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Ein Riesenspeicher für die Wärme

Lesezeit: 4 Minuten

Im Bayerischen Neufarn bei München versorgt eine Biogasanlage ein Gewächshaus mit Wärme. Herzstück der Heizung ist ein Speicher mit fast 4 Mio. Liter Volumen – ein Modell auch für andere Anlagen.


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Bei feuchtwarmer Tropenluft mit fast 40 °C und hoher Luftfeuchtigkeit fällt das Atmen erst schwer an diesem Spätherbsttag in Bayern. Aber die Tomaten wachsen bei diesem Milieu sehr gut – und zwar unter Glas in einem etwa 11 ha großen Gewächshaus der Gärtnerei Böck aus Neufarn. Die Wärme für diesen Komplex liefert seit dem Jahr 2006 eine Biogasanlage, die die Familie Böck mit vier Landwirten errichtet hat. Sie war zunächst mit 625 Kilowatt (kW) elektrischer Leistung ans Netz gegangen, hat aber mittlerweile 1 Megawatt (MW) und liefert 1,2 MW Wärme. „Das reicht aber bei Weitem nicht aus, die Gewächshäuser benötigen insgesamt 9 MW Wärme“, erklärt Ingenieur Klaus Kuba, der das Konzept erstellt hat.


Herzstück der Wärmeversorgung ist seit 2014 ein 11 m hoher, zylindrischer Wärmespeicher mit 3844 m3 Volumen. Vorher hatte die Gärtnerei zwei Speicher mit je 120 m3. Aber die waren nach einem Tag komplett aufgeheizt und hatten damit zu wenig Puffer.


Der neue Speicher ist nach unten durch Bruchglas isoliert. Die Wände sind mit 25 cm starkem Dämmmaterial verkleidet, der Deckel oben aufgeschweißt. „Bei einem stehenden Speicher ergibt sich eine bessere Schichtung als bei einem liegenden“, begründet Kuba die Bauform. Auch ist er mit 85 € je m3 Baukosten günstiger als liegende Modelle. Zwar verliert auch ein so gebauter Speicher Wärme. „Aber oberhalb von 25 cm Isolierung werden die Kosten im Vergleich zu den geringeren Verlusten unverhältnismäßig hoch“, erklärt der Spezialist.


Schichtung im Behälter:

Rund 50 cm über dem Boden strömt das warme Wasser aus der Biogasanlage in den Speicher. Auf etwa 3 m Höhe kommt der Rücklauf aus den Gewächshäusern an, der ca. 40 °C Temperatur hat. Und oben befindet sich das warme Wasser mit 70 bis 80 °C, das von dort aus in den Heizungsvorlauf und damit in die Gewächshäuser strömt. „Für uns ist die Schichtung wichtig. Das kalte Wasser mit 30 °C unten aus dem Behälter benötigen wir, um noch mehr Wärme aus dem BHKW herauszuholen“, erklärt Betriebsleiter Florian Böck. Die beiden kleineren Speicher vorher hatten einen Rücklauf von 60 °C, sodass der Motor des BHKW nur wenig Wärme abgeben konnte.


Der Speicher ist aus Kostengründen drucklos. Unter dem geschweißten Deckel befindet sich jedoch ein etwa 1 m dickes Polster aus Stickstoff. Sauerstoff dagegen würde sich im Wasser lösen. Der Stickstoffgenerator erzeugt 15 mbar Druck, der konstant gehalten wird. Sinkt der Wasserspiegel im Behälter, strömt Stickstoff nach. Dehnt sich das Wasser aus, entweicht Stickstoff über ein Ventil.


Die Biogasanlage liefert dabei die Grundwärme, die Hauptwärmequelle ist ein Erdgasbrenner mit 6 MW. Die Abgase des Brenners werden ebenfalls in einige Teile des Gewächshauses geleitet. Das CO2 nutzen die Pflanzen tagsüber zur Photosynthese und produzieren 8 bis 9% mehr Ertrag als ohne die CO2-Düngung. Daher läuft der Brenner nur tagsüber.


Der Speicher ist daher nötig, um eine gleichmäßige Wärmeversorgung der Pflanzen zu gewährleisten. Der Bedarf kann durchaus variieren und ist meistens nachts, wenn keine Sonne scheint, am größten. Da Brenner nur tagsüber und die Biogasanlage kontinuierlich laufen, können sie den Speicher unabhängig vom Wärmebedarf aufheizen. Es gibt auch Tage, an denen das Gewächshaus wegen der Sonneneinstrahlung gar keine Wärme benötigt. In der Zeit liefern Brenner und BHKW ihre Wärme in den Speicher.


Speicher wie dieser sind laut Kuba eine gute Ergänzung als Puffer zwischen Biogasanlage oder Heizwerk und einem großen Wärmeabnehmer, der – je nach Sonneneinstrahlung – eine schwankende Wärmeabnahme hat. In diesem Fall spielt auch eine Rolle, dass der Brenner nur tagsüber heizt und damit Wärmeproduktion und -abnahme über den Tag zeitlich entkoppelt werden können.


Hinrich Neumann

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