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- Die Lausitzer Werkstätten haben ihre unzurei-chende Wärmeerzeugung über einen Gas-Heizkessel durch ein BHKW und einen Fernwärmeanschluss ersetzt.
- Die dafür erforderliche Investition amortisiert sich unter Berücksichtigung des KWKG durch ca. 25 % geringere Verbrauchskosten in rund vier Jahren.
- Die Erneuerung im laufenden Betrieb ermöglichte ein ganzheitliches auch die MSR-Technik umfassendes Systemfertigungskonzept.
Das Ablösen veralteter, vielfach fehldimensionierter Heiztechnik im Bestand wirft grundsätzliche Fragen nach alternativen systemtechnischen Optionen, deren Machbarkeit, langfristiger Effektivität und den damit verbundenen Investitionsrisiken auf.
Im Zuge des Transformationsprozesses in der Wärmeversorgung gehen dabei zwei primäre Zielsetzungen Hand in Hand: Eine positive Kostenwirksamkeit und die Verbesserung der Umweltbilanz. Beides lässt sich nur durch eine phasenübergreifende Planung, eine bedarfs- und situationsgerechte Ausführung und eine kontinuierlich überwachte Betriebsweise des energetischen Versorgungssystems dauerhaft gewährleisten.
Den Nachweis für die reale Leistungsfähigkeit eines ganzheitlich ausgerichteten Energiekonzepts liefert nach erfolgreichem Projektabschluss und ersten ökonomischen und ökologischen Bilanzierungen nun die gemeinnützige Lausitzer Werkstätten GmbH im sächsischen Hoyerswerda.
Als Auftraggeber für eine kombinierte Versorgungslösung zur dezentralen Wärmeerzeugung, -speicherung und -verteilung für Raumbeheizung, Lüftung und Warmwasser profitiert die Einrichtung heute von einem deutlich gesenkten Primärenergieverbrauch, gleichzeitig wurden die CO2-Emissionen erheblich verringert.
Systemintegration im laufenden Betrieb
Die Lausitzer Werkstätten Abb. 4 wurden 1991 als Betreuungs- und Bildungseinrichtung für Menschen mit geistigen oder körperlichen Behinderungen gegründet. Heute bietet sie neben unterschiedlichen Wohn- und Versorgungskonzepten zugleich Arbeitsplätze für mehr als 350 Personen; etwa in der Metall- und Holzverarbeitung, im Gartenbau, der Landschaftspflege und im Wäscherei-Service.
Vor dem Hintergrund steigender Leistungsabfragen und verschärfter Hygienebestimmungen erfolgte die Sondierung potenzieller Lösungen, die dann den unzureichenden Gas-Heizkessel ersetzen sollten. Aufgrund des parallel hohen Bedarfs an Strom und Wärme fiel die Wahl zugunsten des Kraft-Wärme-Kopplungs-Prinzips (KWK).
Im Herbst 2017 wurde ein ortsnahes Projektteam aus erfahrenen Energietechnikspezialisten mit der Aufgabe betraut, ein weitgehend autarkes Erzeugungs-, Speicher- und Verteilsystem zu entwickeln, das den hohen Grundlastbedarf der Gesellschaft wirtschaftlich solide, ökologisch effizient und versorgungsstabil bedienen kann.
Die Festlegung des Anlagendesigns wie auch die Koordination der Planungs- und Bauabläufe wurden dabei durch mehrere restriktive Faktoren wesentlich beeinflusst. Zunächst standen für die eingehauste Installation von BHKW, Wärmeübergabestation, Pufferspeicher; Trinkwassersystem, Verteiler für Lüftung und Heizung sowie die Leittechnik nur sehr begrenzte Platzkapazitäten zur Verfügung Abb. 1 Abb. 2.
Gleichzeitig mussten alle Maßnahmen während des laufenden Betriebs der Einrichtungen vorgenommen werden, was zusätzlich durch parallel durchgeführte Umbauarbeiten im Küchenbereich und in der Wäscherei belastet wurde. Planung, Fertigung und Installation der Systemkomponenten erforderten eine entsprechend exakte Taktung jedes einzelnen Prozessschritts und eine präzise Arbeitsverzahnung der drei beauftragten Unternehmen IGT (Ingenieurbüro für Gebäudetechnik, Dresden), Yados (Energieanlagenentwickler, Hoyerswerda) und Scholze Haustechnik (Installationsbetrieb, Hoyerswerda).
Die Integration der Systemkomponenten organisierten die Projektpartner in dynamisch geplanten Teilschritten, die flexibel an die situativen Bedingungen und den Baufortschritt vor Ort angepasst wurden. Die Effizienz der Handlungsabfolge ermöglichte es, enge Zeit-, Kapazitäts- und Budgetvorgaben trotz externer Einschränkungen verlässlich einzuhalten.
Als zeit- und kostenentlastend erwies sich dabei auch ein ganzheitliches Systemfertigungskonzept, das Yados für die Lausitzer Werkstätten nach dem Alles-aus-einer-Hand-Prinzip realisierte. Zeit- und Ressourcenaufwände für Schnittstellenanpassungen zwischen Einzelkomponenten unterschiedlicher Hersteller waren dadurch nicht erforderlich.
Lückenlos eine optimale Fahrweise
Um die Koppelprodukte der KWK-Technologie in optimaler Weise zu nutzen und die Systemeffizienz auf stabil hohem Niveau halten zu können, werden solche Anlagen in ihrer Auslegung grundsätzlich als Individuallösung konzipiert. Die energetischen Voraussetzungen und Bedarfsgrößen der Lausitzer Werkstätten evaluierten die Experten im Zuge einer ersten Bestandsaufnahme und legten sie der nachfolgenden Wirtschaftlichkeitsberechnung zugrunde.
Mit dem Ziel, eine weitgehend autarke Strom- und Wärmeversorgung zu gewährleisten, plante und fertigte Yados ein auf 5500 Vollnutzungsstunden im Jahr ausgerichtetes Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 50 kW und einer thermischen Leistung von 78 kW. Parallel stellt ein Trinkwassererwärmungssystem mit Pufferspeicher effizient temperiertes Trinkwarmwasser über mehrere Abnahmepunkte im Gebäude bereit. Insgesamt elf Heizkreise versorgen so unter anderem den Großküchenbetrieb, Sanitäreinrichtungen, Radiatoren und Fußbodenheizung. Den thermischen Bedarf in Spitzenlastzeiten sichert eine Fernwärmestation mit einer Leistungskapazität von 450 kW.
Neben der präzise auf die Bedarfsverläufe ausgerichteten Konzepte zur Wärmeerzeugung, -speicherung und -verteilung gelten MSR-Systeme der neuesten Generation als wichtige Stellschraube für die weitere Effizienzver-besserung in der Energieversorgung. Werden die Prozesse im Gesamtkomplex einer Energiezentrale – wie im vorliegenden Beispiel mit BHKW, Wärmeübergabestation, Heizungsverteiler und Trinkwassersystem – über ein gemeinsames Leitsystem vernetzt, kann der Anlagenbetrieb ganzheitlich überwacht und nach situationsspezifischer Erfordernis modifiziert werden Abb. 3.
Da sich Abweichungen oder Störungen innerhalb der laufenden Prozesse unmittelbar erkennen und in Echtzeit beheben lassen, ist die angestrebte optimale Anlagenfahr-weise nahezu lückenlos realisierbar. Die so zu erzielende Verbrauchsreduktion von Primärenergie liegt bei durchschnittlich 8 bis 10 %; in energieintensiven Betrieben sind durchaus bis zu 30 % möglich.
Bilanz und Ausblick
Akkumuliert man die einzelnen Beiträge der Gesamtanlage, ergibt sich daraus eine Verbrauchskostenentlastung von rund 25 %. Unter Einbezug früherer Verbrauchsdaten der Lausitzer Werkstätten und der Berücksichtigung von Förderungen und Einnahmen gemäß Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz 2014 (KWKG) ergibt sich auf Basis von VDI 2067 zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit von gebäudetechnischen Anlagen eine Amortisationszeit zwischen drei und viereinhalb Jahren. Gleichzeitig kann allein durch den Einsatz des BHKW-Aggregats in Relation zu konventionellen Heizsystemen von einer Halbierung der CO2-Emissionen ausgegangen werden.
Mit der Integration des dezentralen Versorgungssystems schafft die gemeinnützige Einrichtung stabile Voraussetzungen, um ihre Gebäude auf lange Sicht zuverlässig, komfortabel mit verbesserter Nachhaltigkeit zu bewirtschaften und ihre Produktionsprozesse effizient zu führen. Sie leistet damit nicht zuletzt einen wichtigen Beitrag zur Standortsicherung, Arbeitsplatz- und Aufenthaltsqualität und zum Umweltschutz.
YADO|GIRO-Datensätze
Zur Planungssicherheit bei der Projektierung von Versorgungslösungen stellt Yados seit Kurzem die Datensätze der standardisierten Wärmeübergabestation YADO|GIRO für Nah-und Fernwärmenetze über liNear kostenfrei zur Verfügung. Der Datensatz ist für den Anschluss der Übergabestation an ein Wärmenetz ebenso geeignet wie für die Planung ganzer Bauvorhaben.
Bernd Kisch
ist Bauleiter & Projektmanager Energiesysteme bei Yados, 02977 Hoyerswerda, bernd.kisch@yados.de, www.yados.de
2 Das Yados-BHKW mit wartungsfreundlich großer Öffnung.
3 Visualisierung der Anlagensteuerung über YADO|LINK.
4 Die Lausitzer Werkstätten in Hoyerswerda wurden 1991 als Betreuungs- und Bildungseinrichtung für Menschen mit geistigen oder körperlichen Behinderungen gegründet. Heute bietet sie neben unterschiedlichen Wohn- und Versorgungskonzepten zugleich Arbeitsplätze für mehr als 350 Personen; etwa in der Metall- und Holzverarbeitung, im Gartenbau, der Landschaftspflege und im Wäscherei-Service.
