Entwicklung eines technischen und wirtschaftlichen Konzeptes für ein Heizkraftwerk auf Biomassebasis in Lüdinghausen

Aber die Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Getreide und Gülle ist nicht die einzige Möglichkeit der Energieerzeugung. Ein weiterer stark wachsender Bereich ist die Erzeugung von Energie aus Holz; eigentlich eine der ältesten Energiegewinnungsarten der Menschheit. Besonders der private und klein-gewerbliche Sektor hat hier für eine Blüte in Form von Holzpellets- oder Holzhackschnitzelheizungen gesorgt. In der holzverarbeitenden Industrie ist die Nutzung der eigenen Produktionsabfälle mittlerweile nahezu selbstverständlich.

Ebenfalls stark angestiegen ist der Anbau von Energiepflanzen zur Produktion von Pflanzenöl, Biodiesel und Bioethanol. In diesen drei Bereichen wird auch verstärkt Forschung betrieben, um die Effizienz zu steigern, sei es durch bessere Anlagentechnik oder durch Züchtung hochwertigerer Energiepflanzen.

Ein potentieller Brennstoff fristet in Deutschland allerdings ein Schattendasein: Stroh. Vorbild kann in diesem Bereich Dänemark sein, wo seit nunmehr 30 Jahren intensiv Stroh zur Energieerzeugung genutzt wird.

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines Konzeptes für die Errichtung eines Heizkraftwerkes, das mit Stroh und Holz befeuert werden soll. Standort der Anlage soll die Stadt Lüdinghausen in Nordrhein-Westfalen sein. Lüdinghausen liegt im südlichen Münsterland, einer Landschaft die stark land- und forstwirtschaftlich geprägt ist. Die grundsätzliche Versorgung mit Rohstoffen stellt daher kein Problem dar.

Als Einzugsgebiet für die Rohstoffversorgung ist ein Bereich von 25 km Radius um Lüdinghausen festgesetzt worden. Das regionale Potential und dessen Zusammensetzung und Herkunft ist dargestellt worden und ergibt eine Größenordnung von ca. 22,8 MW Feuerungswärmeleistung. Hierfür liegt eine jährliche Betriebsdauer von 7.500 Stunden zugrunde. Das entspricht einer Auslastung von ca. 85 %. Die Rohstoffverteilung liegt dabei bei ca. einem Drittel Holz und zwei Drittel Stroh, bezogen auf den Energiegehalt.

Danach sind kurz die vorhandenen Energiebedarfe der örtlichen Industrie- und Gewerbebetriebe aufgezeigt und die damit einhergehenden Möglichkeiten erläutert worden. In direkter Nachbarschaft zum potentiellen Standort liegt eine der größten Brennereien für die Rohbranntweinherstellung in Deutschland, die einen hohen und gleichmäßigen Wärmebedarf hat. In kurzer Entfernung befindet sich zudem eine Niederlassung eines namhaften deutschen Herstellers von Fertigsuppen und Fertiggerichten.

Im nächsten Schritt sind die rechtlichen Anforderungen vorgestellt worden. Wesentliches Instrument ist das Bundes-Immissionsschutzgesetz mit seinen nachgeordneten Verordnungen, vor allem die 4. BimSchV, und Verwaltungsvorschriften (TA Luft).

Bei der Vorstellung der verschiedenen technischen Konzepte ist deutlich geworden, dass eine Vorschubfeuerung oder eine Wirbelschichtfeuerung besonders geeignet ist, da sie eine große Brennstoffbandbreite erlauben und somit speziell auch für den Einsatz von Stroh als Brennstoff geeignet sind.

Allerdings ist nicht gelungen ist, ein konkretes Angebot für das vorgestellte Projekt zu bekommen. Die Schwierigkeit hierbei scheint die Kombination der beiden Brennstoffe in Verbindung mit der Anlagengröße zu sein.

Die Anlagenbauer von Holzheizkraftwerken haben große Probleme und Befürchtungen bezüglich des Einsatzes von Stroh. Aber die, vor allem im Ausland, zahlreich und seit langen Jahren vorhandenen Strohfeuerungen zeigen, dass die kritischen Punkte wie Ascheerweichung und hohe Stickstoff-, Chlor- und Alkaligehalte handhabbar sind. Die Anlagenbauer für Strohfeuerungen haben wiederum Probleme mit der Größe der Anlage.

Das zweite Problem ist die geringe Auskunftsfreudigkeit mit Hinblick auf ein, aus Sicht der Anlagenbauer, noch sehr unsicheres Projekt, angefragt von einem Studenten. Hier sollte aber der nächste Schritt ansetzen. Das Projekt muss "offizieller" präsentiert werden, so dass ein fundiertes Interesse mit konkreten (Bau-)Absichten ersichtlich ist.

Wie die Darstellung der Energiebedarfe der örtlichen Industrie- und Gewerbebetriebe gezeigt hat, gibt es zwei potentielle Hauptkunden, die jeweils sehr spezielle Anforderungen an die bereitgestellte Wärmeenergie haben. Hier gilt es nun, evtl. in Zusammenarbeit mit einem Anlagenbauer oder -betreiber, konkrete Modelle zur Deckung des Energiebedarfs zu entwickeln, da dieser mit einem einfachen Nahwärmesystem nicht erfüllt werden kann. Aus diesen Modellen ergeben sich dann auch die Standortfrage und die Anschlussmöglichkeiten für weitere Kunden über Nahwärme.

Abschließend hat eine Wirtschaftlichkeitsberechnung gezeigt, dass das Projekt auch ökonomisch interessant ist. Die Beurteilung ist mittels der Kapitalwertmethode durchgeführt worden und ergab einen Wert von ca. 3,73 Mio. €. Stellt man die Gleichung um und bestimmt den Kalkulationszinsfuss so erreicht man einen sehr attraktiven Wert von 7,6 %.