Seit Ende 2020 führt ein Rheinfelder Unternehmen die anfallende Prozessabwärme einem Nahwärmenetz zu. Die Abwärme stammt aus mehreren Produktionsanlagen und wird bei chemischen Prozessen freigesetzt. Als „Abfallprodukt“ konnte sie bisher nicht genutzt werden, sondern wurde in den Rhein gegeben. Allerdings lässt sich die Abwärme nachhaltig einsetzen, zum Beispiel für das Heizen und die Versorgung mit Warmwasser in benachbarten Wohngebieten. Die Abwärmemenge (5.200 Kilowatt Dauerleistung) kann bis zu 10.000 Wohnungen klimaneutral mit Wärme und Warmwasser versorgen. Auch für die Firmengebäude blieb dabei genug übrig.
Wie funktioniert der Abwärmetransport
Das Wasser wird in einen Kreislauf geschickt und langsam über die Wärmeprozesse erhitzt, bis es auf 95 Grad Celsius kommt. Die Haushalte in den versorgten Wohnquartieren des Gemeinschaftsprojekts benötigen dadurch keine fossilen Brennstoffe mehr für ihre Wärme- und Warmwassererzeugung. Das spart in Rheinfelden im Endausbau rund 10.000 Tonnen CO2 und bringt die Stadt ihren Klimaschutzzielen näher.
Grafik Nahwärmenetz © Energiedienst AG
Abwärmeauskopplung
Um die Wärme vom Betriebsgelände zur Energiezentrale zu transportieren, wurde eine rund 900 Meter lange Fernwärmeleitung gebaut. Der Bau der Abwärmeauskopplung nahm etwa ein Jahr in Anspruch. Außerdem war eine Unterführung der beiden 40 Zentimeter starken Nahwärmeleitungen unter einer Bundesstraße nötig. Als besonders anspruchsvoll galt die Durchpressung des Bahndamms auf 54 Metern Länge mit einem Durchmesser von 1,20 Meter in einer Tiefe von sieben Metern.
Strom aus überschüssiger Wärme
Auch überschüssige Wärme erfährt bei dem Projekt eine sinnvolle Verwendung – zum Beispiel im Sommer, wenn der Warmwasser- und Heizbedarf kleiner ist. Dann nutzt eine Kleinstdampfturbine die nicht benötigte Wärme zur Stromproduktion. Dafür wird eine ORC-Anlage eingesetzt. ORC steht für „Organic Rankine Cycle“. Dieser Begriff bezeichnet den Betrieb einer Dampfturbine mit einem anderen Energieträger als Wasserdampf.
Rohrleitungen Nahwärmenetz © Energiedienst AG
Das heiße Wasser des Nahwärmenetzes erhitzt über einen Plattenwärmetauscher den flüssigen Energieträger Pentafluorpropan. Die Hitze lässt die Flüssigkeit zu Gas werden. Der entstehende Dampf treibt eine Dampfturbine an, die über einen Generator Strom erzeugt. Danach entspannt sich das Pentafluorpropan, verflüssigt sich und fließt erneut in den Kreislauf. Bis zu 250 kW elektrische Leistung (brutto) kann die ORC-Maschine erzeugen.
Projektdaten „Auf einen Blick“:
-
Standort: Rheinfelden (Baden)
-
Versorgungsgebiet: Wärmenetze im Quartier Grendelmatt, Stadt Rheinfelden
-
Jährlicher Wärmebedarf: 42 Millionen kWh können bereitgestellt werden
-
Leistung: 5,2 MW
-
Technologie(n): Externe Abwärmenutzung zur Beheizung von Wohnungen in Rheinfelden und zur Lieferung von Warmwasser; im Sommer zusätzlich ORC-Anlage zur Stromerzeugung aus Abwärme
-
Besonderheiten: Die ausgekoppelte Abwärme wurde bislang ungenutzt in die Umwelt abgegeben. Die Gasversorgung der Nahwärmenetze konnte vollständig abgeschaltet werden.
-
Bau- oder Projektzeit: Ende Juli 2019 (Vertragsunterzeichnung) – Oktober 2021 (offizielle Einweihung)
-
Investition: 5,1 Mio. €, gefördert durch die KfW
-
Konsortialprojektpartner: Evonik Operations GmbH