Die Stadtwerke Bietigheim-Bissingen haben ihr erstes innovatives KWK-System in Betrieb genommen. Die Anlage wird im Verbund mit weiteren Anlagen strommarktorientiert betrieben.

 

Mit der Inbetriebnahme der Energiezentrale Mitte (EZM) im vergangenen Jahr betreiben die Stadtwerke Bietigheim-Bissingen auch erstmals ein innovatives KWK-System (iKWK). Die Anlage verknüpft verschiedene Wärmeerzeuger und verbindet zwei bislang getrennte Fernwärmenetze im Stadtgebiet.

Im Dezember 2023 ist das iKWK-System in der neuen „Energiezentrale Mitte“ in Betrieb gegangen. „Durch die neue Energiezentrale Mitte haben wir die Möglichkeit, die Wärmeerzeugung zeitlich vom Fernwärmebedarf zu entkoppeln und damit die zum jeweiligen Zeitpunkt wirtschaftlichsten Erzeuger im Fernwärmeverbundnetz netzdienlich zu nutzen“, sagt Jonathan Kiemle, stellvertretender Projektleiter bei den Stadtwerken.

Die neue Energiezentrale wurde auf dem ehemaligen Areal der Deutschen Linoleum-Werke (DLW) direkt neben dem alten Kraftwerk errichtet. Dort wurden aus Kohle (später Heizöl, zuletzt Erdgas) Strom und Dampf für die Produktionsanlagen vor Ort erzeugt. Da sich die Energiezentrale tatsächlich in der Mitte der Stadt und zugleich zwischen den bestehenden Fernwärmenetzen befindet, liegt sie ideal für den Versorger. Die EZM verbindet nämlich nun zwei Netze und ermöglicht so einen flexiblen und wirtschaftlichen Einsatz der Wärmeerzeuger im Verbundnetz. Aktuell versorgt sie das Fernwärmenetz im Stadtteil Buch inklusive des Lothar-Späth-Carrés. Der Zusammenschluss der EZM mit dem Heizwerk Buch macht eine geringere Wärmeerzeugung in konventionellen Erdgaskesseln möglich.
 
Das iKWK-System in Bietigheim-Bissingen, das nun seit Ende 2023 in Betrieb ist, hatte 2019 einen iKWK-Zuschlag bei der Ausschreibung der Bundesnetzagentur erhalten und besteht aus einem Blockheizkraftwerk, Umweltwärmepumpen und einem Elektrokessel. Innovative KWK-Systeme müssen sich per Definition aus einer KWK-Anlage, einer innovativen erneuerbaren Wärmequelle und einem elektrischen Wärmeerzeuger zusammensetzen, wenn sie an der Ausschreibung teilnehmen wollen.

Drei Speicher für hohe Flexibilität

Ein zweites BHKW, das mit installiert wurde in der Energiezentrale Mitte, ist zwar nicht Teil des iKWK-Systems, stellt der Energiezentrale aber zusätzlich Eigenstrom zur Verfügung. Ergänzt wird das iKWK-System außerdem durch Abwärme-Wärmepumpen, welche die ansonsten nicht nutzbare Abwärme der BHKW auf ein nutzbares Temperaturniveau heben. Drei Wärmespeicher mit zusammen 1.000 Kubikmeter Volumen dienen dazu, die Anlagenfahrweise zu verstetigen und häufiges An- und Abfahren zu vermeiden.

Die Energas BHKW GmbH hat die BHKW-Anlage inklusive der Abgaskomponenten geliefert und in Betrieb genommen. Das Unternehmen war in der Vergangenheit bereits an weiteren Stadtwerkeprojekten beteiligt, unter anderem mit BHKW auf Erdgas-, Biomethan- und Biogasbasis. Auch bei der Energiezentrale Mitte fiel die Entscheidung aufgrund positiver Erfahrungen auf Energas. Der weitere Anlagenbau stammt von Engie Deutschland.

Die beiden BHKW-Module hat Innio Jenbacher hergestellt. Das Modul des Typs „JMS612“, das zum iKWK-System zählt, hat eine elektrische Leistung von 1.999 kW und eine thermische in Höhe von 2.363 kW. Das zweite Modul (JMS312) ist von der Leistung her etwas kleiner mit 499 kW elektrisch und 669 kW thermisch. Es versorgt die Zentrale zum Teil mit Eigenstrom. Die beiden Umwelt-Wärmepumpen von Carrier verfügen insgesamt über etwa 1.400 kW thermische Leistung. 

Zusätzliches BHKW für Eigenstromnutzung

Abhängig vom Strompreis lassen sich die iKWK-Erzeuger zielgerichtet einsetzen: Bei einem hohen Strompreis laufen die BHKW, bei einem niedrigen die Wärmepumpen, bei negativen Preisen wird der Elektrokessel genutzt. In den Wintermonaten soll die Wärme hauptsächlich im BHKW der Energiezentrale Mitte erzeugt werden. Sobald es die Außentemperaturen zulassen, nehmen die Umwelt-Wärmepumpen ihren Betrieb auf.
 
Die BHKW arbeiten außerdem im Zusammenspiel mit weiteren Abwärme-Wärmepumpen, die die Abwärme aus dem Betrieb der Kraft-Wärme-Kopplung auf ein nutzbares Temperaturniveau anheben. Dafür wurden − und hier liegt eine Besonderheit des Konzepts − für die BHKW je drei Abgaswärmetauscher (AWT) von Aprovis mit verbaut. Der dritte Abgaswärmetauscher wird zur weiteren Brennwertnutzung eingesetzt und erhöht damit nochmals den Wirkungsgrad der gesamten Anlage. Sie dienen als Wärmequellen für die installierten Wärmepumpen. Durch den jeweils dritten AWT im Zusammenspiel mit der Wärmepumpe können über das größere BHWK weitere 502 kW Wärme genutzt werden und über das kleinere nochmals 127 kW.

Die drei Wärmespeicher haben insgesamt ein Volumen von 1.000 Kubikmetern. Der Hochtemperatur-Pufferspeicher verfügt über 600, der Niedertemperatur-Pufferspeicher über 200 Kubikmeter und ein Quellenpufferspeicher hat weitere 200 Kubikmeter Fassungsvermögen. 

Aber nicht nur eine neue iKWK-Anlage zog im vergangenen Jahr bei den Stadtwerken Bietigheim-Bissingen ein. Gemeinsam mit der Trianel optimiert der Versorger seit Februar 2024 sein dezentrales Fernwärme-Erzeugungsportfolio. Zum 1. Februar 2024 hat Trianel mit der Fernwärme-Erzeugungsoptimierung für die baden-württembergische Stadt an der Enz begonnen und steuert rund 36 MW Fernwärme-Erzeugungsleistung an zwei verschiedenen Standorten. Bei dem Anlagenpark der Stadtwerke handelt es sich um eine heterogene Mischung aus Biomethan- und Erdgas-BHKW sowie eben um das iKWK-System in der neuen Energiezentrale Mitte. Durch den gemischten Erzeugerpark können die Anlagen auch strommarktorientiert und netzdienlich betrieben werden.
 

Die Anlage auf einen Blick
Betreiber: Stadtwerke Bietigheim-Bissingen GmbH
Anlagenbau: Energas BHWK GmbH und Engie Deutschland GmbH
Anlage: Zwei BHKW des Herstellers Innio Jenbacher: JMS312 mit 499 kW elektrischer und 669 kW thermischer Leistung mit AWT 1 und AWT 2 via AWT 3 weitere 127 kW_th, Modul des Typs JMS612 mit 1.999 kW elektrischer und 2.363 kW thermischer Leistung mit AWT 1 und AWT 2 via AWT 3 weitere 502 kW_th;
Umwelt- und Abwärme-Wärmepumpen des Herstellers Carrier_; Elektrokessel von Klöpper-Therm GmbH; drei Abgaswärmetauscher von Aprovis und ein Hochtemperatur-Pfufferspeicher mit 3 x 200 Kubikmetern, ein Quellenpufferspeicher mit 200 Kubikmetern und ein Niedertemperatur-Pufferspeicher ebenfalls mit 200 Kubikmeter Fassungsvolumen; 
Besonderheit: Je BHKW ein dritter Abgaswärmetauscher zur Brennwertnutzung; Wärmequelle der Wärmepumpen 
Ansprechpartner: Moritz Kempf, Contingent Worker Energas BHKW GmbH, moritz.kempf@energas-gmbh.de; Jonathan Kiemle, stellvertretender Projektleiter bei den Stadtwerken, kiemle.jonathan@sw-bb.de