. Auch für Landwirt-
schaftsbetriebe oder Kommunen/Unternehmen, die eine
auf Stroh basierende Nahwärmeversorgung für Wohnge-
biete und Gewerbebetriebe aufbauen wollen, öffnen sich
hier aussichtsreiche Geschäftsfelder. Und nicht zuletzt er-
möglicht dies die Entwicklung von Bioenergiedörfern und
Bioenergieregionen, die auf regionale Herkunft und Preis-
stabilität der zu nutzenden Energieträger bauen.
Gemäß dem Nationalen Biomasseaktionsplan und dem
Aktionsplan Erneuerbare Energien der Bundesregierung
sollen durch Forschung und Entwicklung sowie Demonstra-
tion die Potenziale von Nebenprodukten und Reststoffen
der agrarischen Erzeugung, wie z. B. Stroh, verstärkt nutzbar
gemacht werden. Mit der Errichtung der Strohheizungsan-
lage Gülzow und der geplanten Begleitforschung zu pflan-
zenbaulichen, technischen und ökonomischen Fragen der
energetischen Strohnutzung zur Wärmelieferung leisten die
Landgesellschaft Mecklenburg-Vorpommern (LGMV), die
Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei
(LFA) und die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)
einen Beitrag zur Umsetzung und zur Verwirklichung der
Ziele der Energiewende.
Einheimische Bioenergie: Was kann sie leisten?
Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) Zahlen gerundet
Abbildung 1: Einheimische Bioenergie
92 Stroh als Rohstoff und Festbrennstoff
Eignung von Stroh als Brennstoff Strohballen sind bei einem Wassergehalt von etwa 15 % gut
lagerfähig, wenn sie unter Dach bzw. unter Plane gelagert
Grundsätzlich kommen alle Arten von Stroh und Halmgut werden. Eine Lagerung von Stroh zum Heizen ohne Abde-
für eine energetische Nutzung in Frage, also neben Getrei- ckung im Freien scheidet wegen des Feuchtigkeitseintrages
destroh z. B. auch das Stroh von Raps, Sonnenblumen und aus. Mit steigendem Wassergehalt sinkt der Heizwert und
Körnermais und das Halmgut von speziell für die Energie- im Stroh kann es zu Fäulnis und zu Pilzsporenbelastungen
gewinnung angebauten Gräsern und Miscanthus. In den für die damit arbeitenden Personen kommen. Hinzu kommt,
ackerbaulichen Fruchtfolgen in Mecklenburg-Vorpommern dass zu feuchtes Stroh im Kessel zu technischen Problemen
dominieren Getreide, vorrangig Weizen, und Raps. Getrei- (bei Bildung von Schlacke) und erhöhten Emissionen führen
destroh ist für die Energiegewinnung in Feuerungsanlagen kann.
dem Rapsstroh vorzuziehen, da es technologisch einfacher
zu bergen ist und in der Regel trockener eingebracht wer- Getreidestroh enthält etwa 5 % Asche, die im Verbrennungs-
den kann. Aus der Sicht der Humusreproduktion können prozess in Form von Rostasche und Filterasche anfällt. Wäh-
Raps- und Getreidestroh als etwa gleichwertig eingeschätzt rend die Asche der letzten filternden Einheit (hier Gewebefil-
werden. Somit ist es durchaus üblich, das Rapsstroh auf ter) zu entsorgen ist, stehen für die Rostasche und die Asche
dem Feld zu belassen und Getreidestroh im möglichen Rah- aus dem Zyklonabscheider Wege zur Nutzung als Dünge-
men dem Kreislauf zu entnehmen. mittel bzw. für die Düngemittelherstellung offen. Da diese
Asche aus nahezu allen, ursprünglich im Stroh enthaltenen
Ein gewisser Nachteil von Stroh im Vergleich zu anderen Mineralien besteht, ist einerseits der Nährstoffentzug durch
Festbrennstoffen besteht darin, dass der Ballen aufgrund die Strohbergung zu beachten, andererseits kann durch die
geringerer Energiedichte einen höheren Bedarf an Trans- Ascherückführung auf die Ackerflächen dieser Nährstoff-
port- und Lagerraum benötigt. Die Transportwürdigkeit ist verlust wieder ausgeglichen werden. Die Aschenutzung ist
daher begrenzt, aber so gibt es auch kaum einen überre- darum ein wichtiger Bestandteil des betrieblichen Nährstoff-
gionalen Wettbewerb um Stroh. Um die Lagerfähigkeit des kreislaufes sowie auch der Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
Strohs sowie auch die Betriebssicherheit der Heizungs- einer Strohheizung.
anlage zu gewährleisten, muss der Wassergehalt im Stroh
berücksichtigt werden, er sollte 15 % nicht übersteigen. Je Tabelle 1: typische Eigenschaften von
reifer und trockener das Stroh ist, desto günstiger sind die Getreidestroh
Brennstoffeigenschaften. Getreidebestände für die energe-
tische Strohnutzung sollten daher nicht zu früh gedroschen Eigenschaft Wert Quelle
werden. Oft bedarf es einiger Tage Feldliegezeit, damit das Maße* 1,2 x 1,3 x 2,5 m
Stroh in den Schwaden ausreichend trocknet. Durch meh- Landwirtschaftsbetrieb
Gewicht* 505 kg
rere Tage Feldliegezeit und die Einwirkung von Tau und ggf. Zehna
Regen wird zudem der Gehalt an Chlor und Alkalimetallen Dichte* ca. 130 kg/m3
(u. a. Kalium) im Stroh deutlich reduziert, was aus verbren- Heizwert Hi 14,3 MJ/kg FNR: Basisdaten
nungstechnischer Sicht vorteilhaft ist und Nährstoffe auf (bei 15 % 3,96 kWh/kg Bioenergie
dem Feld belässt. Wassergehalt) ca. 513 kWh/m3 Deutschland, 2013
ca. 2.000 kWh/Ballen
Auch über agrotechnische Maßnahmen im Bereich der entspricht
Heizöl-
Düngung kann der Landwirt die Eigenschaften von Stroh als ca. 200 l Heizöl/Ballen
äquivalent
(bei Ballengewicht
Brennstoff maßgeblich beeinflussen. So sollte eine Grund-
505 kg, w = 15 %)
düngung mit chlorhaltigem Kalkdünger nicht im Vorjahr
einer geplanten Brennstoff-Strohnutzung erfolgen. Aschegehalt/
6,1 % TLL (www.tll.de)
Ascheanfall
Witterungsbedingt sind Getreideernte und Bergung grö- Inhaltsstoffe/
ßerer Strohmengen in den kurzen Zeitspannen zwischen Nährstoffe
Druschreife und Wiederbestellung oftmals eine Herausfor- C 47,8 % i. TM LFA, EVA-Projekt
derung für den Landwirtschaftsbetrieb. Eine evtl. längere N 0,55 % i. TM Mecklenburg-Vorpommern
P 0,52 % i. TM (www.eva-verbund.de)
Feldliegezeit kann zusätzliche Kosten (z. B. für das Wenden
der Schwaden) verursachen, gegebenenfalls sind bei zeit- K 1,07 % i. TM
lich nicht optimaler Aussaat der Folgefrucht auch Ertrags- Mg 0,10 % i. TM
minderungen zu berücksichtigen. * für einen Strohballen (Quaderballen)
10Tabelle 2: Vergleich der Eigenschaften von
Getreidestroh und Holzhackschnitzel
Stroh Hackschnitzel
(Quaderballen) (Kiefer)
Dichte in kg/m3 130 203
Spanne Wassergehalt in % 10 bis 20 15 bis 50
Heizwert Hi in kWh/kg
3,96 4,33
(bei w = 15 %)
Heizwert Hi in kWh/m3 bei
typischem Wassergehalt
513 745
(Stroh w = 15 %,
Hackschnitzel w = 30 %)
©©FNR/Dr. H. Hansen
Aschegehalt in % 4 bis 8 1 bis 1,5
Strohernte und Logistik vom Acker zum Ballen/Brennstoffvorräte für die Strohheizung
Kessel
Das Stroh für die Gülzower Biomasseanlage wird von der Das Getreidestroh wird vom Mähdrescher bei der Getrei-
Landwirtschaftsgesellschaft e. G. bereit gestellt. Dieser Acker- deernte im Schwad abgelegt. Nachfolgend wird das Stroh
baubetrieb bewirtschaftet rund 2.200 ha landwirtschaftliche im folgenden Arbeitsschritt – ggf. nach einer mehrtägigen
Nutzfläche. Auf 2.080 ha Ackerfläche werden Raps, Weizen, Feldliegezeit zum Trocknen des Strohs – von einer trak-
Roggen, Hafer, Zuckerrüben und Mais angebaut. Raps und torgezogenen Strohpresse kompaktiert. Abgestimmt auf
Getreide werden an den Handel vermarktet, Stroh u. a. auch den Ballenauflöser der Strohfeuerungsanlage werden die
an Pferdezüchter. Im Rahmen eines Bewirtschaftungsver- Strohballen mit einer Hochdruckpresse mit Schneidvor-
trages wird Silomais für die örtliche Zehnaer Biogasanlage richtung und einem Pressenkanal von 1,20 x 1,30 m zu
erzeugt, Gärreste werden äquivalent auf die Ackerflächen Quaderballen von ca. 2,20 bis 2,50 m Länge gepresst. Das
zurückgeführt. Ballengewicht beträgt damit ca. 500 kg. Die Ballen werden
im Landwirtschaftsbetrieb unter Dach zwischengelagert.
Betriebsspiegel Zehnaer Bedarfsgerecht wird das Stroh – außerhalb der landwirt-
Landwirtschaftsgesellschaft e. G. schaftlichen Arbeitsspitzenzeiten – an die Kunden und so
auch zur Gülzower Strohheizungsanlage transportiert. Die
Transportentfernung beträgt rund 15 km.
Landwirtschaftliche Nutzfläche: 2.206 ha
In der Strohlagerhalle in Gülzow können bis zu 400 Ballen
Ackerfläche: 2.080 ha gelagert werden. Vor Ort steht ein Teleskoplader zur Verfü-
gung, mit dem die Ballen im Lager eingestapelt und auf das
Grünland, Stilllegung, Zufuhr-Förderband des Ballenauflösers aufgelegt werden.
Nichtbewirtschaftung: 126 ha
Das Förderband fördert die manuell vom Bindegarn befrei-
Anbau zur Ernte 2013 ten Ballen dem Ballenauflöser zu. Die Messerwalzen des
• Winterraps: 918 ha Ballenauflösers lockern das bereits in der Ballenpresse auf
• Winterroggen: 113 ha ca. 20 cm Länge geschnittene Stroh und geben es in den
• Winterweizen: 772 ha Förderkanal. Pneumatisch wird das Kurzstroh dann bedarfs-
• Zuckerrüben: 54 ha abhängig in einen Zyklon am Strohheizkessel befördert.
• Hafer: 45 ha Während die Abluft der pneumatischen Strohförderung aus
• Silomais: 178 ha dem Zyklon über einen Gewebefilter ins Freie geführt wird,
gelangt das Stroh über eine Zellenradschleuse als mechani-
Anmerkung: Der Winterrapsanteil variiert markt- und sche Rückbrandsicherung auf eine Stokerschnecke, die das
fruchtfolgebedingt von Jahr zu Jahr. Stroh dem Brennraum des Kessels zuführt.
113 Struktur und Ausgangslage in Gülzow
und der Region Güstrow
Landwirtschaftliche Struktur in und um nen und Betrieben schwankt die Ackerzahl aufgrund der he-
Gülzow terogenen Bodenverhältnisse allerdings erheblich. Zudem
beeinflussen regional unterschiedliche Niederschlagssum-
Als Flächenkulisse für die Betrachtung der landwirtschaft- men und -verteilung die Anbau- und Fruchtfolgeentschei-
lichen Struktur in und um Gülzow wird – der Datenverfüg- dungen der Landwirte. Der mittlere langjährige Niederschlag
barkeit wegen – der frühere Landkreis Güstrow in den bis beträgt in Gülzow 559 mm/Jahr.
2012 bestehenden Grenzen gewählt. Gülzow als ein Ortsteil
der Gemeinde Gülzow-Prüzen ist darin relativ zentral gele- Der Ackerbau in der Region Güstrow ist geprägt durch einen
gen. In der entsprechenden Region Güstrow des heutigen Anteil von über 50 % Wintergetreide und gut 20 % Winter-
Landkreises Rostock gibt es 470 Landwirtschaftsbetriebe, raps auf der Ackerfläche (siehe Abbildung 2) und liegt damit
die rund 107.000 ha Ackerfläche und 27.000 ha Grünland im Getreideanteil über dem Landesdurchschnitt.
bewirtschaften.
Das Fruchtartenverhältnis ist zwar standortspezifisch, wird
Die Böden in der Region sind wie die meisten in Nordost- aber sehr stark durch die agrarökonomischen Verhältnisse
deutschland durch die letzte Eiszeit gebildet und geprägt bestimmt. Darum nehmen auch Winterweizen und Winterraps
worden. Grundmoränen, Endmoränen und auch größere eine so herausragende Stellung innerhalb der Fruchtfolgen
Sanderflächen dominieren. Nacheiszeitliche Veränderungen ein. Durch die Nähe zum Rostocker Seehafen und Optionen
haben ebenfalls die Bodenentwicklung beeinflusst, so zum für Weltmarktexporte wird der Anbau von Weizen und Raps
Beispiel Erosion und Bodenauftrag sowie auch anthropogen ebenfalls gestützt. Der Maisanteil im Anbauspektrum ist in den
bedingte Veränderungen. Das bedeutet aber auch, dass die vergangenen Jahren etwa verdoppelt worden, liegt mit unter
Bodenverhältnisse sehr heterogen sind und demzufolge bei 20 % aber im pflanzenbaulich und phytosanitär günstigen Be-
einer standortgerechten Bewirtschaftung diesen Umstän- reich. Dennoch kann punktuell um Tierproduktions- und Bio-
den Rechnung getragen werden muss. Die durchschnittliche gasanlagen eine überhöhte Maiskonzentration und eine gerin-
Ackerzahl liegt bei 39 im Landesdurchschnitt. In den Regio- ge Artenvielfalt in der Fruchtfolge festgestellt werden.
Fruchtartenanteil auf dem Ackerland
Region Güstrow Land Mecklenburg-Vorpommern
Kartoffeln 0,5 % 6,2 % Andere Kartoffeln 1,3 % 9,1 % Andere
Leguminosen 0,7 %
Leguminosen 0,8 %
Silomais 14,8 % Silomais 12,4 %
Stilllegung 1,4 %
Zuckerrüben 1,6 % Stilllegung 2,3 %
Zuckerrüben 2,2 %
Winterraps 23,5 % Winterraps 23,3 %
51,2 % Wintergetreide 48,6 % Wintergetreide
Quelle: stat. Landesamt (2010) © FNR 2013
Abbildung 2: Fruchtartenanteil auf dem Ackerland der Region Güstrow (links) und im Land Mecklenburg-Vorpommern (rechts)
12Nutzungsmöglichkeit von Getreidestroh zur
Energiegewinnung in der Region Güstrow
Eine wichtige Rolle im Humuskreislauf von Ackerböden
spielt das Getreidestroh. Es ist eine der wichtigsten Humus-
quellen. Darum muss – ebenso wie der verstärkte Maisan-
bau zur Biogasproduktion – auch die Entnahme von Getrei-
destroh zur energetischen Nutzung unter dem Aspekt eines
ausgeglichenen Humushaushaltes betrachtet werden. Das
nutzbare Potenzial an Getreidestroh steht in einem engen
Zusammenhang zum Fruchtartenverhältnis, zur Tierhaltung
und zur Biogasproduktion und ist demzufolge betrieblich
wie auch regional spezifisch zu bewerten.
Für die Region Güstrow kann unter Beachtung des Humus-
erhalts eine mögliche Erntemenge von knapp 32.000 t
(etwa 64.000 Quaderballen mit einem Volumen von rund
200.000 m3) veranschlagt werden. Das entspricht einer Ern-
tefläche von 8.000 ha Getreide bzw. 14 % der Getreidean-
baufläche der Region Güstrow. Das hiermit zu erschließende
Energiepotenzial ist erheblich. 2,5 kg Getreidestroh können
energetisch 1 l Heizöl ersetzen. 32.000 t Stroh entsprechen
bei einem mittleren Heizwert des Strohs von 14,3 MJ/kg bei
©©FNR/Dr. H. Hansen
einem Wassergehalt von 15 % dem theoretischen Energie-
ertrag von 457.600 GJ, das sind 126.944 MWh. Dies ent-
spricht ca. 12 Mio. l Heizöl bzw. dem Wärmebedarf von etwa
10.000 Haushalten! Die Substitution von Heizöl durch Stroh
Weizenflächen in der Gemarkung Gülzow und andere regional erzeugte Bioenergieträger hat also
nicht nur Klimaschutzeffekte, sondern erhöht auch die Wert-
schöpfung im ländlichen Raum.
Die Erträge in der Region sind aufgrund der heterogenen Bo-
denverhältnisse sehr unterschiedlich. Die mittleren Erträge
lagen 2010 bei Getreide in der Region Güstrow bei 67,7 dt/
ha, im Landesdurchschnitt bei 67,1 dt/ha. Die Rapserträge
weichen in der Region Güstrow mit 37,9 dt/ha etwas stärker
vom Landesdurchschnitt (40,2 dt/ha) ab. Der Umfang der
Tierhaltung wurde in den vergangenen 20 Jahren deutlich
reduziert. Im Mittel des Landes werden pro Hektar landwirt-
schaftlicher Nutzfläche 0,4 Großvieheinheiten gehalten, in
der Region Güstrow sind es 0,45. Der geringe Tierbesatz hat
auch einen wesentlichen Einfluss auf die Nutzung des Grün-
landes und der Ackerflächen.
Die Bereitstellung von Futter von der betriebseigenen Fläche
für die Tiere wie auch von Kosubstraten für die Nutzung in
Biogasanlagen ist ein wichtiges Anliegen der Pflanzenpro-
duktion. Die Nutzung von Ganzpflanzen, vornehmlich Mais
zur Biogasproduktion, führt zu einer starken Biomasseab-
fuhr von den Ackerflächen, teilweise wird diese Abfuhr aber
durch die Rückführung der Gärreste kompensiert. Welche
Auswirkungen der Ausbau der Biogasproduktion und der
Strohnutzung auf den Humushaushalt der Böden hat, kann
zumeist nur anhand von Modellen kalkuliert werden. Eine
Messung der tatsächlichen Veränderung des Humusgehal-
tes erfordert längere Zeiträume.
134 Ausgangslage, Motivation und Umsetzung
Ausgangslage im Dorf Gülzow zel und Stroh. Diese Varianten lassen sowohl wirtschaftlich –
hinsichtlich der spezifischen Wärmegestehungskosten – als
Vor der politischen Wende zu Zeiten des Instituts für Pflan- auch im Hinblick auf die Treibhausgasminderung deutliche
zenzüchtung Gülzow-Güstrow der Akademie der Landwirt- Vorteile erwarten. Als Unterschied und Herausforderung stel-
schaftswissenschaften der DDR bestand in Gülzow schon len sich dabei allerdings deutlich höhere anfängliche Investi-
einmal ein zentrales Heizwerk mit Nahwärmenetz. Das tionskosten und die Absicherung einer täglichen – kurzzeiti-
Heizwerk wurde mit Braunkohle befeuert, die Wärme über gen – Betreuung und Wartung der Anlagen.
ein weitgehend oberirdisch verlegtes Wärmenetz verteilt.
Im Zuge der Umstrukturierung und Gründung der Landes- Im Ergebnis einer Abwägung zwischen dem eigenwirtschaft-
forschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Meck- lichem Bau und Betrieb einer Biomasseanlage durch den
lenburg-Vorpommern (LFA) und der Modernisierung der BBL und der öffentlichen Ausschreibung einer Dienstleistung
Energieversorgung Anfang der neunziger Jahre wurde die Wärmeversorgung der Liegenschaften mittels Biomasseanla-
Wärmeversorgung im Contracting vergeben. Das Kohleheiz- ge fiel die Entscheidung schließlich für die letztere Variante.
werk wurde daraufhin stillgelegt, die Reste des oberirdischen
Nahwärmenetzes im Laufe der neunziger Jahre zurückge-
baut. Vom Contracting-Unternehmen wurden zwei Container Umsetzung der Biowärmeversorgung
mit 600-kW-Ölheizkesseln eingerichtet. Der Ölheizkessel
am Hofplatz übernahm die Wärmeversorgung der Labore, Am 1. September 2011 wurde ein „Vertrag zur Wärme-
Werkstätten und Verwaltungsgebäude der LFA sowie der Be- versorgung für die Landesforschungsanstalt M-V und der
hördenkantine und des Gutshauses, das im Dezember 1994 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. in Gülzow ein-
von der FNR als Dienstsitz bezogen wurde. Der Ölheizkessel schließlich der Umsetzung erforderlicher baulicher Maßnah-
am Krebssee auf der anderen Seite des Dorfes übernahm die men sowie deren Planung und Betrieb über einen Zeitraum
Wärmeversorgung der dort liegenden Gewächshäuser und von 16 bis 21 Jahren unter Verwendung von naturbelasse-
Versuchseinrichtungen der LFA. Auch die zwischenzeitlich ner Biomasse entsprechend der Biomasseverordnung“ im
errichten Gebäude des Landesamtes für Landwirtschaft, Le- Amtsblatt der Europäischen Union europaweit ausgeschrie-
bensmittelsicherheit und Fischerei (LALLF) wurden bis zum ben. In der Auftragsbeschreibung wurde u. a. die Nutzung
Ende der Heizsaison 2012/13 von diesem Kessel geheizt. von Stroh und Halmgut (Brennstoffe gemäß § 3 (1) Nr. 8 der
1. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung) für die Wärme-
versorgung zur Voraussetzung erklärt. Im Ergebnis der Aus-
Motivation pro Bioenergie wertung der bei dem BBL eingereichten Angebote wurde am
6. März 2012 der Auftrag zugunsten der Landgesellschaft
Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., die sich ent- Mecklenburg-Vorpommern mbH (LGMV) vergeben, die die
sprechend ihren satzungsgemäßen Aufgaben – unter ande- Wärmeversorgung mittels Strohheizung und Wärmevertei-
rem – der Förderung und Entwicklung einer nachhaltigen und lung über ein Nahwärmenetz zu wirtschaftlich vorzüglichen
effizienten Bioenergienutzung verschrieben hat, regte zeitig Konditionen angeboten hat.
vor dem Auslaufen des langfristigen Contracting-Wärme-
liefervertrages bei dem für die Energieversorgung der öffent- Die LGMV konnte im Angebot ihre Planungserfahrungen für
lichen Liegenschaften zuständigen Betrieb für Bau- und Lie- Strohheizungen aus dem Bereich der Sauen- und Geflügel-
genschaften Mecklenburg-Vorpommern (BBL) an, die Mög- ställe sowie die Marktkenntnisse zu den in der Region verfüg-
lichkeiten für eine Energieträgerumstellung auf Biomasse zu baren landwirtschaftlichen Nebenprodukten und Reststoffen
prüfen. Auch Mitarbeiter der LFA und des BBL setzten sich einbringen. Nach der Zuschlagserteilung und Vertragsver-
engagiert für eine Energieträgerumstellung nach dem Motto handlung wurden von der LGMV die bau- und emissions-
„weg vom Öl“ ein. Verschiedene Optionen der Nutzung von rechtlichen Genehmigungen für das Vorhaben eingeholt. Die
Biomasse und anderen erneuerbaren Energieträgern wur- Strohfeuerungsanlage bedurfte dabei eines einfachen Ge-
den also im Vergleich zu Lösungen auf Basis fossiler Ener- nehmigungsverfahrens gemäß 4. Bundes-Immissionsschutz-
gieträger gerechnet, bewertet und in zahlreichen Arbeits- Verordnung (4. BImSchV). Die Rauchgasreinigung hat in der
gesprächen diskutiert. Die Berechnungen zu den über die Weise zu erfolgen, dass die Anforderungen der Technischen
gesamte Nutzungsdauer der Heizungsanlage zu erwartenden Anleitung Luft (TA Luft) eingehalten werden. Die Einhaltung
Wärmegestehungskosten für diverse mögliche Varianten mit der Emissionsanforderungen ist künftig wiederkehrend alle
verschiedenen fossilen sowie regenerativen Energieträgern drei Jahre durch praktische Messungen an der Anlage – aus-
ergaben eine Vorzüglichkeit für Wärmeversorgungslösungen geführt von unabhängigen, zertifizierten Prüfinstituten –
auf Basis regional verfügbarer Biomasse wie Holzhackschnit- nachzuweisen.
145 Strohheizungsanlage Gülzow
Heizkesselanlage Strohfeuerungsanlage
Am Standort Gülzow-Prüzen wurde eine zentrale Strohhei- LIN-KA Strohfeuerungsanlagen sind komplette und voll funk-
zungsanlage errichtet, welche von der FNR, LALLF und LFA tionale Feuerungsanlagen, die alle für die Verfeuerung von
genutzten Liegenschaften über eine Nahwärmeleitung mit Stroh erforderlichen Komponenten enthalten. Die Strohfeue-
Heizenergie versorgt. Im hierfür neu errichteten Heizhaus rungsanlage basiert auf den praktischen und theoretischen
sind zentral alle Komponenten der Wärmeerzeugung und Erfahrungen bestehender LIN-KA Strohfeuerungsanlagen
des Nahwärmenetzbetriebes untergebracht. Dazu zählen als der letzten Dekade und spiegelt den aktuellen Stand der
Hauptheizkessel ein 1.000-kW-Strohheizkessel von LIN-KA Strohfeuerungstechnik und Rauchgasreinigung wider.
sowie als Redundanzsystem ein 1.200-kW-Gasheizkessel.
Des Weiteren wurden 30.000-l-Wärmepufferspeicher, die LIN-KA Strohfeuerungsanlagen sind ausgelegt für die Ver-
Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie Pumpen und Wärme- brennung von Stroh mit einer Feuchte (u) von bis zu 18,0 %
verteiler im Heizhaus installiert. Auch die gesamte Rauch- bzw. einem Wassergehalt (w) von 15,25 %.
gasreinigungsanlage, bestehend aus Zyklon und Gewebe-
filter nebst Schornsteinanlage, steht im bzw. am Heizhaus. Die Feuerungsanlage besteht aus dem bekannten LIN-KA/
Danstoker Kessel mit wassergekühlter Vorschubrostfeue-
Die Anzahl geeigneter und entsprechend spezialisierter rung, einem Gebläse zur pneumatischen Strohförderung
Strohheizkessellieferanten im geforderten Leistungsbereich zum Zyklonabscheider, einer mechanischen Rückbrand-
ist begrenzt. Insbesondere die Anforderungen hinsichtlich sicherung (Zellenradschleuse) sowie Stokerschnecke zur
der zulässigen Emissionswerte, der kontinuierlichen Be- Strohförderung in den Brennraum und Aschenschnecken zur
triebsweise und nicht zuletzt des Wirkungsgrades haben Förderung von Rost- und Filteraschen in die Aschecontainer.
letztlich zur Auswahl einer Anlage des dänischen Kessel-
herstellers LIN-KA Energy A/S, installiert von der Anlagen- Für die Verfeuerung von Stroh ist die Anlage standardmäßig
baufirma Hans-Jürgen Helbig GmbH, geführt. Diese Firmen mit einem energieeffizienten Ballenauflöser und einem Bal-
verfügen über umfangreiche Referenzen in Deutschland und lenförderer ausgerüstet. Ballenauflöser und Ballenförderer
anderen europäischen Ländern sowie über die entsprechen- sind in der Strohlagerhalle platziert. Die Länge des Ballenför-
de Erfahrung, die Versorgungsaufgabe vor dem Hintergrund derers kann variiert werden, je nach Anspruch, um eine be-
der geforderten Rahmenbedingungen zu erfüllen. stimmte Mindestmenge an Quaderballen auflegen zu kön-
nen. Nach Beladen des Ballenförderers wird das Bindegarn
Im Havariefall und in Spitzenlastzeiten übernimmt vollauto- der Strohballen von Hand entfernt. Ein Förderband führt die
matisch das Redundanzsystem auf der Basis eines Erdgas- Ballen zum Ballenauflöser. Der Vorschub des Ballenförderers
kessels die Erbringung der erforderlichen Heizleistung. Die wird dabei – abhängig vom Brennstoffbedarf des Kessels –
Leistung der Heizkessel ist den Anforderungen der außen- elektronisch gesteuert. Über eine Saugleitung wird das zer-
temperaturabhängig schwankenden Heizlast der Gebäude kleinerte Stroh zum Zyklonabscheider an der Feuerungsan-
entsprechend modulierbar und auf das Puffervolumen und lage transportiert.
den Nahwärmebedarf abgestimmt.
Schematischer Anlagenaufbau
Strohlager Heizhaus FNR Gutshaus Institut Werkstatt
Nahwärmenetz
Gasanschluss
Kartoffelhalle Gemüse- Gewächshaus
LALLF verarbeitung
Abbildung 3: Schematischer Anlagenaufbau
15Von dort wird das Material durch eine Zellenradschleuse dem Kessel nachgeschalteten Zyklonabscheider zur Ab-
zur Stokereinschubschnecke übergeben und mittels dieser scheidung der groben Rußpartikel und einem Gewebefilter
auf den im Feuerraum installierten wassergekühlten Vor- zur Abscheidung der Feinpartikel. Die Geräuschemissionen
schubrost eingeschoben. Das Material wandert kontrolliert sind durch eine optimale Auslegung der Antriebe und Geblä-
im Rahmen des dreistufigen Verbrennungsprozesses den se sowie durch eine großzügig dimensionierte Ausführung
Vorschubrost hinab und fällt am Ende des Rostes auf die der Abgaswege und Abgasanlage minimal, sodass während
automatische Feuerraumentaschung. Die Asche wird mit- des Betriebes mit keiner erhöhten Schallbelastung der an-
tels Schnecken in Aschencontainer gefördert. Bedingt durch grenzenden Nachbarbebauung zu rechnen ist.
die weltweit patentierte, innovative Feuerraumkonstruktion
in Kombination mit einer frequenzumrichtergesteuerten
Primär-, Sekundär- und Tertiärluft der Feuerungsanlage ist Strohbrennstoffzuführung/Ballenauflöser
der Wirkungsgrad der Anlage sehr hoch. Ist der O2-Anteil
im Rauchgas zu hoch, fordert die Lambdasondensteuerung Neben dem Heizhaus auf der anderen Seite eines Wirt-
mehr Brennstoff an. Entsprechend weniger Brennstoff wird schaftsweges steht die neu errichtete Strohlagerhalle. In
angefordert, wenn der O2-Anteil im Rauchgas zu niedrig ist. der Strohlagerhalle sind Ballenauflöser und ein Ballenför-
derer von 15 m Länge installiert. Das Annahmeband des
Sinkt die Kesseltemperatur unter den voreingestellten Wert, Ballenförderers wird mittels Teleskoplader mit Strohballen
startet die Anlage selbsttätig den Feuerungsprozess. Die Sto- bestückt. Die Strohzufuhr zum Ballenauflöser erfolgt auto-
kereinschubschnecke startet zuerst die Brennstoffzuführung, matisch nach Anforderung durch die Strohfeuerungsanlage.
daraufhin nehmen der Ballenauflöser und der Ballenförderer Der Ballenauflöser lockert das angeförderte Stroh auf und
den Betrieb auf, um die Anlage entsprechend der installier- wirft es in einen Annahmeschacht. Von hier wird das Stroh
ten Leistung mit Brennstoff zu versorgen. Die eingebrachte mittels einer Absaugrohrleitung zur Kesselanlage gefördert
Brennstoffmenge wird durch die Lambdasondensteuerung, und dort in einem Zyklonabscheider von der Förderluft ab-
die kontinuierlich den O2-Anteil im Rauchgas erfasst, über- geschieden. Vom Zyklon gelangt das Stroh über eine dicht
wacht. Die heißen Gase aus dem Feuerraum werden über schließende Zellenradschleuse auf die Einschubschnecke.
effiziente Röhrenwärmetauscher geleitet und danach in die Die Zellenradschleuse dient dem Druckausgleich und zur
Rauchgasreinigungs- und Abgasanlage geführt. sicherheitstechnischen Entkopplung, sodass ein Rückbrand
sicher verhindert wird. In der nachstehenden schemati-
schen Darstellung ist der Weg des Strohs abgebildet.
Emissionsminderungsmaßnahmen
Die hocheffiziente Kesselanlage unterschreitet die gelten-
den Emissionsvorschriften deutlich. Dies wird gewährleistet
durch eine optimierte Feuerraumgeometrie in Kombination
mit einer ausgeklügelten Rauchgasreinigung für die Stroh-
feuerungsanlage. Die Rauchgasreinigung besteht aus einem
©©Helbig Bioenergiesysteme
©©FNR/Dr. H. Hansen
Ballenförderer und Ballenauflöser einer Strohheizungsanlage LIN-KA/Danstoker Strohheizkessel
16Schornstein
Rauchgasfilter
Rauchgas- Rauchgasgebläse
Zyklonabscheider
Strohförderrohr
Rauchgasrohr
Stroh-
Zyklonabscheider
Ballenauflöser
©©LIN-KA/Helbig Bioenergiesysteme
Zellenradschleuse
Strohheizkessel Stokerschnecke Strohförderband
Schematische Darstellung der Strohheizungsanlage
Aschenaustragung und -verwertung Installation der Anlage
Die Verbrennungsrückstände wie Rost- und Filteraschen wer- Die Installation der Anlage wurde komplett vom Lieferanten
den automatisch abgeschieden und mittels Austragschne- des Strohheizkessels, der Hans-Jürgen Helbig GmbH, ausge-
cken und Rohrleitungen in die geschlossenen Aschencontai- führt. Hier eingeschlossen ist neben der Elektroinstallation
ner gefördert. Bei Erreichen der maximalen Auffangmengen und der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik auch die Lie-
der Container wird die Rostasche auf geeignetem Wege in ferung und der Einbau von Pufferspeichern, Schornsteinan-
den landwirtschaftlichen Nährstoffkreislauf zurückgeführt. lage, Redundanzkessel auf Erdgasbasis und des Nahwärme-
netzverteilers mit Netzpumpe.
Schematischer Anlagenaufbau
Quelle: Helbig Bioenergiesysteme
Abbildung 4: Schema der Anlageninstallation
17Technische Daten Tabelle 3: Technische Daten der Strohheizkesselanlage LIN-KA® TYPE 200 400 600 800 1000 1500 2000 3000 Allgemeine Kesseldaten Auslegungsparameter Nennleistung kW 200 400 600 800 1.000 1.500 2.000 3.000 Standard Auslegungsdruck bar (0) 4 4 4 4 4 4 4 4 Standard Auslegungstemperatur °C 110 110 110 110 110 110 110 110 Wasserseitiger Widerstand Pa 7.850 7.850 7.850 7.850 7.850 7.850 7.850 7.850 Druckverlust (Vor-/Rücklauf) bar (0) 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 CE-geprüft °C 120 120 120 120 120 120 120 120 Max. Vorlauftemperatur °C 110 110 110 110 110 110 110 110 Abmessungen Wasservolumen l 1.600 2.700 3.100 4.100 4.800 5.700 6.900 9.700 Gewicht kg 2.800 3.800 4.200 4.900 5.050 7.800 8.500 10.000 Länge mm 2.675 2.925 2.975 3.115 3.215 3.425 3.625 4.005 Breite mm 1.510 1.760 1.910 2.150 2.250 2.440 2.695 3.000 Höhe mm 1.730 2.020 2.175 2.440 2.530 2.710 2.975 3.280 Verschiedenes Rauchgastemperatur °C Leistungsabhängig (normalerweise 150–170 °C) Rauchgasmenge Nm3/h 400 800 1.150 1.550 1.950 2.900 3.850 5.750 Durchmesser Rauchrohranschluss mm 153 248 248 348 348 348 348 478 Länge Rauchrohrstutzen mm 175 175 175 175 175 175 175 175 Anzahl Druckluftventile Stk. 2 3 4 5 8 10 12 16 minimaler Zugbedarf Pa 5 5 5 5 5 5 5 5 Vor- und Rücklaufflansch DN 65 80 80 100 100 125 125 150 Sicherheitsventil DN 50 50 50 50 50 2 x 40 2 x 50 2 x 50 Revisionstür DN 500 500 500 500 500 500 500 500 Emissionen mg/Nm3 Abhängig von örtlichen Emissionsvorgaben, ob ein Filter, Zyklone o. ä. benötigt wird. Durchmesser Schornsteinanschluss mm 150 200 200 250 250 300 350 450 Schall dB (A) max. 78 (Abstand 1 m) Brennstoffspezifische Daten Stroh Wassergehalt Klasse M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 Abmessungen Klasse P4 P4 P4 P4 P4 P4 P4 P4 Dichte Klasse BD150 BD150 BD150 BD150 BD150 BD150 BD150 BD150 Asche Klasse A05 A05 A05 A05 A05 A05 A05 A05 Brennstoffverbrauch3 kg/h 60 115 170 230 285 425 570 850 Min. Rücklauftemperatur °C 80 °C, durch Bypass geregelt auf Δt < 30 °C Durchflussmenge kg/h 540 1.050 1.540 2.010 2.510 3.480 5.160 7.990 Druckverlust Pa 600 600 600 600 600 700 700 800 Min. Wirkungsgrad3 % 89 89 89 89 89 89 89 89 Hauptsicherung Amp. 25 35 35 50 63 63 80 100 Eingang bei max. Auslastung Amp. 18 21 26 39 46 50 62 72 Emissionswerte Staub mg/m3 < 501 < 201 CO mg/m3 < 250 (11 % O2 ) 2 NOx mg/m3 < 500 (11 % O2 ) < 400 (11 % O2) 18
LIN-KA® TYPE 200 400 600 800 1000 1500 2000 3000
Holz-Pellets
Wassergehalt Klasse M10 M10 M10 M10 M10 M10 M10 M10
Abmessungen Klasse D08 D08 D08 D08 D08 D08 D08 D08
Beständigkeit Klasse DU95.0 DU95.0 DU95.0 DU95.0 DU95.0 DU95.0 DU95.0 DU95.0
Asche Klasse A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5
Brennstoffverbrauch3 kg/h 50 95 145 190 240 355 475 710
Min. Rücklauftemperatur °C 70 °C, durch Bypass geregelt auf Δt < 30 °C
Durchflussmenge kg/h 510 970 1.480 1.890 2.360 3.620 4.850 7.250
Druckverlust Pa 580 580 580 580 580 650 700 750
Min. Wirkungsgrad3 % 90 90 90 90 90 90 90 90
Hauptsicherung Amp. 20 25 25 35 50 50 63 100
Eingang bei max. Auslastung Amp. 14 16 19 23 38 38 42 72
Holz-Hackschnitzel
Wassergehalt Klasse M40 M40 M40 M40 M40 M40 M40 M40
Abmessungen Klasse P45 P45 P45 P45 P45 P45 P45 P45
Asche Klasse A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5 A1.5
Brennstoffverbrauch3 kg/h 80 155 230 305 380 570 760 1.140
Min. Rücklauftemperatur °C 90 °C, durch Bypass geregelt auf Δt < 30 °C
Durchflussmenge kg/h 560 1.080 1.610 2.060 2.580 3.980 5.310 7.970
Druckverlust Pa 600 600 600 600 600 700 800 900
Min. Wirkungsgrad3 % 88 88 89 89 89 89 89 89
Hauptsicherung Amp. 35 35 35 40 63 63 80 125
Eingang bei max. Auslastung Amp. 22 24 27 31 46 46 65 80
1
in Kombination mit Schlauchfilteranlage (ohne Filter ~350 mg/m3)
2
Emissionswert gilt nur bei Betrieb mit Nennlast
3
Rauchgastemperatur 160 °C und Konvektionsverlust 1,5 %
196 Nahwärmenetz Projektbeschreibung Nahwärme Redundanzsystem und Pufferspeicher Das Nahwärmenetz ist nach den modernsten Erkenntnissen Der Redundanz- und Spitzenlastkessel wird über einen vom auf geringste mögliche Wärme- und Druckverluste ausgelegt zuständigen Energieversorger bereitzustellenden Gasan- worden. Hierzu wurden leistungsgeregelte Netzumwälzpum- schluss mit Erdgas versorgt. Dieser Kessel läuft nur im Ha- pen installiert, die nur die jeweils benötigte Wärmeleistung varie- oder Spitzenlastfall an. Die Ansteuerung hierfür erfolgt im Netz bewegt. Bei der Wahl der Trassenführung wurde auf automatisch über die Leittechnik. kurze Wege und geringe Verlegungskosten geachtet. Als Rohrmaterial ist unter diesen Gesichtspunkten hochwärme- Die Wärmeerzeuger- und Heizkreise werden über drei ins- gedämmtes Stahlrohr mit diffusionsdichter und alterungsbe- gesamt 30 m3 große Pufferspeicher hydraulisch entkoppelt. ständiger Ummantelung gewählt worden. Das Rohrleitungs- Hieraus wird das Nahwärmenetz über einen Wärmeverteiler netz verfügt über eine automatische Leckageüberwachung, gespeist. Am Wärmeverteiler sind weitere Anschlüsse für das sogenannte „nordische System“, bei dem über eine Noteinspeisung von Fremdwärme und weitere optionale Kupferdrahtsensorik die Rohre überwacht werden. Dieses Verbraucheranschlüsse vorhanden. System wird weltweit von führenden kommunalen Wärme- versorgern eingesetzt. Nutzerseitig befinden sich in den zu versorgenden Objekten spezifisch auf den jeweiligen Versorgungsfall bemessene und ausgestattete Wärmeübergabestationen mit Wärmetau- schern. Diese bilden den Netzabschluss und trennen die je- weilige Objektwärmeverteilung vom Nahwärmenetz. Hierin erfolgt auch die Zählung der verbrauchten Wärmemengen zur Abrechnung. ©©PEWO Energietechnik GmbH Beispiel Wärmeübergabestation Fabrikat PewoCad 20
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