Schmallenberger Sauerland

Nahwärmenetz Oberkirchen

Über das Nahwärmenetz versorgt der Energiewirt Hubertus Gilsbach 18 Gebäude mit gut 1,2 Mio. kWh Wärme, größter Verbraucher ist das „Haus auf der Insel“ des Sozialwerks St. Georg mit Wohneinrichtungen und einer Wäscherei. In das rund 600 m lange Wärmenetz wird Wärme aus 2 Holzhackschnitzel-Kesseln und einem Holzgas-Blockheizkraftwerk (BHKW) eingespeist.

Hubertus Gilsbach ist gelernter Forstwirt und selbstständig tätig, seit 2005 erweitert er seine Aktivitäten systematisch von der Forstarbeit zur Erzeugung von Wärme und Strom. Nach dem ersten Holzhackschnitzelkessel mit 30 kW Leistung zur Beheizung seines Wohnhauses folgte 2005 das Holzgas-BHKW mit 50 kW Wärmeleistung. Ein drastischer Einschnitt war der Orkan Kyrill am 18.1.2007, Hubertus Gilsbach verlor mehr als 10 % seines Waldes. Die Suche nach alternativen Verwertungen für das massenhaft angefallene Restholz beschleunigte die Entwicklung zum Energiewirt. 2008 installierte Gilsbach zwei Holzhackschnitzel-Heizkessel mit je 150 kW Leistung und baute das Wärmenetz, das  mittlerweile auf 16 Abnehmer gewachsen ist. Beim Bau des Wärmenetzes konnte 2008 der Umbau der Ortsdurchfahrt Oberkirchen genutzt werden.

Das ca. 600 m lange Wärmeleitungsnetz ist mit vollisolierten Kunststoffrohren ausgeführt. Die Wassertemperaturen erreichen 80 °C im Vorlauf und 60 °C im Rücklauf. Für die kleinen Verbraucher sind Vor- und Rücklauf in einem Twin-Rohr zusammengefasst, die Hauptleitungen sind in 2 Einzelleitungen verlegt. In den Gebäuden wird die Wärme aus dem Nahwärmenetz über Wärmetauscher an die vorhandenen Heizungsverteilungen übergeben. Alle Stationen sind mit Wärmemengenzählern ausgestattet, sodass Erzeugung und Verbräuche vollständig nachgewiesen werden können.

Ein Kilogramm trockenes Fichtenholz hat einen Heizwert von etwa 4,2 kWh, das entspricht 0,4 l Heizöl. Der nutzbare Energiegehalt hängt vom Wassergehalt des Holzes ab. Waldfrisches Holz brennt, gibt aber fast keine Wärme ab. Holz mit hohem Feuchtegehalt führt zu zahlreichen Problemen im Betrieb der Kessel. Das Holz sollte deshalb vor dem Verbrennen einen Wassergehalt von weniger als 20 % aufweisen.

Bei Hubertus Gilsbach werden die Schnitzel aus vorgetrocknetem Holz gehackt, er lagert das Material auf dem Holzplatz in einer Halle und trocknet es chargenweise mit Abwärme aus dem Heizraum nach. Denn jedes Prozent Wassergehalt durch unzureichende Trocknung oder unsachgemäße Lagerung mindert den Heizwert und damit den Ertrag um etwa 1 %.
Darüber hinaus betreibt Gilsbach eine Photovoltaikanlage und erzeugt im Wasserkraftwerk in der Lennemühle – Station der Erneuerbare Energie-Tour auf der gegenüberliegenden Straßenseite – weitere 85.000 kWh Strom. Eine besondere Attraktion sind Planwagenfahrten mit seinem auf Holzvergaser umgerüsteten Unimog.

Heiz- und Kraftwerk in einem Block

Das BHKW besteht aus einem Gasmotor mit gekoppeltem Generator. Der 4-Zylinder-Gasmotor hat eine Leistung von 29 kW bzw. 39 PS und treibt den Generator an, der Strom mit 400 Volt Spannung erzeugt. Der erzeugte Strom wird ins Netz eingespeist und nach dem Erneuerbare Energien-Gesetz vergütet.

Das BHKW mit einer elektrischen Leistung von 29 kW erzeugt im Jahr etwa 200.000 kWh Strom und deckt so den Bedarf von 40 bis 50 Haushalten. Aus der Wasserkühlung des Motors und der Abgaskühlung kommt eine Wärmeleistung von 50 kW, die Wärmemenge von etwa 340.000 kWh wird in das Nahwärmenetz eingespeist.

Der Gesamtwirkungsgrad beträgt mehr als 80 % und liegt deutlich über dem Wirkungsgrad einer konventionellen Stromerzeugung.


Holz gibt Gas

Zur Gasgewinnung werden die Holzhackschnitzel in einem geschlossenen Behälter unter Luftmangel teilverbrannt. Vereinfacht betrachtet entweichen in einer Kette von chemischen Reaktionen bei verschiedenen Temperaturstufen mehrere Gase aus dem Holz, das während des Prozesses im Reaktor von oben nach unten auf ein Glutbett absinkt. Zuletzt reagiert der Rest des Kohlenstoffs im Holz bei Temperaturen von etwa 1.000 °C mit der Verbrennungsluft.

Das Holzgas ist ein Gemisch aus Wasserstoffgas, Kohlenmonoxid, Wasserdampf, Luft und Methan und ist durch gasförmigen Teer, Asche und Staub verunreinigt. Das Gas wird gereinigt und dem Gasmotor zugeführt.

Aus 1 kg Holzhackschnitzel mit 4,2 kWh Energiegehalt erzeugt ein Holzgas-BHKW 2,5 kWh Nutzwärme­ und 1 kWh Strom.