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Das HeizkraftwerkPforzheim.
Heizkraftwerk Pforzheim GmbHHohwiesenweg 1575175 Pforzheim
Telefon: 07231 3971-8001Fax: 07231 3971-8009
Eutinger Straße
Richtung Autobahn Karlsruhe/Stuttgart
AS Pforzheim-Ost
Gasometer360°
Einkaufs-zentrum
Ezn
A8Hohwiesenweg
B10
Fernwärme – ein kluges Konzept. Sauber, sicher, effizient.
Vor mehr als 50 Jahren haben sich die Verantwortlichen für den Ausbau der Fernwärmeversorgung in Pforzheim ent-schieden. Derzeit besteht das Heizkraftwerk Pforzheim aus zwei wesentlichen Anlagen, aus dem Biomasseblock und dem Wirbelschichtblock. Das HKW Pforzheim deckt heute im Wärmemarkt unserer Stadt fast die Hälfte des Bedarfs zur Raumheizung und Brauchwassererwärmung ab. Etwa 20.000 Einzelfeuerungen bei Haushalten, Betrieben und öffentlichen Einrichtungen, die ansonsten ihre Abgase unbehandelt an die Umwelt abgeben würden, wurden durch die Versorgung mit Fernwärme ersetzt.
Für Fernwärme spricht so einiges:Die Erzeugung von Fernwärme und Strom in gekoppel-ten Prozessen, die so genannte Kraft-Wärme-Kopplung, hat gegenüber einer getrennten Erzeugung den Vorteil, deutlich weniger Primärenergie zu verbrauchen.
Die zentrale Erzeugung von Fernwärme mit modernster und sauberster Technik leistet einen erheblichen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz.
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„Das Besondere am Heizkraftwerk Pforz-heim ist der große Anteil an regenerativen Brennstoffen, die ausschließlich aus der Region stammen. Dazu zählen Biomas-se, Ersatzbrennstoffe und Klärgas. Somit können wir zum größten Teil auf teure Im-porte fossiler Brennstoffe verzichten und die Versorgung der Bürger unserer Stadt gewährleisten. Das ist unser Beitrag zur Energiewende!“
Dipl.-Chem. Ing. Martin SeitzGeschäftsführer Heizkraftwerk Pforzheim GmbH
Ganz wichtig: Fernwärme ist ein äußerst flexibler und damit stets entwicklungsfähiger Energieträger. Die zur Erzeugung eingesetzten Primärenergieträger sind aus-tauschbar, der jeweilige Brennstoff-Mix bestimmt sich aus wirtschaftlichen Gegebenheiten und ökologischen Zielsetzungen. Waren es in der Vergangenheit Kohle, Heiz-öl und Gas, so haben im HKW Pforzheim im Zeitalter der Energiewende regenerative Brennstoffe wie Biomasse, Ersatzbrennstoffe und Klärgas einen wesentlichen Anteil übernommen. An dieser Entwicklung wird das HKW ste-tig weiterarbeiten. Der Energieträger Fernwärme eröffnet auch künftig alle Möglichkeiten einer sicheren, wirtschaft-lichen und ökologischen Deckung des Wärmebedarfs in Pforzheim. Darüber hinaus kann die Fernwärme auch zur Erzeugung von Kälte dienen, die zur Klimatisierung von Wohnungen, Büros und Industriebetrieben sinnvoll ein-setzbar ist.
Hohe Effizienz.Prinzip unseres Heizkraftwerks: Kraft-Wärme-Kopplung.
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Im Gegensatz zum Heizwerk, das nur Wärme erzeugt, und zum Kraftwerk, das allein der Stromerzeugung dient, ent-stehen bei der Erzeugung in Kraft-Wärme-Kopplung zwei Energiearten: Strom und Wärme. Mit diesem Prinzip nutzt ein Heizkraftwerk die Brennstoffe also weitaus effizienter aus (Brennstoffnutzungsgrad bis zu 80 %) als in getrennten Er-zeugungsprozessen von Strom und Wärme. Damit spart die-se Technik Brennstoffe ein, schont Ressourcen und vermeidet Emissionen. Das nützt der Umwelt und dem Klima.
Zur GrafikIm HKW wird durch die Verbrennung der Primärenergieträger Biomasse, Kohle, Erdgas, Klärgas, Heizöl und Ersatzbrennstoffe energiereicher Hochdruckdampf erzeugt, der in die Turbine geleitet wird. In der Turbine bewegt der Dampf den Turbi-nenläufer, der wiederum im Generator den Rotor antreibt. Auf diese Weise wird Strom erzeugt, der ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.
350 Mio. kWh Fernwärme jährlich,davon bis zu 135 Mio. kWh auf derBasis regenerativer Brennstoffe200 Mio. kWh Strom jährlich,davon bis zu 105 Mio. kWh auf derBasis regenerativer Brennstoffe
Danach wird der weniger energiereiche Dampf in den Heiz-kondensator geleitet. Über diesen wird Wärmeenergie auf das Heizwasser übertragen und über Pumpen ins Fernwärmenetz abgegeben. Der zu Wasser kondensierte Dampf wird zum Dampferzeuger zurückgeleitet und dort wieder erhitzt – der Kreislauf beginnt von vorne.
Kundenanlage
Brennstoffenergie Thermische Energie Bewegungsenergie Nutzenergie (Strom und Fernwärme)
Brauchwasser
Heizung
Heizkondensator
Pumpe
Pumpen
Wärmeübergabestation (Wärmetauscher)
Dampferzeuger
Turbine
Generator TransformatorTransformator
Wärmespeicher
„Meine 60 Kollegen und ich halten un-ser HKW am Laufen und sorgen dafür, dass die Anlagentechnik stetig optimiert wird. Wir sind stolz darauf, die Bürger und Betriebe von Pforzheim zuverlässig mit Fernwärme und Strom zu versorgen.“
Mario HeyerHKW-Mitarbeiter
100 % nachhaltig.Biomasse für die Grundlast.
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Der Biomasseblock ist seit 2005 die größte regenerative Er-zeugungsanlage in Pforzheim. Etwa 95.000 Tonnen Biomasse in Form von gehäckseltem Altholz werden genutzt, um ganz-jährig Fernwärme und Strom zu produzieren. Damit eignet sich diese Anlage bestens, um die Fernwärme-Grundlast zu decken. In den Sommermonaten erzeugt der Biomasseblock sogar den gesamten Bedarf, sodass die Fernwärme in Pforz-heim zu dieser Zeit zu 100 % aus regenerativen Energieträ-gern kommt.Neben ökologischen Vorzügen wurde der Biomasseblock ge-baut, weil der Gesetzgeber mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz die Stromerzeugung aus regenerativen Brennstoffen mit einer auf 20 Jahre garantierten Vergütung fördert. Das HKW nutzte diese Förderung als wirtschaftliche Basis für den Bau und Betrieb des Biomasseblocks.
Im Gegensatz zu Kohle, Öl und Gas, die endlich sind, ist der Brennstoff Holz als nachwachsender Rohstoff auch künftig sicher verfügbar. Das Altholz kommt aus der Region und ver-ursacht durch die kurzen Transportwege geringe Emissionen. Auch das Holz selbst überzeugt durch seine ökologischen Qualitäten, denn seine CO2-Bilanz ist neutral, das heißt, bei der Verbrennung entsteht nur so viel Kohlendioxid, wie der Baum während seines Wachstumsprozesses aufgenommen
Jährlicher Brennstoffeinsatz: 95.000 TonnenStündlicher Brennstoffverbrauch: 12 TonnenGesamtinvestition: 42 Mio. EuroFernwärmeleistung: 30 MWElektrische Leistung: 13,3 MW
hat. Durch ein Qualitätssicherungssystem wird die Einhal-tung der gesetzlichen Vorgaben für das Altholz sowohl beim Holzlieferanten als auch im HKW laufend überwacht.
Zur GrafikDas Altholz wird aus dem Brennstofflager über eine Wurfbe-schickung in den Feuerraum der Kesselanlage eingebracht und in der Schwebe sowie auf dem Wanderrost verbrannt. Durch den Prozess der Kraft-Wärme-Kopplung wird wiede-rum die Brennstoffenergie in die Nutzenergien Strom und Fernwärme umgewandelt.
Wurfschwebe-feuerung
Wanderrost
Dampferzeuger Dampf zur Turbine
Zur Rauchgas-reinigungs-anlage
Speise-wasser
Werferluft/ Verbrennungsluft
Erdgas + Klärgas
Brennstofflager4.800 m3
Anlieferung Biomasse
Krananlage
Zünd- und Stütz-feuerung
Effiziente Technik für die Mittellast.Der Wirbelschichtblock.
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Während der Heizperiode von Oktober bis April wird eine größere Menge Fernwärme benötigt, die der Biomasseblock alleine nicht mehr erzeugen kann. Dieser zusätzliche Bedarf wird vom 1990 in Betrieb genommenen Wirbelschichtblock bereitgestellt.
Zur GrafikBeim Wirbelschichtverfahren wird feinkörniger Brennstoff durch aufströmende Verbrennungsluft aufgelockert, verwir-belt und verbrannt. Die Verbrennungsluft strömt aus Düsen-köpfen im Wirbelbett. Die Feststoffteilchen werden danach in zwei Zyklonen vom Gasstrom getrennt und der Wirbel-schicht wieder zugeführt. Auf diese Weise wird der Brennstoff bestmöglich ausgenutzt.
Das Besondere bei unserer Anlage: Ursprünglich nur für den Einsatz des Primärenergieträgers Steinkohle konzipiert, werden mittlerweile 25 % durch überwiegend regenerative Brennstoffe ersetzt. Zu diesen Brennstoffen gehört Klärgas aus dem Klärwerk der Stadt Pforzheim. Besonders interessant
sind die so genannten Ersatzbrennstoffe aus heizwertreichen Produktionsreststoffen und aus der mechanisch-biologi-schen Aufbereitung von Siedlungsabfällen. Im Klartext: Abfall wird bei unseren Lieferanten zu einem Brennstoff mit hohem Heizwert aufbereitet und im Wirbelschichtblock mit niedri-gem CO2-Ausstoß verbrannt.
Flexibel einsetzbar. Die Spitzenlastkessel.An besonders kalten Tagen stehen für den höchsten Fern-wärmebedarf im Jahr zwei mit Erdgas oder Heizöl befeuerte Spitzenlastkessel bereit. Technisch gesehen eignen sich diese Brennstoffe sehr gut für die kurzfristige Erzeugung benötig-ter Wärmemengen, da die Kessel schnell in Betrieb genom-men und auch wieder heruntergefahren werden können. Sie erzeugen nur Fernwärme und keinen Strom.
Jährlicher Brennstoffeinsatz: 50.000 TonnenStündlicher Brennstoff-verbrauch: 15 TonnenGesamtinvestition: 100 Mio. DMFernwärmeleistung: 42 MWElektrische Leistung: 30 MW
Verbrennungsluft
Brennstoff
Ascheteilchen Unverbrannte Brennstoff-teilchen
Zur Rauchgas-reinigunsanlage
Dampf zur Turbine
Speise-wasser
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Klimaschutz durch Einsparung von Treibhausgasen
CO2-Faktor Fernwärme im HKW: 104 g CO2/kWh
Ohne Kraft-Wärme-Kopplung läge er bei 295 g CO2/kWh
CO2-Faktor Strom im HKW: 574 g CO2/kWh Ohne Kraft-Wärme-Kopplung läge er bei 770 g CO2/kWh
Laut EU-Vorgabe sollen auf Grundlage der Klimaschutzab-kommen von Kyoto im Jahr 2020 insgesamt 20 % der Treibh-ausgase (wie z.B. Kohlendioxid und Methan) gegenüber dem Basisjahr 1990 eingespart werden. Dieses Ziel ist für die Stadt Pforzheim allein durch das HKW bereits heute erreicht. Im HKW fällt ausschließlich das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) an, und dies in weit geringerem Maß, als es bei der getrenn-ten Erzeugung von Strom und Fernwärme, d.h. ohne Kraft-Wärme-Kopplung, der Fall wäre. Ein wichtiger Beitrag zur Re-duktion der Treibhausgase ist der Einsatz von CO2-neutraler Biomasse, die in Pforzheim zur Erzeugung der Grundlast ge-nutzt wird.
„Seit Jahrzehnten versorgen wir sicher und ökonomisch sinnvoll unsere Stadt mit Strom und Wärme. Durch das HKW Pforzheim erreichen wir die ehrgeizigen Klimaziele unserer Stadt und belegen ei-nen Spitzenplatz im Land.“
Roger Heidt
Erster Bürgermeister der Stadt Pforzheim
und Aufsichtsratsvorsitzender der
Heizkraftwerk Pforzheim GmbH
Mischreaktor
Zyklonasche-Silo
Gewebebefilter
Sorptionsmittelsilo
Rauchgas vom Kessel
Vorabscheider(Zyklon)
ReststoffsiloRezirkulation
Die Umwelt entlasten, das Klima schützen.
Umweltschutz durch RauchgasreinigungDas HKW Pforzheim verfügt für die Verbrennung von Biomas-se sowie von Kohle und Ersatzbrennstoffen jeweils über hoch wirksame Rauchgasreinigungsanlagen. Durch deren Einsatz werden die strengen gesetzlichen Emissionswerte deutlich unterschritten. Durch die Fernwärmeversorgung Pforzheims aus dem HKW werden 20.000 Einzelfeuerungsanlagen ver-mieden, die ihre Abgase ungereinigt an die Umwelt abge-ben würden – ein wichtiger Beitrag zur Luftreinhaltung in Pforzheim.
Zur GrafikBei der Rauchgasreinigung im Biomasseblock werden die Stickoxide aus den Rauchgasen der Kesselfeuerung über die Entstickungsanlage unschädlich gemacht. Dazu wird im Kes-sel eine Harnstofflösung eingedüst, die mit den Stickoxiden zu Stickstoff und Wasserdampf reagiert. Im Wirbelschicht-block ist das wegen der niedrigeren Verbrennungstempera-turen nicht notwendig, da hier kaum Stickoxide entstehen. Gröbere Partikel werden über einen Zyklon abgeschieden. Schadstoffe, die jetzt noch im Rauchgas enthalten sind, wer-den mit einem Sorptionsmittel gebunden und zum Gewebe-filter geführt. Im Gewebefilter werden Rest-Feinstäube und die gebundenen Schadstoffe abgetrennt, im Reststoffsilo zwischengelagert und einer Verwertung zugeführt.Über die beiden etwa 100 Meter hohen HKW-Schornsteine werden nur gereinigte Abgase abgegeben.
Vom HKW direkt ins Haus.Vorteile der Fernwärme.
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„Mit Fernwärme können wir uns vieles sparen: keine Vorbestellung von Heizöl, keine Geruchs-belästigung und keinen Schmutz, keine Abgas-messung vom Schornsteinfeger und kein Lärm. Statt Lagerraum haben wir jetzt einen Hobby-keller!“
Warum Wärme selbst erzeugen, wenn sie schon gebrauchs-fertig zur Verfügung steht? Wer Fernwärme nutzt, bekommt Wärme aus dem Heizkraftwerk Pforzheim fix und fertig ins Haus. Viele Stadtteile Pforzheims sind an das Fernwärmenetz der Stadtwerke Pforzheim angeschlossen. Einfamilien- oder Mehrfamilienhäuser, ganze Wohnsiedlungen und Bürokom-plexe, Krankenhäuser, Hotels, Schulen, Gewerbe- und Indus-triebetriebe in Pforzheim werden mit Fernwärme aus dem HKW beliefert. Das Fernwärmenetz in Pforzheim hat mittlerweile eine Ge-samtleitungslänge von ca. 110 km. Durch die Fernwärme-rohre gelangt bis zu 110 °C heißes Wasser in die angeschlos-senen Gebäude, die Rücklaufleitungen transportieren das abgekühlte Wasser mit im Schnitt 60 °C zurück ins Heizkraft-werk am Hohwiesenweg. Fernwärme hat viele Vorteile: Fernwärmenutzer brauchen keinen Heizkessel mit Brenner, keinen Schornstein und kei-ne Brennstofflagerung. Fernwärme ist außerdem besonders
Daten und Fakten Fernwärme7 Druckerhöhungsstationen110 km Fernwärmeleitungen2.581 Fernwärme-ÜbergabestationenEtwa 20.000 versorgte Wohnungen und Betriebe
umweltschonend, denn sie wird im Heizkraftwerk sehr effizi-ent hergestellt und kommt über ein unterirdisches Leitungs-netz ins Haus. Über die Fernwärme-Übergabestation wird die Wärme des Heizwassers auf den Heizungs- und Warmwas-serkreislauf der Fernwärmekunden übertragen und kann mit allen Heizungssystemen genutzt werden. Sorgenfrei, sicher, umweltgerecht und wirtschaftlich – so ist Fernwärme.
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Fernwärmeversorgungsgebiete in Pforzheim
Jederzeit richtungsweisend.Die Geschichte des HKW Pforzheim.
Grundsatzentscheidung für FernwärmeSchon anfangs der 1960er-Jahre haben die Verantwortlichen der Stadtwerke und der Gemeinderat auf die Fernwärme gesetzt, eine kluge und vorausschauende Wahl. Strom und Fernwärme in einem Produktionsprozess: Das bedeutete eine erhebliche Verringerung des Primärenergieeinsatzes und damit auch der Schadstoffbelastung der Umwelt, das war wirtschaftlich und ökologisch ein Meilenstein.
Der erste Ausbau 1962 – 1970Am 25. Juli 1962 legte der Gemeinderat mit der Zustimmung zum Bau eines Heizkraftwerks am Standort Hohwiesenweg den Grundstein zur Erfolgsgeschichte der Fernwärmever-sorgung in Pforzheim, damals noch über 2 mit Kohle und Schweröl befeuerte Kessel und einen nachgeschalteten Tur-bosatz. Mit der ersten Stromabgabe ins Netz nahm das HKW am 4. Januar 1965 den Leistungsbetrieb auf. 1969/70 kamenein weiterer Hochdruckkessel und 2 Turbinen dazu. Der Ge-samtinvest für die erste Ausbaustufe betrug 24 Mio. DM.
Umstieg auf den Brennstoff ErdgasTrotz der Ölpreiskrise und der Ungewissheit über die künfti-ge Verfügbarkeit von Energieträgern beschloss der Gemein-derat im Juni 1977 den nächsten großen Ausbau des HKW. Unter den Aspekten der Wirtschaftlichkeit und des Umwelt-schutzes wurde der Bau eines Gaskombiblocks mit einem Abhitzekessel, einem Gasturbosatz und einer nachgeschalte-ten Gegendruckturbine für etwa 50 Mio. DM realisiert und im November 1980 in Betrieb genommen.
Rückkehr zur KohleDer „Jahrhundertvertrag“ zwischen Unternehmen der Elek-trizitätsversorgung und des deutschen Steinkohlebergbaus
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1980 erforderte auch für das HKW eine bis 1995 festgeleg-te Kohleabnahme. 1985 wurde der nächste große Ausbau des HKW beschlossen, mit etwa 100 Mio. DM die bislang größte Einzelinvestition in Pforzheim. Ein kohlebefeuerter Hochdruckkessel mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung ersetzte die alten Kohlekessel. Mit dieser Feuerungstechnik und einer vorbildlichen Rauchgasreinigung konnte trotz des deutlich angestiegenen Kohleeinsatzes die Gesamtemission des HKW wesentlich verringert werden.
Einstieg in regenerative BrennstoffeDas HKW nutzte das Erneuerbare-Energien-Gesetz im Jahr 2000 mit festgelegten Vergütungen beim Einsatz von Biomas-se als Chance. Von 2002 bis 2004 wurde der Biomasseblock mit Hochdruckkessel und Turbine geplant und errichtet, der Anfang 2005 den regulären Betrieb aufnahm. Mit dieser öko-logisch vorbildlichen Erzeugung von Strom und Fernwärme mit dem Brennstoff Altholz war das HKW ein Vorreiter der Energiewende. Erweitert wurde die Palette der regenerativen Brennstoffe durch die ab 2009 erfolgte Mitverbrennung von Ersatzbrennstoffen im Wirbelschichtkessel.
Die Geschichte geht weiterDas HKW hat in seiner 50-jährigen Geschichte technologi-sche Entwicklungen und politisch-gesellschaftliche Ziele mitvollzogen. Mit der Flexibilität beim Brennstoffeinsatz und der Kraft-Wärme-Kopplung wird das HKW Pforzheim auch künftig sicher, wirtschaftlich und ökologisch Fernwärme und Strom für Pforzheim liefern.
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