Biogasanlage mit normgerecht aufbereitetem Heizungswasser unterstützt Fernwärmeversorgung

Die ganze Aktion war nach drei Tagen erfolgreich ausgeführt: Die von der Biogasanlage erzeugte Energie wird seither ins Fernwärmenetz eingespeist und kann bis zu 1200 Haushalte versorgen

Familie Weichselbaumer erzeugt auf dem bayrischen Doimerhof in einem ökologisch durchdachten Kreislauf mit viel Engagement und Naturliebe Lebensmittel. So leben die Schweine tiergerecht mit viel Licht und Luft in einem offenen Stall und Futtermittel werden gentechnikfrei selbst angebaut.

Strom vom Doimerhof für bis zu 1.200 Haushalte durch Einspeisung ins Fernwärmenetz
Auch den Herausforderungen der Energiewende stellen sich die Biogasanlagenbetreiber Barbara und Michael Weichselbaumer. Biogas ist eine ideale Ergänzung zu den regenerativen Energieträgern Wind und Sonne. Im Unterschied zu Wind- und Solarenergie kann Biogas witterungsunabhängig erzeugt und gespeichert werden. Pflanzliches oder tierisches Material, im Falle des Doimerhofes Kleegras, Mais und Mist, wird mit Hilfe von Bakterien unter Ausschluss von Sauerstoff zersetzt, wobei Biogas entsteht. Aus diesem kann direkt vor Ort in einem Blockheizkraftwerk Strom und Wärme gewonnen und z.B. wie auf dem Doimerhof in das Fernwärmenetz eingespeist werden. Durch die Speicherung von überschüssiger Wärmeenergie kann auf veränderten Energiebedarf reagiert und eine zuverlässige und effiziente Wärmeversorgung sichergestellt werden. Wärmeträger ist in diesem Fall Wasser. Doch es darf nicht einfach Leitungswasserqualität haben, sondern muss durch eine spezielle Aufbereitung zu Heizungswasser werden.

Darum muss Frischwasser aufbereitet sein
Moderne Heizungsanlagen sind heute hocheffiziente High-Tech-Systeme. Im Gegensatz zu früher können vor allem Anlagen mit Hocheffizienzpumpen (also Nassläufer-Umwälzpumpen mit einem Baujahr nach 2013) oder Anlagen mit modernen Wärmetauschern in Kesseln nicht mehr einfach mit Leitungswasser gefüllt werden. Was alte Heizungen noch vertragen haben, ruiniert moderne Anlagen langsam aber sicher. Normgerecht aufbereitetes Heizwasser ist daher Stand der Technik. Nicht aufbereitetes Heizwasser führt zu Steinbildung, Korrosion, Schäden und im Extremfall zum kompletten und dauerhaften Ausfall der Anlage. Die Heizwasseraufbereitung nach VDI 2035 und deren Dokumentation ist bei vielen führenden Herstellern von Kesseln und hocheffizienten Umwälzpumpen die Voraussetzung für eine Garantie. Entspricht das Heizwasser nicht den VDI-konformen Werten, kann die Garantie für Heizwasser berührende Teile erlöschen.

Wasserhärte, Sauerstoff, pH-Wert und Leitfähigkeit – zentrale Faktoren für die Heizungswasserqualität
Nicht aufbereitetes Wasser, z.B. Trinkwasser aus der Leitung, enthält besonders in Süddeutschland zu viel Kalk. Dieser lagert sich ab und kann nicht nur die Effizienz und den Wirkungsgrad der Wärmetauscher verschlechtern, sondern den Effizienzvorteil der gesamten Anlage zunichtemachen. Im fortgeschrittenen Stadium erzeugen die Ablagerungen in den Leitungen eine isolierende Wirkung oder können durch Spannungsrisse sogar zum Totalausfall des Wärmetauschers oder der Anlage führen.

35 Tankwagen oder 500 Container mit 1.000 Litern Inhalt
Direkt nach der Genehmigung zum Betrieb der Biogasanlage in Pfaffenhofen sollte auch gestartet werden. Doch die Befüllung des Pufferspeichers des Herstellers van Bebber aus Straelen, Niederrhein, gestaltete sich nicht so einfach. Wie kommt man an 500.000 Liter aufbereitetes Wasser? Diese Menge entspricht 500 Containern à 1.000 Liter oder 35 Tanklastwagen mit 14 m3 Wasser, eine logistische Herausforderung. Lieferzeiten von sechs bis acht Wochen waren das Ergebnis einiger erster Recherchen und auch die Kostenvorschläge sprengten den angedachten Preisrahmen. Der Biogasanlagenbetreiber wurde schließlich bei dem Wiesbadener Unternehmen Orben fündig. Nach dem ersten Kontakt erarbeitete Orben innerhalb von drei Tagen nicht nur ein Konzept für eine mobile Aufbereitung vor Ort, sondern stellte auch den mobilen Trailer TR-10 zur Verfügung. Durch die auf dem Trailer installierte Umkehrosmoseanlage konnte das Leitungswasser in normgerechtes Heizwasser aufbereitet werden.

Umkehrosmose: 500.000 Liter Wasser aus dem Hydranten werden zu Heizungswasser
Das Pfaffenhofener Trinkwasser bringt einen Härtegrad von 2,85 mmol/l mit, dies entspricht umgerechnet einem Wert von 16 °dH (Grad deutscher Härte), also „hartes“ Wasser mit einem erhöhten Kalkanteil.
Dieser und andere Werte wurden durch eine vorausgehende Wasseranalyse durch einen Orben Mitarbeiter ermittelt. Als Speisewasser für den TR-10 wurde Trinkwasser aus einem Hydranten verwendet und das durch die Umkehrosmose produzierte Anlagenwasser direkt in den Pufferspeicher gepumpt.

Die Heizwasseraufbereitung durch Umkehrosmose beruht auf dem Prinzip der selektiven Durchlässigkeit einer Membran, die nur bestimmte Stoffe durchlässt, während andere zurückgehalten werden. Zuerst wird das Leitungswasser vorbehandelt, um größere Partikel, Schwebstoffe und Verunreinigungen zu entfernen. Im nächsten Schritt wird das Wasser unter hohem Druck auf die Umkehrosmose-Membran gepresst, wodurch es durch die Membran hindurchtritt und dabei Schadstoffe und Salze zurückgehalten werden.

Ein speziell geschulter Orben Mitarbeiter schloss den Trailer an, beaufsichtigte die komplette Aufbereitung und bereitete nach dem Ende der Maßnahme den Trailer für den Abtransport vor. Der Betreiber stellte die bauseitigen Bedingungen her. Die ganze Maßnahme dauerte inklusive Auf- und Abbau nur drei Tage.

Nicht normkonformes Heizungswasser als Gewährleistungsfalle
Investoren und Betreiber sollten gezielt die Beschaffenheit des korrekten Anlagenfüllwassers einfordern bzw. einhalten. Hersteller von Heizkesseln und Heizgeräten stellen in ihren Installations- und Betriebsanleitungen Anforderungen an die Qualität des Füll- und Ergänzungswassers. Diese basieren in Deutschland auf der VDI-Richtlinie 2035, die auch im Schadensfall herangezogen wird. Gemessen am finanziellen Risiko bei Anlagenschäden sind die Kosten für die normgerechte Aufbereitung des Füllwassers zu vernachlässigen. Orben, Spezialist für Heizungswasser aus Wiesbaden, übernimmt bundesweit die fachgerechte Heizwasseraufbereitung gemäß VDI 2035 für Anlagen jeder Größe.