Das Projekt in Kürze:

  • Industrieabwärme heizt künftig Wohnsiedlungen
  • Überschüssige Abwärme wird verstromt
  • Abwärme wurde zuvor ungenutzt in Rhein geleitet
  • win-win-Situation für Kooperationspartner Energiedienst und Evonik
  • 5,1 Millionen Euro (davon 800.000 Euro Fördermittel)

Industrieabwärme heizt Wohnungen in Rheinfelden

Energiequelle Industrieabwärme

Die beim Kühlen von industriellen Prozessen entstehende Abwärme bleibt oft ungenutzt. Auch für Evonik ist die Abwärme einer Produktionsanlage in Rheinfelden nicht nutzbar. Theoretisch lässt sich die Abwärme allerdings nachhaltig einsetzen, zum Beispiel fürs Heizen und die Versorgung mit Warmwasser in benachbarten Wohngebieten. Gemeinsam mit Evonik setzt Energiedienst ein solches umweltfreundliches Fernwärmekonzept um: „Wir entnehmen in den Produktionsstätten zukünftig rund 95 Grad heißes Wasser aus dem Kühlkreislauf. Dieses speisen wir in unser Wärmenetz für die Wohngebiete Grendelmatt und Schildgasse ein", erklärt Klaus Nerz, Leiter des Bereichs Wärme- und Energielösungen von Energiedienst. Künftig nimmt Energiedienst ganzjährig eine Wärmeleistung von 5.2 MW ab. Das sind rund 42 Millionen kWh und damit genug, um eigene Gebäude und mehrere 1.000 Wohnungen in Rheinfelden zu heizen oder um dort Warmwasser zu bereiten. Rund 900 Meter zusätzliche Leitungen verlegt Energiedienst hierzu momentan.

Rund 10.000 Tonnen Kohlendioxid (CO2) lassen sich durch das Projekt jährlich einsparen.
Das ist ein bedeutender Schritt für den Klimaschutz in Rheinfelden.

Daniel Schölderle, Vertriebsleiter Energiedienst

Wärme vielfältig nutzen

Die Wärme wird direkt in Wohnhäusern und Gewerbebetrieben genutzt. Im Sommer, wenn der Bedarf fürs Heizen und Warmwasser sinkt, gewinnen Dampfturbinen aus Wärme wieder Strom. Von dieser intelligenten Nutzung gewerblicher Wärmepotenziale profitieren alle Beteiligten: Die Industrie gibt ungenutzte Prozesswärme ab und verringert gleichzeitig den Kühlbedarf. Die Haushalte in den Wohnquartieren benötigen weniger oder gar keine fossilen Brennstoffe für die Wärmeerzeugung. Das spart in Rheinfelden rund 10.000 Tonnen CO2 und bringt die Stadt ihren Klimaschutzzielen einen großen Schritt näher. „Wir rechnen in der Region mit weiterem Potenzial für ähnliche Projekte. Gespräche mit weiteren Industrieunternehmen laufen", erklärt Klaus Nerz. Mittelfristig strebt Energiedienst danach, die Abwärme auch für Kühl- und Trocknungsprozesse zu verwenden. Hierzu müssen allerdings noch Kunden gefunden werden. Die Nutzung der Industrieabwärme hat ein großes Potential. Für einen nötigen Ausbau des Wärmenetztes wünscht sich Energiedienst eine Zusammenarbeit mit den Stadtwerken.

ORC-Technik: Strom aus überschüssiger Wärme

Im Sommer ist der Warmwasser- und Heizbedarf kleiner, daher wird viel weniger Wärme benötigt. Die überschüssige Wärme wird dann dank einer Kleinstdampfturbine in Strom ungewandelt. Dafür bedarf es einer ORC-Anlage. ORC steht für „Organic Rankine Cycle“. Dieser Begriff bezeichnet den Betrieb einer Dampfturbine mit einem anderen Energieträger als Wasserdampf. Das heiße Wasser des Nahwärmenetzes erhitzt über einen Plattenwärmetauscher den flüssigen Energieträger Pentaflourpropan. Die Hitze lässt die Flüssigkeit zu Gas werden. Der entstehende Dampf treibt eine Dampfturbine an, die über einen Generator Strom erzeugt. Danach entspannt sich das Pentaflourpropan, verflüssigt sich und fließt erneut in den Kreislauf. Bis zu 250 kW elektrische Leistung (brutto) kann die ORC-Maschine erzeugen. Der Strom soll vor allem für das nah gelegende Gewerbegebiet genutzt werden.

 

Ansprechpartnerin

Aktueller Projektstand / Baufortschritt

In der Kategorie "Think big! Komplexe Energiewendeprojekte" wurde Energiedienst gemeinsam mit Evonik Industries AG von der dena (Deutsche Energie-Agentur) für den Energy Efficiency Award ausgezeichnet. Ein Preis, der Unternehmen kürt, die innovative Wege in Richtung Klimaneutralität beschreiten. 

Zum erfolgreichen Abschluss des Projekts kamen am 13. Oktober 2021 Vertreter von Energiedienst, Evonik, dem Landkreis, der Stadt und lokaler Presse zu einer gemeinsamen Feierstunde auf dem Gelände der Energiezentrale an der Schildgasse zusammen. Nach der Begrüßung durch Jörg Reichert (Vorsitzender der Geschäftsleitung von Energiedienst) und Redebeiträgen von Stefan Fiedler (Leiter der Evonik-Betriebsgruppe Aerosil) sowie des Rheinfelder Oberbürgermeisters Klaus Eberhardt führte Klaus Nerz (Leiter Wärme- und Energielösungen) durch das Pumpenhaus und die neu entstandene ORC-Anlage, die überschüssige Wärme zur Stromproduktion nutzt und seit September im Regelbetrieb läuft. Klaus Nerz informierte über das Projekt, welches für den „Energy Efficiency Award 2021“ der dena (Deutsche Energie-Agentur) nominiert wurde. Die geladenen Gäste zeigten reges Interesse an der klimaneutralen Wärmeversorgung. Energiedienst plant bereits ähnliche Projekte in der Region zur Nutzung industrieller Abwärmepotenziale.

Die ORC-Anlage geht in den Regelbetrieb über. Die Abwärme fließt in Form von 95 Grad Celsius warmem Wasser in die ORC-Anlage. Dort erhitzt sie einen Kreislauf, in dem Pentaflourpropan enthalten ist. Die Hitze lässt den Stoff verdampfen. Der aufsteigende Dampf treibt eine Turbine an, die wiederrum über einen Generator Strom erzeugt. In der Funktionsweise ist die Maschine mit einer Dampfturbine vergleichbar. Nachdem der Strom am Generator erzeugt wurde, verflüssigt sich das Pentaflourpropan und wird erneut dem Kreislauf zugeführt.
Die ORC-Technik hat generell eher geringe Wirkungsgrade. Unter guten Bedingungen, das bedeutet bei 10 Grad Außentemperatur, hat die ORC-Anlage einen Wirkungsgrad von 10 Prozent (ca. 210 Kilowatt brutto). Da die Wärme der Evonik kostenlos an Energiedienst übergeben wird, hat sich trotz des geringen Wirkungsgrads ein Business Case ergeben. Es gilt nun, Betriebserfahrung mit der ORC-Anlage zu sammeln.


Der Netzanschluss für der ORC-Anlage wird verlegt, ebenso wie eine Wärmeleitung auf das Gelände der ED Netze GmbH.

Das Nahwärmenetz Grendelmatt wird nun mit der industriellen Abwärme der Evonik versorgt. Die bisherige Wärmeversorgung über Gas konnte ausgestellt werden. Dadurch werden im ersten Schritt jährlich mehr als 400 Tonnen CO2 eingespart!

Die restlichen Leitungen in der Energiezentrale werden isoliert. Die erste Wärme aus den Prozessen der Evonik wird abgeholt. Im kommenden Jahr geht die Inbetriebnahme weiter.

 

Alle Rohrleitungen (ca. 2,2 Kilometer) sind verlegt und verschweißt. Die Rohrleitungen wurden erfolgreich mit Wasser befüllt und entlüftet.

 

Ein Autokran hebt die 18 Tonnen schwere ORC-Anlage in die dafür vorgesehene Einhausung. Künftig wandelt sie überschüssige Wärme in Strom um.

 

Drei massive Tischkühler und die 50 Tonnen schwere Einhausung der ORC-Anlage werden zur Baustelle an der Schildgasse geliefert und per Autokran in Position gehoben.

 

Auf einer Länge von 54 Metern und in sieben Metern Tiefe wurden von einer Fachfirma bei einer Pressbohrung Rohre für die Abwärmeleitung unterhalb eines Bahndamms verlegt. Ein Rohr verbindet die neue Rohrbrücke auf dem Evonik-Gelände mit der Energiezentrale an der Schildgasse. Mehr Infos

 

 

Um den Zugverkehr nicht zu stören, wurden die Arbeiten bei Nacht durchgeführt. Das Fernwärmerohr hat einen Durchmesser von etwa 1,20 Meter. Die Ausmaße lassen sich auf dem Bild unten erkennen.

 

Die Wärmeleitung wird nahe dem Umspannwerk verlegt. Hier fließt künftig 95 Grad warmes Wasser von Evonik zur Energiezentrale und von dort aus in die Nahwärmenetze.

 

Ein Kran hebt tonnenschwere Fertigbauelemente in ihre Position, Arbeitende auf den Baugerüsten dirigieren den Kranführer und helfen, die Elemente zu platzieren: Die Außenwände der Heizzentrale wachsen schnell.

 

Das Fundament der Heizzentrale ist fertiggestellt. Ein Baugerüst markiert die Stelle, an der das Gebäude entstehen soll.

 

 

Während auf dem Energiedienst-Areal in der Schildgasse die Heizzentrale langsam Form annimmt, werden auf dem Gelände der Evonik Mikropfähle verbohrt, die später die neue Brücke stabilisieren, auf der die Wärmeleitungen liegen. Die Mikropfähle haben eine Länge von bis zu 16 Metern.

 

Die zwei großen Wärmeleitungen sind in einer Ecke der entstehenden Heizzentrale platziert. Wenn die Zentrale fertiggestellt und in Betrieb genommen wurde, fließt durch sie 95 Grad warmes Wasser.

 

Die Bauarbeiten der neuen Heizzentrale beginnen: Das Fundament wird gegossen, der Beginn der Wärmeleitung zur Evonik wird verlegt.


Mit einem symbolischen Spatenstich am Donnerstagnachmittag, 05. März 2020, beginnen die Bauarbeiten von Energiedienst für die neue Nahwärmeleitungen und die Heizzentrale an der Schildgasse.

Bild von links: Klaus Nerz (Energiedienst), Stefan Fiedler (Evonik), Daniel Schölderle, Dagmar Kaiser (beide Energiedienst), Peter Adler (Evonik) und Olaf Breuer, Standortleiter Evonik Rheinfelden.

Mit der Unterzeichnung der Verträge beginnt die wegweisende Zusammenarbeit zwischen Evonik und Energiedienst bei der Wärmeabnahme:

Peter Adler, Projektleiter Evonik, Olaf Breuer, Standortleiter Evonik Rheinfelden, Oberbürgermeister Klaus Eberhardt, Jörg Reichert, Vorsitzender der Geschäftsleitung Energiedienst und Klaus Nerz, Leiter Wärme- und Energielösungen Energiedienst (von links) unterzeichnen gemeinsam die Verträge in Energiediensts Rheinfelder Bürogebaude.