Im Industriepark Höchst, einem 4,6 Quadratkilometer großen Areal in Frankfurt am Main, sind 90 Unternehmenansässig. In rund 120 Produktionsanlagen von Chemie- und Pharmaunternehmen sowie den rund 800 Forschungs-, Labor- und Verwaltungsgebäuden wird viel Energie benötigt. Daher entsteht derzeit eine Ersatzbrennstoffanlage, die Ende des Jahres in Betrieb gehen wird. Der Jahresbedarf an elektrischer Energie beträgt im Industriepark rund 1.800 GWh, was dem Jahresverbrauch von rund 600.000 Haushalten entspricht. Momentan werden 40 Prozent des benötigen Stroms vor Ort erzeugt und rund 60 Prozent zugekauft. Von besonderer Bedeutung ist die Dampfversorgung vor Ort, denn in der chemischen und pharmazeutischen Industrie werden große Mengen Prozessdampf benötigt. Auf etwa 2.900GWh summiert sich der Jahresbedarf an Wärme derzeit – ausreichend für den Jahresbedarf von 140.000 Einfamilienhäusern. Dieser Dampf wird derzeit zu etwa 80 Prozent im Heizkraftwerk des Industrieparks produziert, das in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) betrieben wird und so einen maßgeblichen Beitrag zur Energieeffizienz leistet. Rund 20 Prozent des Wärmebedarfs wird mit der Nutzung von Abwärme gedeckt, die bei Produktionsprozessen anfällt. Die konsequente Kraft-Wärme-Kopplung und die Abwärmenutzung reduzieren die CO 2 -Emissionen pro Jahr um rund 400.000t. Da in den vergangenen Jahren viele neue Anlagen im Industriepark Höchst entstanden oder bestehende Produktionseinrichtungen erweitert wurden, wäre bei einem Ausfalls eines Kessels im bestehenden Kraftwerk die redundante Energieversorgung der Unternehmen jahresdurchgängig nicht immer gewährleistet. Daher entschied die für die Energieversorgung zuständige Standortbetreibergesellschaft Infraserv Höchst, die eigenen Erzeugungskapazitäten auszubauen. Kohle, Gas, Öl – oder alternative Energieträger? Diese grundsätzliche Entscheidung stand am Anfang des Projektes. Das bestehende Heizkraftwerk, dessen Kapazität sich auf etwa 830 t Dampf pro Stunde und 160 MW Strom beläuft, wird mit Erdgas und Kohle betrieben. Im Jahr 2004 kam eine Gasturbine mit 40 MW elektrischer Leistung dazu, die die Effizienz der Energieerzeugungsanlagen weiter erhöht und eine umweltfreundliche Energieproduktion garantiert.
Ersatzbrennstoffe bieten viele Vorteile
Dennoch handelt es sich bei Kohle und Gas um fossile Energieträger, bei denen der CO 2 -Ausstoß zu berücksichtigen ist. Zudem können die Importabhängigkeit und die Entwicklungen der Energiemärkte langfristig Probleme mit sich bringen. Daher entschied sich Infraserv Höchst für die Nutzung von Ersatzbrennstoffen (EBS), also heizwertreichen, sortierten und trockenen Bestandteilen von Siedlungs- und Gewerbeabfällen. Diese Materialien stehen auf dem heimischen Markt zur Verfügung und dürfen gemäß der Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TASi) seit Juni 2005 nicht mehr unvorbehandelt deponiert werden. Denn in Ersatzbrennstoffen steckt Energie, die sinnvollerweise genutzt werden kann. Allerdings fehlen in Deutschland, vor allem im Südwesten der Bundesrepublik, noch immer geeignete Anlagen. Folglich bringt der Bau der Ersatzbrennstoffanlage im Industriepark Höchst eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich:
- 1. Einsparung fossiler Brennstoffe und Reduzierung des CO
- 2
- -Ausstoßes; 2. Unabhängigkeit von den Entwicklungen der Energiemärkte und somit Stabilisierung des Energiepreisniveaus für die Kunden im Industriepark Höchst; 3. Sicherung der Energieversorgung der Standortunternehmen und somit der rund 22.000 Arbeitsplätze; 4. Reduzierung des Entsorgungsengpasses für Ersatzbrennstoffe in Südwestdeutschland, da nicht genügend Anlagen für die gesetzlich vorgeschriebene, umweltgerechte Verwertung zur Verfügung stehen.
Die Ersatzbrennstoff-Anlage im Industriepark wird eine Gesamtkapazität von 675.000Jahrestonnen aufweisen und pro Stunde etwa 250t Dampf beziehungsweise um die 70MW Strom produzieren. Mit dieser Kapazität und der Verbrennungs-Technologie „Zirkulierende Wirbelschicht“ wird die rund 300 Mio. Euro teure Anlage zu den größten ihrer Art in Deutschland gehören. Ersatzbrennstoffe werden aus Siedlungs- und Gewerbeabfällen gewonnen. Entsorgungsunternehmen zerkleinern und sortieren die angelieferten Abfälle und gewinnen auf diese Weise verschiedene Wertstofffraktionen, darunter auch die hochkalorischen Ersatzbrennstoffe. Schon das Verfahren der Brennstoffgewinnung hat gegenüber der klassischen Hausmüllverbrennung, bei der die Abfälle lediglich vom Verbraucher vorsortiert und anschließend mit hohem Energieaufwand verbrannt werden, deutliche ökologische Vorteile. Müllverbrennungsanlagen benötigen Energie und liefern in Relation zum Brennstoff-Input nur geringe Mengen an Strom und Wärme, Ersatzbrennstoff-Anlagen nutzen den hohen Energieanteil der sortierten Abfälle und erzeugen vergleichsweise viel Energie. In der Ersatzbrennstoff-Anlage im Industriepark Höchst kommt eine Wirbelschichtfeuerung mit integrierter Kühlung zum Einsatz, bei dem die EBS-Materialien in ein zirkulierendes Wirbelbett aus Quarzsand eingetragen werden. Diese Technologie garantiert einen besonders hohen Ausbrand, da sich die feinen, glühendheißen Sandpartikel mit den Ersatzbrennstoffen und der Verbrennungsluft vermischen und ein intensiver Wärmeübergang erfolgt. Die Wirbelschicht soll im Feuerraum der Anlage bei relativ niedrigen Temperaturen von rund 680°C arbeiten. Im Feuerraum rotieren zwei gegeneinander fluidisierte Sandwalzen. Dieser Sand wird durch Wärmetauscher gekühlt. Erst durch die Zugabe von Sekundärluft über der Wirbelschicht setzt die vollständige Verbrennung ein und erreicht die notwendige Temperatur von 850°C. Der Vorteil der niedrigen Sandtemperatur liegt darin, dass eventuell in den Ersatzbrennstoffen enthaltene Metallreste nicht geschmolzen, sondern aus dem Sandbett abgetrennt werden können. Die Wirbelschicht-Technologie erlaubt ein breites Spektrum an Brennstoffen, von niederkalorischen Materialien bis hin zu hochkalorischem Abfall oder Klärschlämmen. Mit dem Bau der Anlage wurde Mitte 2007 begonnen. Inzwischen sind die Hochbauaktivitäten weitgehend abgeschlossen, gleiches gilt für das Detail Engineering. Das 50Meter hohe Kesselhaus der Anlage besitzt drei jeweils 80Meter hohe Schornsteine, der eigentliche Kraftwerksblock ist etwa 30 Meter hoch. Als Generalunternehmer übernimmt die Firma Ebara, ein weltweit tätiges Unternehmen mit Sitz in Japan, den kompletten Bau der Anlage inklusive der Anlagentechnik. Mittlerweile sind die Druckproben der drei Kessel erfolgt und die Turbine wurde montiert. Die kalte Inbetriebnahme startete im Mai in den ersten Anlageteilen, die warme Inbetriebnahme soll im vierten Quartal 2009 erfolgen. Die Ersatzbrennstoffe werden von Entsorgungsunternehmen geliefert, deren Einsammelgebiete in Deutschland liegen und die Sortieranlagen im südwestdeutschen Raum betreiben. Infraserv Höchst hat bereits langfristige Lieferverträge mit verschiedenen EBS-Lieferanten abgeschlossen, sodass der Betrieb der Anlage gesichert ist. Noch langfristiger sind die Geschäftsbeziehungen zu den Abnehmern der Energie – den Unternehmen im Industriepark Höchst, die Strom und Wärme aus der Anlage beziehen werden. Für diese Firmen sind die Versorgungssicherheit und die Preisentwicklung im Energiebereich von großer Bedeutung. Daher optimiert Infraserv Höchst als Standortbetreibergesellschaft das Energieversorgungskonzept kontinuierlich und setzt auf einen vielseitigen, innovativen Mix. Hierzu gehört neben den klassischen fossilen Energieträgern und den Ersatzbrennstoffen, die ab Ende 2009 verwertet werden, auch Biogas. Mitte 2007 ging im Industriepark Höchst eine der größten Biogas-Anlagen Deutschlands in Betrieb, die pro Tag 30.000m 3 produziert und deren elektrische Leistung sich auf rund vier Megawatt beläuft. Pro Jahr verarbeitet die Anlage etwa 300.000m 3 Klärschlamm und 90.000m 3 organische Abfälle, sogenannte Co-Substrate. Dabei handelt es sich beispielsweise um Fermentationsrückstände aus der biotechnologischen Produktion, überlagerte Lebensmittel oder andere organische Abfälle. Ein wichtiger Aspekt: Anders als bei vielen anderen Biogas-Anlagen werden im Industriepark Höchst keine Lebensmittel oder landwirtschaftlichen Produkte in Biogas umgewandelt. In naher Zukunft wird das Biogas aus dem Industriepark in einer noch zu errichtenden Anlage auf Erdgasqualität aufbereitet und direkt in das öffentliche Gasnetz eingespeist. Infraserv Höchst wird hierbei mit dem Frankfurter Energieversorgungsunternehmen Mainova zusammenarbeiten.
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