Blockheizkraftwerk
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Mit einem Blockheizkraftwerk erzeugt die TU Dortmund effizient Wärmeenergie und Strom aus Erdgas.
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine Anlage zur gleichzeitigen Gewinnung von elektrischer Energie und Wärme. Um Verluste gering zu halten wird ein BHKW am Ort oder in der Nähe des Wärmeverbrauchs betrieben. Durch Kraft-Wärme-Kopplung können hohe Gesamtwirkungsgrade von 80 bis 90% erreicht werden, gegenüber 25 bis 44% bei herkömmlicher Kombination von lokaler Heizung und zentralem Kraftwerk. Hier sinkt der Wirkungsgrad, da die Abwärme nicht zur Stromerzeugung genutzt wird.
Mit ihrem Blockheizkraftwerk erzeugt die TU Dortmund mithilfe von drei großen Verbrennungsmotoren Wärmeenergie, die mittels angekoppelter Generatoren auch elektrische Energie erzeugen. Zur optimalen Energieverwertung wird in den wärmeren Monaten die überschüssige Wärmeenergie durch zwei Absorptionskältemaschinen zur Kälteerzeugung genutzt. Mit dieser Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung wird die im Erdgas enthaltende Energie äußerst effizient genutzt. Der Wirkungsgrad beträgt ca. 90%. Mit ihrem Kraftwerk produziert die TU Dortmund ca. 40% ihres Stroms und deckt etwa die Hälfte ihres Wärmebedarfs selbst. Davon profitieren die Umwelt und die TU Dortmund gleichermaßen. Und ganz nebenbei ist die TU damit einer der größten Energieproduzenten der Stadt Dortmund.
Im April 2016 ist ein Artikel zum BHKW in der unizet veröffentlicht worden (Ausgabe: 02/16 | Nr. 447, S. 2).
Drei Fragen an Michael Brockmeier
Dipl.-Ing. Michael Brockmeier ist Leiter des Dezernats Bau- und Facilitymanagement (Dezernat 6). Er ist unter anderem verantwortlich für die Gebäude- und Maschinentechnik sowie die Energieerzeugung der TU Dortmund. Bevor er 2006 an die TU Dortmund kam, war der studierte Elektrotechniker für den Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW tätig.
Strom, Wärme und Kälte werden auf den Campusteilen Nord und Süd zentral verteilt, unter anderem durch ca. vier Kilometer lange unterirdische Versorgungskanäle. Das erlaubt ein sehr effektives zentrales technisches Energiemanagement. Eine umfassende Gebäudeautomation steuert und regelt alle größeren Verbraucher der Gebäudetechnik. Da die technische Leitwarte rund um die Uhr besetzt ist, sind auch manuelle energiesparende Eingriffe jederzeit möglich. Zudem werden Verbrauchs- und Leistungswerte permanent automatisch erfasst und kontrolliert. Abweichungen gegenüber gesetzten Schwellenwerten lassen sich so sofort erkennen und werden automatisch signalisiert.
Die größten Energiemengen werden zum Heizen und Lüften benötigt. Deshalb werden alle Heizungs- und Lüftungsanlagen laufend energetisch optimiert und nach aktuellen Außen- und Innentemperaturen automatisiert eingestellt. Über Zeitschaltkataloge werden die Anlagen ein- und ausgeschaltet. Das funktioniert auch bereichsweise, beispielsweise in Hörsälen. Hierzu werden unter anderem die Raumbelegungen aus dem elektronischen Vorlesungsverzeichnis (LSF) verwendet. Bei Lüftungsanlagen werden effiziente Wärmerückgewinnungsanlagen eingesetzt. Das heißt mit der verbrauchten, aber warmen Abluft wird die von außen angesaugte kalte Frischluft mittels Wärmetauschern vorgewärmt. In vielen Gebäuden wird die Beleuchtung in öffentlichen Bereichen in Abhängigkeit von der Außenlichtstärke oder über Bewegungsmelder gesteuert.
Mit einem hocheffizienten Blockheizkraftwerk (BHKW) am Campus Nord erzeugt die TU Dortmund selbst Strom und Wärme. Rund 45 Prozent ihres Stromverbrauchs kann sie damit decken. Das zugrundeliegende technische Prinzip wird als Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet. Diese Form der Energieumwandlung bietet einen sehr hohen Wirkungsgrad. Neben Wärmeenergie wird in großen Verbrennungsmotoren mittels angekoppelten Generatoren elektrische Energie erzeugt. Das eingesetzte Erdgas wird somit deutlich höher ausgenutzt, als dies beim reinen Verbrennen des Gases möglich wäre. Die restliche Wärmeerzeugung erfolgt ebenfalls mittels des umweltfreundlichen Energieträgers Erdgas in drei Großkesseln. Das zentral erhitzte Heizwasser mit bis zu 130°C wird in isolierten Rohrleitungen zu den Gebäuden transportiert. Auch die Kälteenergie, die zum Beispiel zur Kühlung der Rechenzentren notwendig ist, wird komplett selbst produziert und mittels ca. 6°C kaltem Wasser zu den technischen Kühlanlagen geleitet. Die Kälteerzeugung erfolgt in den Sommermonaten zu einem großen Teil in so genannten Absorptionskältemaschinen aus der Umwandlung von Restwärme (man könnte auch Abfallwärme sagen) aus dem Blockheizkraftwerk. Das ist insgesamt eine sehr wirtschaftliche und umweltverträgliche Technik. Für den Campus Süd haben wir daher in Planung, das alte und in die Jahre gekommene Heizkraftwerk durch ein Blockheizkraftwerk zu ersetzen.