Verstromung von KWK-Abwärme mit ORC-Anlage

Kurzbeschreibung

Die Stadtwerke Kempen GmbH ist der lokale Energieversorger der Stadt Kempen und versorgt Privathaushalte, öffentliche Einrichtungen und Unternehmen der Stadt mit Strom, Gas, Fernwärme und Wasser.

Das Unternehmen betreibt ein Blockheizkraftwerk (BHKW), das Strom und Wärme erzeugt. Das BHKW besteht aus fünf Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) mit einer installierten elektrischen Gesamtleistung von 13,5 Megawatt.

Mit dem geplanten Projekt soll die Installation einer ORC-Anlage (Organic Rankine Cycles) erfolgen, mit der die Abgaswärme (450°C) aus drei KWK-Anlagen genutzt werden soll. Dazu wird ein Thermoölkreislauf zwischen den Gasmotoren der KWK- Anlagen und der ORC-Anlage installiert, der die Energie aufnimmt. Wahlweise kann diese Energie dann dem ORC-Prozess zugeführt und zur Stromproduktion genutzt oder bei entsprechendem Wärmebedarf über einen Wärmetauscher an die Fernwärmeleitung ausgekoppelt werden. Ziel des Vorhabens ist es, den elektrischen Wirkungsgrad der KWK-Anlage um 2,02 Prozent auf 44,03 Prozent zu erhöhen, so dass sich ein Gesamtwirkungsgrad von 85,88 Prozent ergibt. Verglichen mit den durchschnittlichen Emissionen der Stromerzeugung des deutschen Kraftwerksparks können so Emissionen in Höhe von rund 1100 Tonnen CO2 vermieden werden.

ORC-Anlagen sind zwar schon seit einigen Jahren in Betrieb, neu bei diesem Vorhaben ist jedoch die Größe der Anlage (500 Kilowatt) und ihre Einbindung in KWK-Anlagen, basierend auf Gasmotoren, die mit fossilen Primärenergieträgern betrieben werden. Bisher wurden ORC-Anlagen lediglich mit regenerativen Energieträgern und in erheblich kleinerem Maßstab (20-100 Kilowatt) mit Gasmotoren kombiniert. Mit dem Vorhaben wird für eine ressourcenschonende Technik ein neues Anwendungsgebiet erschlossen.