Fernwärmenetz

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Startschuss in Oberwilen
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Mit dem Bau des Alterswohn- und Pflegezentrums Hof wurde im April 2005 in der nebenan liegenden Alterssiedlung die CO2-neutrale Holzschnitzelheizung Oberwilen durch die EST (Elektro Speicher-Trogen) in Betrieb genommen. In den darauf folgenden Jahren kamen weitere Bezüger in Oberwilen, Kalabinth und bei der Kirche dazu.

Leider gab es von Anfang an Probleme mit den Abgasemissionen dieser Fernwärmeanlage, vor allem bei wetterbedingten Staulagen beklagten sich Bewohner in der Nachbarschaft über Beeinträchtigungen der Luftqualität. Da die EST anfangs frische und daher eher feuchte Schnitzel verbrannte, vermutete man darin den Grund für die lästigen Abgase. Sowohl getrocknete Schnitzel wie auch eine Erhöhung des Kamins brachten nur sehr bescheidene Verbesserungen.

Bald einmal war die Kapazität des bestehenden Ofens zu klein, da weitere potentielle Bezüger ihren Bedarf für einheimische, CO2-neutrale und nachhaltige Energie anmeldeten.

Elektro Speicher-Trogen AG
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Die Anfänge der Elektro Speicher-Trogen AG gehen auf das Jahr 1903 zurück und sind mit der Gründung der Trogenerbahn verbunden. Diese führte als Firma während fast 100 Jahren die Geschäftsbereiche Bahn, Elektrizitätswerk und Elektroinstallation. Im Rahmen der Fusion zwischen der Trogenerbahn mit den Appenzeller Bahnen wurden die Bereiche Elektrizitätswerk und Elektroinstallation per 1. Oktober 2001 aus der Trogenerbahn AG herausgelöst und unter dem Namen Elektro Speicher-Trogen AG (EST) als eigenständige Firma geführt. Die EST beschäftigte insgesamt 22 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen.

Energiestadt Speicher
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Im April 2009 erhielt Speicher nach Herisau als 2. Gemeinde im Kanton das Label Energiestadt zugesprochen.

Energiestadt zu sein bedeutet, einen haushälterischen Umgang mit Energie zu pflegen und die Ressourcen zu schonen.

Diese Auszeichnung war Ansporn, die begonnen Aktivitäten weiter auszubauen und eine umfassende Planung für ein effizientes Fernwärmenetz zu machen, damit auch in Zukunft weitere Energiebezüger ans Netz angeschlossen werden könnten. Dazu benötigte man einen neuen Standort möglichst nah am Dorf, wo aber Bewohner von Emissionen so gut wie möglich geschützt sind.

Bau der neuen Fernwärmeanlage Wies
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In der Wies wurden die zuständigen Stellen fündig. Die Anlage ist in zwei Hauptbaukörper, Kesselhaus und Holzschnitzellager geteilt, so dass das grosse Bauvolumen vom Erscheinungsbild her gebrochen wird. Im verbindenden Mitteltrakt befinden sich Büro- und Technikräume sowie die Öltanks für die ergänzende Ölheizung. Die gesamte Anlage weist ein Volumen von ca.11'000 m3 auf.

Fernheizkraftwerk Wies

Ab Juli 2010 realisierte "Elektro Speicher Trogen AG" mit den Partnern "Axpo Contracting AG" und "Hälg & Co. AG" den Wärmeverbund Wies, welcher bereits im Dezember des gleichen Jahres in Betrieb genommen wurde. Die beiden Partner-Unternehmen waren dabei für den Bau und Betrieb der Heizzentrale zuständig. Die EST AG übernahm den Dienstleistungs- und Serviceauftrag der Anlage und des gesamten Wärmeverbundes.



Mit dem Aushub für die Heizzentrale konnte gleichzeitig eine Altlast der früheren Abfalldeponie Speichers beseitigt werden.


Finanzielle Schwierigkeiten - SAK kauft EST
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Der Verzicht Speichers Ende September 2010, öffentliche Gelder in die AG zu geben, liess das Vorhaben vorerst in sich zusammenbrechen, die EST stand vor einem Scherbenhaufen. Als Folge daraus sah sich der Verwaltungsrat der EST gezwungen, das notwendige Kapital zur langfristigen Sicherstellung der Strom- und Wärmeversorgung anderweitig zu beschaffen. Auf Antrag des Verwaltungsrats und nach intensiven Überlegungen zur Gesamtsituation, der zukünftigen Entwicklungen, den sich verändernden Rahmenbedingungen sowie möglichen weiteren Optionen entschieden sich die Gemeinderäte Speichers und Trogen sowie der Stadtrat St.Gallen im Mai 2011, ihre jeweiligen Aktienpakete der EST an die St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke (SAK) zu verkaufen.

Die offizielle Begründung des Verwaltungsrates: «Aufgrund der hohen gesetzlichen Anforderungen wird es für die kleinen Elektrizitätswerke in Zukunft immer schwieriger sein, auf dem liberalisierten Markt bestehen zu können».

Die gesamte Geschäftstätigkeit der EST wurde per 1. Oktober 2011 von der SAK übernommen und im bisherigen Rahmen weitergeführt. Die SAK übernahm sämtliche Mitarbeitenden der EST und garantierte ihnen eine Weiterbeschäftigung.

Erschliessung des Wärmeverbundnetzes
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Mit der neuen Zentrale Wies wurden vorerst der Dorfkern von Speicher und sämtliche öffentlichen Gebäude der Gemeinde mit Wärme versorgt, welche über das Wärmeverbundnetz (Rohrleitungen) zu den einzelnen Liegenschaften geführt wird.

Prinzipschema des Fernwärmenetzes

Erschliessung zu den Verbrauchern
Übergabestation im Haus


Per Übergabestation gelangt die Wärme über einen wartungsarmen Wärmetauscher in das hauseigene Heizungssystem, wo Heizung und Warmwassererzeugung in separaten Kreisläufen gespeist werden. Mit dem Bau des Wärmeverbundes wurden gleichzeitig viele in die Jahre gekommene Wasser- und Abwasserleitungen saniert und gleichzeitig Glasfasern in die Häuser verlegt. Damit können nun die Wärmezähler für die Rechnungsstellung online abgelesen und die Haus-Anlage ferngewartet werden, ohne dass Personal der SAK vor Ort gehen muss.

Man ging bei der ersten Planung davon aus, dass je nach Netzentwicklung Wärmeenergie von 8 bis 10 GWh durch die Elektro Speicher-Trogen AG abgesetzt werden könnte, wobei die Wertschöpfung in der Region bleiben würde.


Energieerzeugung
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Die Energie wird in der neuen Energieversorgungszentrale Wies primär mit dem Holzkessel erzeugt. Ein Öl- Spitzenlastkessel dient lediglich zur Not.

Produktion der Holzschnitzel

Die Lieferung der Holzschnitzel erfolgt einerseits durch regionale Forstbetriebe, aber auch durch holzverarbeitendes Gewerbe und Industrie. Die Nutzung des Rohstoffes Holz bringt wirtschaftliche Vorteile für die Land- und Forstwirtschaft sowie für die nachgelagerten Wirtschaftszweige. Und was sich hervorhebt: Das für Heizenergie ausgegebene Geld fliesst nicht in die Kassen von Erdölkonzernen, sondern bleibt in unserem Land.

Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde festgestellt, dass der Wärmeverbund Speicher-Trogen in der Region rund 3,3 Arbeitsstellen in den Bereichen Holzlogistik und Anlagenbetrieb sichert. Oder dass dank des Heizens mit einheimischem Holz über CHF 600‘000.- pro Jahr in der Region verbleiben und somit nicht ins Ausland für Ölimporte abfliessen.


Zusammenschluss mit Trogen
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Seit der Übernahme des Wärmeverbundes Wies mit weiteren 3 bereits bestehenden kleinen Wärmezentralen Oberwilen, Pestalozzi und Nideren durch die SAK wurde das Wärmenetz in den Gemeinden Speicher und Trogen stetig weiter ausgebaut. Im Oktober 2013 erfolgte der Zusammenschluss der Netze Speicher + Trogen. Zurzeit versorgt die St.Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG (SAK) 183 Kunden über das 16 km lange Wärmeverbundnetz in Speicher und Trogen sicher und zuverlässig mit CO2-neutraler Wärme aus einheimischem Holz.

Ausbau Zentrale Wies durch die SAK
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Am 6. Februar 2015 wurde in den Zentrale Wies ein neuer Holzofen sowie das ORC-Modul (Organic Rankine Cycle) in Betrieb genommen.

Ofenanlage
ORC Modul mit Generator

Mittels Wärme-Kraft-Koppelungsprozess (WKK) ermöglicht diese Technologie die Gewinnung von Wärme und gleichzeitiger Stromproduktion aus erneuerbarer Energie. Das Holzkraftwerk Wies besteht seit dem Endausbau aus zwei Holzschnitzelheizungen mit einer Leistung von 5,9 MW. Die neue Holschnitzelheizung erwärmt ein Thermoölsystem, welches die gesamte Wärme zu einem Wärmetauscher transportiert. Der Wärmetauscher übergibt die Wärme an einen Vorwärmer und Verdampfer im Silikonkreislauf. Durch die Erwärmung wird Silikonöl-Dampf erzeugt. Dieser treibt eine Turbine an die 18% der Wärmeenergie in elektrische Energie umwandelt. Die restlichen 80% der Wärme werden mit einer Temperatur von zirka. 85° C in das Fernwärmenetz eingespeist. Die Inbetriebnahme des ORC-Moduls ist eine wertvolle Ergänzung im Repertoire nachhaltiger Energieanlagen.
Im Jahr werden rund 2.0 GWh elektrische Energie erzeugt, was einem jährlichen Stromverbrauch von ca. 440 Haushalten entspricht.
Bei der Inbetriebnahme der neuen Heizungsanlage wurde auch die Abluftreinigung erneuert. Die Dampffahne der Heizung besteht fast zu 100% aus Wasserdampf und ist somit unbedenklich. Durch eine Erhöhung der Abgasgeschwindigkeit durch Einblasen von warmer Luft aus der Zentrale wird verhindert, dass sich der Dampf in der Umgebung absenken kann. Zudem wurde neu eine Silobelüftung in Betrieb genommen, welche die Gerüche der Holzschnitzelvergärung eliminiert.


Infos zum Betrieb
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Holzschnitzelofen mit ORC-Turbine
Feuerung Leistung der 2 Holzschnitzelofen 5'900 kW (5,9 MW)
Elektrische Leistung des ORC 600 kW
Brennstoff (Endausbau) Waldhackschnitzel (28‘000m3)
Gesamtwirkungsgrad der Anlage > 80%
Jährliche Wärmeproduktion 17‘000‘000 kWh thermisch
Jährliche Stromproduktion zirka 2'000'000 kWh elektrisch


2016 reduzierte sich der CO2- Ausstoss der Gemeinden Speicher und Trogen wegen des Fernheiz-Blockkraftwerkes Wies um rund 3’500 Tonnen pro Jahr, was eine Einsparung von rund 1,3 Millionen Liter Heizöl oder eine Reduktion von ca. 250 Lastwagentransporten bedeuten.

Weitere Fakten zur Fernheizung
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• Sicherheit durch langfristige Abnahmeverträge.
• Keine Kosten für Kaminfeger.
• Das nachwachsende Holz ist gesichert.
• Der Wärmeverlust in der Fernleitung beträgt nur ca. 7-10%.

Quelle:
SAK, St. Gallisch-Appenzellische Kraftwerke
Fotos:
SAK; Paul Hollenstein
Text:
Paul Hollenstein 2017