Innovative Technologie

Rundgang im Außenbereich der Anlage: Im Hintergrund ist das 5.400 m3 große Lager für Holzhackschnitzel zu sehen.
Foto: Michael Bollschweiler
Rundgang im Außenbereich der Anlage: Im Hintergrund ist das 5.400 m3 große Lager für Holzhackschnitzel zu sehen. Foto: Michael Bollschweiler

Am 3. November besuchte Bundesumweltminister Sigmar Gabriel ein Holzheizkraftwerk (HHKW) in Oerlinghausen bei Bielefeld. Er wurde vom örtlichen Wahlkreisabgeordneten und Mitglied des Umweltausschusses, Dirk Becker, eingeladen. Es ist das erste Kraftwerk in Norddeutschland, das die Organic Ranking Cycle-Technologie (ORC-Technologie) zur Kraft-Wärme-Kopplung einsetzt. Die Anlage besteht aus einem vollautomatischen Holzkessel mit Vorschubrostfeuerung, einem aufgesetzten Thermalöl-Wärmetauscher und einem nachgeschalteten ORC-Modul. Der darin ablaufende Prozess ähnelt dem verbreiteten Wasser-Dampf-Prozess. Wärmeträger ist allerdings nicht Wasser, sondern ein Silikonöl.

Das Prozessschema (siehe Graphik) verdeutlicht die Abläufe. In der Feuerungsanlage werden Holzabfälle verbrannt. Im aufgesetzten Thermoölkessel erhitzt sich ein synthetisches Öl (Therminol 66) auf Temperaturen von 280 bis 300 °C. Die Wärme wird über einen Verdampfer in den Organic Ranking-Kreislauf, in dem ein organisches Silikonöl als Arbeitsmedium verwendet wird, übertragen. Durch die zwei hydraulisch voneinander getrennten Energieträger ist ein nahezu druckloser Kesselbetrieb möglich. Denn Therminol 66 entwickelt bei einer Kesselbetriebstemperatur von 300 °C einen Dampfdruck von nur etwa 1 bar, der Siedepunkt liegt bei 359 °C.

Im Organic Ranking-Kreislauf treibt der Dampf des Silikonöls (Octamethyltrisiloxan) bei Temperaturen von ca. 240° C und einem Druck von etwa 8 bar eine einstufige Axialturbine mit 3000 U/min an. In Anlagen, in denen Wasser als Wärmeträger verwendet wird, entwickelt der Dampf mit 25 bis 30 bar ungleich höhere Drücke. Durch Substituierung von Wasser durch Öl und durch die zwei hydraulisch voneinander entkoppelten Kreisläufe ist eine kompaktere Bauart der Anlage möglich. Diese ist einfacher zu handhaben, der Wartungsaufwand reduziert sich und es sind weniger Kontrollen durch den Tüv nötig. Außerdem kann auf einen Notkühler verzichtet werden. Ein Asynchrongenerator mit 650 kWel Leistung im Regelbetrieb ist direkt, also ohne Zwischengetriebe, an die Turbine gekoppelt.