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Ein Dorf, ein Nahwärmenetz

Planung und Ausschreibung

Nachdem die Planungen der Trassenverläufe, der Wärmeerzeuger und deren Einbindung abgeschlossen waren, konnte die Ausschreibung der erforderlichen Bauarbeiten erfolgen. Nicht nur bei der Energieversorgung, auch bei der Auswahl der ausführenden Unternehmen, orientierte man sich regional.

Die Installation der Heiztechnik übernahm der Pfofelder Fachhandwerksbetrieb Gerhard Schuster. Das Unternehmen zeichnete unter anderem verantwortlich für die hydraulische Umrüstung der Biogasanlage Gundelshalm, für die Installation der Hackgutkessel, der Netzpumpe und vieles mehr. Wichtig für den effizienten Betrieb des Netzes waren zudem die vom Fachhandwerker durchgeführte Vakuumentgasung und die Einrichtung einer entsprechenden Druckhaltung im System.

Die Tiefbauarbeiten und die Rohrverlegung übernahm Karl Schmidt Bau aus dem nahegelegenen Dittenheim.

Die Installation in den 126 Abnehmer-Haushalten wurde von der Rainer Dengler GmbH aus dem nur wenige Kilometer entfernten Neudorf übernommen. Die Haushalte wurden mit dezentralen Nahwärme-Pufferspeichern und für Nahwärmenetze optimierten Frischwasserstationen aus dem Hause Enerpipe ausgestattet, die platzsparend direkt an den Pufferspeichern montiert werden können.

Die Realisierung des Projektes startete am 1. April 2015 mit den ersten Erdarbeiten. Da neben den Trassen für das Nahwärmenetz auch die Leitung für Highspeed-Internet verlegt sowie einige weitere Baumaßnahmen durchgeführt wurden, prägte der Satz "Das ganze Dorf ist eine Baustelle" zu dieser Zeit die Gespräche in Pfofeld. Parallel zu den Arbeiten an den Trassen wurde auch das Heizhaus umgebaut und Heizkessel, Pufferspeicher und Steuerungstechnik installiert sowie großzügige Lagerflächen für das Hackgut geschaffen.

Bereits im Oktober 2016 konnte der letzte Abnehmerhaushalt an das Wärmenetz angeschlossen werden. Im November wurden die Tiefbauarbeiten abgeschlossen und die Wärmeleitung von der Biogasanlage Gundelshalm ging ans Netz. Am 22. November wurde der erste Netzabschnitt fertiggestellt und der erste Haushalt dort mit Wärme aus dem Nahwärmenetz versorgt. Der zweite Netzabschnitt ging wenige Tage später in Betrieb. Zunächst wurde das Netz allein von der Biogasanlage Gundelshalm versorgt, aber schon wenige Tage später ging der erste Hackgutkessel im Heizhaus ans Netz. Die zweite Hackgutheizung und die Biogasanlage in Rittern folgten wenig später.

Die passende Hydraulik für das Nahwärmenetz

Wenn ein Nahwärmenetz so effizient wie möglich betrieben werden soll, müssen die Planer das Netz nicht nur an die örtlichen Gegebenheiten anpassen, sondern versuchen, diese möglichst optimal zu nutzen. So fanden die Planer im kreisförmig angelegten Ortszentrum von Pfofeld die optimalen Voraussetzungen, um einen Teil des Netzes als Ringleitung auszuführen. Eine solche Ringleitung ermöglicht die Versorgung der Haushalte mit kleineren Leitungsdurchschnitten, da sich die hydraulischen Kapazitäten in einer Ringleitung leichter anpassen lassen.

Kleinere Rohrstärken sparen zudem nicht nur Kosten, sondern punkten zudem noch mit geringeren Wärmeverlusten. Die Pfofelder Ringleitung wird mit einem 110er-Nahwärmerohr versorgt. Die Ringleitung selbst wird dann mit deutlich dünneren 75er-Rohren weitergeführt. Im ersten Schritt wurde die Ringleitung ausschließlich vom Pfofelder Heizhaus versorgt.

Nach dem Anschluss der Wärmeleitungen aus Rittern wurde zudem auch von der gegenüberliegenden Seite Wärme in den Ring eingespeist. Der Grund: Die Abwärme aus den BHKW der Biogasanlage in Rittern ist wesentlich günstiger als die der Hackgutkessel.

Um den Wärmeeintrag der einzelnen Wärmeerzeuger optimal aufeinander abzustimmen, kommunizieren die Pumpen in der Höhenübergabestation für die Wärme aus Rittern und die Pumpen im Heizhaus mittels Speicher-Programmierbarer Steuerungen (SP Steuerung) miteinander. So ist stets gewährleistet, dass immer die Leitung mit der kostengünstigsten Wärme einspeist.

Insgesamt wird das Pfofelder Nahwärmenetz von sieben Wärmeerzeugern mit Wärme versorgt: zwei Blockheizkraftwerke der Biogasanlage Gundelshalm (Schnell AG/Scania Gasmotoren), drei Blockheizkraftwerke der Biogasanlage Rittern (Hagl/MAN Gasmotoren) sowie zwei Hackgutkessel im Heizhaus direkt in Pfofeld. Um die Wärmeversorgung des Netzes optimal abzustimmen, sind alle Wärmeerzeuger mit einzelnen SP Steuerungen ausgestattet, die untereinander Informationen austauschen mit dem Ziel, immer zunächst die Abwärme aus den BHKW der Biogasanlagen zu nutzen, bevor Hackgut verheizt wird.

Erst wenn die fünf Blockheizkraftwerke nicht mehr ausreichen, um den aktuellen Wärmebedarf des Netzes zu decken, gehen die Hackgutheizungen in Betrieb. Neben der Ressourcenschonung sorgt die Verteilung der Wärmeversorgung auf insgesamt sieben Anlagen für eine hohe Versorgungssicherheit.

Das Hydraulikschema des Pfofelder Nahwärmenetzes.
Quelle: Enerpipe
Ein Dorf, ein Netz: Das Hydraulikschema des Pfofelder Nahwärmenetzes mit Biogas-Blockheizkraftwerken und Hackgutkesseln.

Um das Netz kontinuierlich zu optimieren und an die Verbrauchsgewohnheiten der Abnehmer anzupassen, kann die gesamte Anlage online überwacht und gesteuert werden. Die Rücklauftemperaturen der dezentralen Speicher werden praktisch permanent überwacht und mit den Vorjahresdaten verglichen.

Bei größeren Abweichungen können die Nahwärmespezialisten sofort reagieren und weitere Maßnahmen einleiten, wie zum Beispiel einen verkalkten Brauchwarmwasserbereiter austauschen. So werden unnötig hohe Betriebskosten von vornherein konsequent vermieden. Und sollte ein weiterer Abnehmerhaushalt dazukommen, wird das Netz innerhalb kürzester Zeit für die Erweiterung optimiert.

Konzept mit dezentraler Wärmespeicherung

Entscheidend für die Effizienz eines Nahwärmenetzes ist ein intelligentes Speichermanagement. Dies gilt umso mehr für ein Netz wie das in Pfofeld, in das mehrere Wärmeerzeuger einspeisen, die untereinander koordiniert werden müssen unter der Prämisse: Die kostengünstigste Wärmequelle zuerst!

In Pfofeld setzen die Genossen auf das von Enerpipe entwickelte System mit dezentralen Nahwärme-Pufferspeichern. Damit lasse sich der Wärmeverlust in Nahwärmenetzen deutlich reduzieren. Denn im Gegensatz zu Wärmenetzen mit zentraler Speicherung, die praktisch permanent in Betrieb gehalten werden muss, um den Wärmebedarf der Abnehmer zu decken, werden die dezentralen Pufferspeicher im Sommer nur in regelmäßigen Abständen vollständig beladen. Eine spezielle Sommerschaltung trägt gerade dann, wenn wenig Wärme benötigt wird, dazu bei, den Wärmeverlust des Netzes deutlich zu reduzieren. Im Vergleich zu einem konventionellen Wärmenetz mit zentraler Speicherung können so im Sommer Betriebskosten eingespart werden.

Heute versorgt die Anlage 126 Einfamilienhäuser, zwei Gaststätten, ein Jugendheim und das Sportheim mit genossenschaftlicher Nahwärme.

Während die Pfofelder früher, wie alle anderen Heizölkonsumenten, von den Preisschwankungen an den Weltmärkten abhängig waren, können sie sich heute auf konstante (niedrigere) Preise verlassen (5,5 Cent/kWh Nahwärme) – und das bei hoher Versorgungssicherheit.

Das Ziel "Unabhängigkeit von Heizöl und Gas" wird oft als Motivation für die Anschaffung neuer Heizsysteme genannt. Das haben die Pfofelder mit ihrem Nahwärmenetz tatsächlich erreicht. Mehr noch: Der Großteil der Wertschöpfung aus dem Nahwärmenetz, den Biogasanlagen und dem Holzeinschlag verbleibt in der Region. Da nahezu alle beteiligten Handwerker und Unternehmen aus der Nähe kommen, trägt das Projekt auch zur Sicherung von Arbeitsplätzen in der Region bei.

Auch langfristig sparen die Mittelfranken Geld: Da die Lebensdauer einer jeden Heizung begrenzt ist, sind nach einer gewissen Zeit Reinvestitionen für ein neues Gerät oder ein neues Heizsystem notwendig. In Pfofeld verteilen sich aber die Investitionskosten auf viele Schultern. Zudem wird von den monatlichen Gebühren ein festgelegter Betrag für Anschaffungen zurückgelegt, der bei Bedarf in neue Anlagen investiert wird. Das gibt den angeschlossenen Haushalten Sicherheit und nimmt das Risiko, eine Heizungsreparatur aus der Haushaltskasse stemmen zu müssen.

Den Konzernen ein Schnippchen schlagen

Darüber hinaus leisten die Pfofelder so auch ihren Beitrag zum Klimaschutz und nutzen die Abwärme der BHKW der Biogasanlagen-Betreiber, die sonst ungenutzt in die Luft geblasen würde. "Wir stärken die Region, in dem wir dafür sorgen, dass die Ausgaben für Wärme in der Region bleiben und nicht mehr hauptsächlich ins Ausland und an die Ölkonzerne fließen", heißt es bei der Pfofelder Genossenschaft stolz, die den großen Konzernen damit ein Schnippchen schlagen.

Weiterführende Informationen: http://www.enerpipe.de/

Dienstag, 31.10.2017