So funktioniert Fernwärme

Blockheizkraftwerke (BHKW)

Die Fernwärmezentralen in der Stadt (Mozartallee, Parkhaus Dantestraße und Acquarena) sind BHKWs, die Wärme und Strom produzieren. Im Notfall und/oder bei extremer Kälte wird die Wärme zusätzlich über Gashilfskessel produziert.

Ein BHKW besteht im Wesentlichen aus einem Motor, einem Generator und einem Wärmetauscher. Abgas-, Schmieröl- und Motorkühlwärme werden über Wärmetauscher zum Aufheizen des Fernwärmenetzwassers genutzt. Der Strom wird über den Generator erzeugt. BHKWs weisen, gegenüber anderen Wärmeproduktionsanlagen wie z. B. Kessel, bessere Gesamtwirkungsgrade auf.

Die BHKW-Anlagen werden mit zertifiziertem Pflanzenöl aus Europa betrieben: sie speisen jährlich rund 5.000.000 kWh thermische Energie aus erneuerbaren Quellen ein.

Abwärme

Seit Ende 2020 bzw. Anfang 2021 speisen mehrere in der Brixner Industriezone angesiedelte Firmen, nämlich Rubner Holzbau, Lignoalp/Damiani und Palfrader (bald auch Barth) Wärme in das Netz ein.
Die Firma Rubner verwertet den vorhandenen Rohstoff Holz vor Ort. Die beiden anderen steigern die Effizienz, indem die thermische Wärme eingespeist wird.
Das bedeutet jährlich weitere 12.000.000 kWh Energie aus Biomasse. Gleichzeitig wird der Schwerverkehr reduziert – wir sprechen von 200 Lkw pro Jahr –, CO₂ eingespart und der lokale Wirtschaftskreislauf gestärkt.

Biomassezentralen

Der Biomassekessel in der Fernwärmezentrale in Vahrn hat eine Feuerleistung von 6.500 kW(t), ein zweiter Kessel mit einer Feuerleistung von 988 kW befindet sich in Pairdorf. Außerdem ist in Pairdorf ein Holzvergaser im Einsatz.
Von den ca. 90.000 Schüttraummetern Holz, die jährlich den Biomassekessel und den Holzvergaser in Pairdorf sowie das Heizwerk in Vahrn befeuern, stammt der Großteil aus Südtirol und ein Teil aus den Wäldern rund um Brixen. Zu den Lieferanten zählen heimische Holzfäller- und Sägebetriebe genauso wie Bauern der Umgebung. Auch Holz aus dem Baumschnitt oder Holz, das bei der Uferreinigung entlang des Eisacks anfällt, wird nicht entsorgt, sondern thermisch verwertet.

ORC-Anlage

Die ORC-Anlage wurde 2008 im Heizwerk Vahrn in Betrieb genommen: Mit den Abgasen, die beim Verbrennungsvorgang von Hackgut in Vahrn entstehen, wird Thermoöl in einem speziellen Rohrbehälter mit eingebauter Rohrspirale erhitzt. Ein Pumpsystem leitet die Thermoölwärme in einen mit Silikon gefüllten Vergaserbehälter. Silikonöl verdampft bei geringen Temperaturen (270 °C). Das entstandene Gas (10 bar) treibt eine Turbine an, die Turbine wiederum einen Generator, der Strom produziert. Nach Durchlaufen der Turbine strömt das nach wie vor heiße Silkonölgas in einen Kondensator, also einen Tank mit Rohrspirale. In der Rohrspirale fließt kaltes Wasser vom Fernwärme-Rücklauf durch, das sich in der heißen Umgebung des Silikonölgases wieder erhitzt und nun wieder in den Vorlauf gespeist werden kann.

Gas- und Ölkessel

Die Gaskessel funktionieren mit Erdgas und dienen ausschließlich der Abdeckung des Spitzenbedarfs. Zwei sind in Vahrn in Betrieb, vier in Brixen. Auch Ölkessel werden nur im Notfall und zur Abdeckung des Spitzenbedarfs genutzt, und zwar in Pairdorf (2.500 kW), in St. Andrä (2.600 kW) und in Schabs (4.100 kW).

Pflanzenöl-BHKW

Das Pflanzenöl-BHKW in der Fernwärmezentrale Vahrn funktioniert ähnlich wie ein gasbetriebenes BHKW. Als Treibstoff wird Rapsöl verbrannt. Die Anlage wurde 2011 in Betrieb genommen und liefert rund 920 kW(el), was dem Strombedarf von etwa 300 Haushalten entspricht, und rund 960 kWth thermische Leistung.

Holzvergasung

In der Fernwärmezentrale Pairdorf wurde 2015 das „Rosenheimer Verfahren zur Holzvergasung“ zur Strom- und Fernwärmeproduktion installiert und 2016 in Betrieb genommen. Anstatt die Holzhackschnitzel lediglich zu verbrennen, werden sie bei Temperaturen von bis zu 1.000 Grad unter geringer Luftzufuhr verschwelt, und so entsteht ein brennbares Gas, das Holzgas.

Dieses Holzgas enthält u. a. Kohlenmonoxid, Wasserstoff, sehr geringe Mengen an Methan, aber sehr wenig Teer. Ein Filter reinigt das Gas von der Asche. Als Produkt aus diesem Prozess entsteht ein klimaneutraler Brennstoff (Syngas).

Das Syngas wird einem BHKW zugeführt und so wird hocheffizient und klimaneutral Strom und Wärme produziert. Die Leistung von rund 120 kWth ist so ausgelegt, dass man den Sommerbetrieb gut überbrücken und den Biomassekessel abschalten kann. Im Winter läuft die Anlage parallel mit.

Bei der Fernwärmezentrale in Vahrn prüft das Unternehmen Geocalor-D aus Deutschland den Einsatz von Erdwärme. Die Tiefenbohrung soll rund 8.000 m ins Erdreich reichen.

Die Stadtwerke Brixen AG ist genauso wie die Fernwärme Vahrn Konsortial GmbH vertraglich lediglich als Abnehmer für die Wärme am Projekt beteiligt und übernimmt weder Kosten noch Arbeiten, also keinerlei Projektrisiko. Sollte die Bohrung erfolgreich sein, wären die Vorteile allerdings beträchtlich.

Wie funktioniert Geothermie?
Bei Geothermie wird Wasser durch Rohre tief in die Erde transportiert. Dort wird es allein durch die Gesteinswärme so heiß, dass es mittels Pumpen wieder aufsteigt und Energie spendet. Da bei dieser innovativen Technik nur ein einziges Loch senkrecht in die Erde gebohrt wird, ist das Risiko für seismische Störungen gleich null.

Was ist der Vorteil von Geothermie?
Wenn die Bohrung erfolgreich ist, würden die Stadtwerke Brixen AG und damit auch die Brixner und Vahrner Bevölkerung über günstige Energie verfügen. Man geht von einer bezogenen Leistung von etwa 12.000 kW(th) aus. Wenn diese Schätzung eintrifft, können 50 % der Wärmemenge, die heute mittels Verbrennung erzeugt wird, ersetzt werden. Das heißt weiters, dass 70 % des Wärmebedarfs in Brixen und den umliegenden Gemeinden durch erneuerbare Energieformen gedeckt würden.
Dadurch wäre Wärme ohne Verbrennung von primären Energieträgern und ohne Emissionen möglich.