K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology

Energieinnovation 2006 167
6.3.4 „Kraft-Wärme-Kopplung auf Basis fester Biomasse mittels
ORC-Technologie - Demonstrationsprojekt Lienz"
Erwin Reisenhofer, Peter Thonhofer, Ingwald Obernberger
(BIOS Bioenergiesysteme GmbH) 1
Der ORC (Organic Rankine Cycle)-Prozess stellt für dezentrale Biomasse-Kraft-Wärme-
Kopplungsanlagen (Biomasse-KWK-Anlagen) eine technisch und wirtschaftlich interessante
Technologie dar. Die ORC-Technologie basiert auf dem Rankine Prozess mit dem Unterschied, dass
anstelle von Wasser ein organisches Arbeitsmittel verwendet wird. Im Rahmen eines europäischen
Demonstrationsprojektes wurde eine für Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen speziell
entwickelte ORC-Technologie mit einer elektrischen Nennleistung von 1.000 kW el im neu errichteten
Biomasseheizkraftwerk Lienz realisiert. Diese Anlage ist seit Februar 2001 erfolgreich in Betrieb.
Durch dieses Projekt sowie durch ein vorangegangenes EU-Demonstrationsprojekt bei der
Holzindustrie STIA in Admont (400 kW el Nennleistung, Inbetriebnahme 1999) ist ein Durchbruch der
Stromerzeugung mittels Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen auf Basis der ORC-Technologie
gelungen. In den letzten Jahren sind eine Vielzahl von ORC-Anlagen auf Biomassebasis in einem
Leistungsbereich zwischen 400 kW el und 1.500 kW el in Betrieb gegangen (derzeit befinden sich in
Österreich, Deutschland, Italien, Tschechien und der Schweiz bereits rund 20 Anlagen in Betrieb).
Durch die ausgezeichnete Akzeptanz der Fernwärmeversorgung mittels Biomasse-Kraft-Wärme-
Kopplung in der Lienzer Öffentlichkeit und der hohen Anschlussbereitschaft an die Fernwärme wurde
ein weiterer Ausbau des Fernwärmenetzes und damit verbunden die Erweiterung des Heizkraftwerkes
möglich. Im Oktober 2005 wurde eine weitere ORC-Anlage mit einer Nennleistung von 1.500 kW el in
Betrieb genommen. Die Erfahrungen aus der bestehenden Anlage führten weiters zur Installation
eines 400 m³ Pufferspeichers, um die Lastspitzen aus dem Fernwärmenetz zu glätten, sowie zur
Errichtung eines stationären Hackers und eines Rundholzlagerplatzes, um die Bereitstellung von
Waldhackgut zu optimieren.
Als Errichter- und Betreibergesellschaft fungiert die Stadtwärme Lienz Produktions- und Vertriebs-
GmbH welche sich zu jeweils 48 % im Eigentum der Steirische Gas-Wärme GmbH (StGW) bzw. der
TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG sowie zu 4 % im Eigentum der Stadt Lienz befindet. Die
maschinentechnische Planung der Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen auf ORC-Basis wurde
von der BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH durchgeführt.
Das Biomasseheizkraftwerk versorgt die Stadt Lienz mit Fernwärme (verkaufte Wärmemenge ca. 73
GWh th pro Jahr nach Vollausbau des Fernwärmenetzes). Der produzierte Strom (ca. 10,5 GWh el pro
Jahr nach Vollausbau des Fernwärmenetzes) wird in das örtliche Leitungsnetz eingespeist. Das
ausgezeichnete Teillastverhalten der ORC-Anlagen ermöglicht es die Biomasse-Kraft-Wärme-
Kopplungsanlage ausschließlich in wärmegeführter Fahrweise, und somit mit sehr hohem
Gesamtwirkungsgrad, zu betreiben. Insgesamt sind im Biomasseheizkraftwerk Lienz drei
Biomassefeuerungen, ein Thermoölkessel mit nachgeschalteten Thermoöl-Economiser mit einer
Nennleistung von 6,5 MW th (zur thermischen Versorgung der 1.000 kW el ORC-Anlage) und ein
Warmwasserkessel mit einer Nennleistung von 7,0 MW th in der Bestandsanlage sowie ein
Thermoölkessel mit nachgeschalteten Thermoöl-Economiser mit einer Nennleistung von 8,7 MW th (zur
thermischen Versorgung der 1.500 kW el ORC-Anlage) in der Neuanlage, installiert. Den Kesseln
nachgeschaltet sind zur Wärmerückgewinnung Warmwasser-Economiser mit einer Leistung von
insgesamt rund 2,5 MW th . Als Ausfallsreserve und zur Spitzenlastabdeckung sind weiters zwei mit
Heizöl extraleicht befeuerte Ölkessel mit einer Nennleistung von jeweils 11,0 MW th installiert. Im Zuge
der Errichtung der Neuanlage im Jahr 2005 wurde zur teilweisen Abdeckung der Spitzenlast und zum
Glätten von Lastschwankungen ein Pufferspeicher mit einem Volumen von 400 m 3 vorgesehen,
wodurch die Biomassefeuerungen gleichmäßiger und somit emissionsärmer betrieben werden
können. Weiters führt der Pufferspeicher zu einer deutlichen Reduktion des Ölverbrauches und zu
einer verbesserten Auslastung der Biomassefeuerungen, was auch in einer Steigerung der
Stromproduktion resultiert.
1 BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH; A-8010 Graz, Inffeldgasse 21b; Tel: +43 (316) 48130053;
e-mail: reisenhofer@bios-bioenergy.at, Url: www.bios-bioenergy.at;