Das iKWKS an der Universität Bayreuth setzt sich aus BHKW, Wärmepumpen und Elektrodenkessel zusammen (Foto: Stadtwerke Bayreuth)

BHKW der Universität Bayreuth leistet Pionierarbeit

Die Stadtwerke Bayreuth haben gut fünf Millionen Euro in die Modernisierung der Wärme- und Kälteversorgung der städtischen Universität investiert. Das Ergebnis ist eines der ersten innovativen Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme in Deutschland, das künftig jedes Jahr bis zu 5.000 Tonnen CO₂ einsparen wird. Hierfür hat das Unternehmen unter anderem ein großes Blockheizkraftwerk installiert, welches mittels eines Generators umweltfreundlichen Strom produziert. Die dabei entstehende Abwärme wird ebenfalls genutzt.

Im Winter angenehm warm, im Sommer dagegen kühl – so sind es die Studierenden von den Hörsälen, Seminarräumen und Bibliotheken der Universität Bayreuth gewöhnt. Dass es mit dem neuen Energiekonzept auch so bleibt, dafür sorgen die Stadtwerke Bayreuth, die die Universität über ein Nahwärme- und Nahkältenetz versorgen. Für die benötigte Energie sorgen zwei große Gasbrenner und mehrere Kältemaschinen auf dem Gelände, die in etwa so viel leisten wie 3.500 durchschnittliche Klimageräte.

Senkung der CO₂-Emissionen

Rund 5.000 Tonnen CO₂ sparen Stadtwerke und Universität jährlich ein. Reinhard Schatke, Leiter der Zentralen Technik der Universität Bayreuth, ist begeistert: „Das passt genau zum Handlungsfeld Infrastruktur unserer Nachhaltigkeitsstrategie, die wir uns im Rahmen der Green Campus Initiative gesetzt haben: Optimierung des Energiebedarfs durch Einsatz innovativer Technik – mit dem Ziel einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen.“

Das ambitionierte Projekt der Stadtwerke setzt sich unter anderem aus Gasbrennern und dem großen Blockheizkraftwerk zusammen. Letzteres arbeitet wie ein großer Motor, der über einen Generator Strom produziert und auch die hierbei entstehende Abwärme nutzt.

„Es hat eine elektrische Leistung von knapp 3,5 Megawatt, was in etwa 45 durchschnittlich motorisierten Autos entspricht“, erklärt Jürgen Bayer. „Allein der Anlasser für das BHKW ist so groß wie ein Automotor.“

Zusammenspiel bei der Energieerzeugung

Neben dem BHKW wurden zwei große Wärmepumpen installiert, die der Luft Wärme entziehen und diese ins Netz der Universität speisen. Ein weiterer Baustein des Projekts ist ein sogenannter Elektrodenkessel. „Der ist dann im Einsatz“, erläutert Bayer, „wenn im Netz zu viel Strom produziert wird, beispielsweise weil Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen mehr Strom liefern, als momentan gebraucht wird.“

Der Elektrodenkessel erwärmt in diesem Fall das Wasser des eigenen Nahwärmenetzes. „So können wir die Energie nutzen. Das ist besser, als beispielsweise Windräder auszuschalten.“

Wenn es dagegen dazu kommen sollte, dass mehr Strom gebraucht wird, als gegenwärtig zur Verfügung steht, wirkt die Anlage an der Universität unterstützend: Dann nämlich kann der vom Blockheizkraftwerk hergestellte Strom dem Stromnetz direkt zugeführt werden und es so stabilisieren.

„Damit hilft unsere Anlage gleich bei mehreren Problemen – sie ist eine Art Schweizer Taschenmesser für die Energiewende.“

Für die optimale Zusammenarbeit der technischen Komponenten vernetzen die Stadtwerke Bayreuth sie mit einer intelligenten Steuerung. So kann jedes Element automatisch auf Änderungen reagieren. Dadurch lässt sich zu jedem Zeitpunkt nachvollziehen, was gerade passiert - notfalls wird eingegriffen.

"Die Besonderheit des Kraft-Wärme-Kopplungs-Systems ist vor allem das Zusammenspiel aller Anlagenbestandteile", unterstreicht der Stadtwerke-Chef. „Die Energiewende ist technisch sehr komplex. Natürlich ist es schön, dass mittlerweile knapp die Hälfte unseres Stroms nachhaltig erzeugt wird. Leider steht uns diese Energie nicht gleichmäßig zur Verfügung. Im Gegenteil: Mal gibt es zu viel und mal gibt es zu wenig davon. Vorreiterkonzepte, wie das unsere, helfen, das Problem zu verringern.“

Fokus auf eine erfolgreiche Wärmewende

„Hier schlummert ein riesiges Potential, wie wir unseren CO₂-Ausstoß senken können. Genau das tun wir künftig an der Universität Bayreuth. Da wir unser iKWKS mit einer modernen und voll automatisierten Mess- und Regeltechnik ausgestattet haben, sind wir eines von sehr wenigen Projekten in Deutschland, das die Heizung von Gebäuden in großem Maßstab mit dem Stromnetz koppelt. Projekte wie das unsere bringen die PS der Energiewende auf die Straße. Mittelfristig, da bin ich überzeugt, lässt sich die Universität Bayreuth nicht sinnvoller mit Wärme und Kälte versorgen.“

Dass die Stadtwerke Bayreuth bundesweit zu den Vorreitern in puncto iKWKS zählen, ist nicht zuletzt ein Verdienst des Instituts für Energietechnik (IFE) der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden.

„Gemeinsam mit dem IFE haben wir uns schon in den vergangenen Jahren daran gemacht, das bestehende Netz der Uni zu optimieren“, erklärt Bayer. „Im Zuge dieser Arbeiten hat sich herausgestellt, dass unsere Anlage für ein iKWKS infrage kommt. Das IFE hat uns dann auch bei den folgenden Schritten intensiv unterstützt – von der Machbarkeitsstudie bis hin zur Interpretation der Förderrichtlinien. Mit Sicherheit wird uns das IFE bei diesem und künftigen Projekt eng begleiten.“

Der Leiter des IFE, Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch, lobt die erfolgreiche Kooperation ebenfalls: „Zunächst freut es uns, dass unsere Forschungsarbeiten technisch und wirtschaftlich wichtige Impulse bei den Stadtwerken liefern können. Die weitere wissenschaftliche Begleitung des Projektes liefert uns eine wichtige Rückkopplung für den weiteren Technologietransfer.“

Stetige Optimierung des Energiesystems

Die Stadtwerke profitieren von der engen Verzahnung von Forschung und Praxis. „Die Wissenschaftler liefern mit ihrer Arbeit wichtige Erkenntnisse, die wir für den nachhaltigen und wirtschaftlichen Betrieb der Wärme- und Kälteversorgung der gesamten Universität Bayreuth einsetzen können“, freut sich Jürgen Bayer.

Damit das gelingen kann, arbeiten die Stadtwerke Bayreuth, das IFE und das Zentrum für Energietechnik (ZET) der Universität Bayreuth gemeinsam an einem Konzept, das vom bayerischen Wirtschaftsministerium gefördert wird. Im Mittelpunkt stehen Analyse und Optimierung des Energiesystems im laufenden Betrieb.

„In diesem Zusammenhang motiviert es uns Wissenschaftler, wenn die entwickelten Ideen aus Labor und Simulationen auch in großen, realen Systemen Anwendung finden und wir einen Beitrag zum Wissenstransfer zwischen Universität und Industrie leisten können“, erklärt Dr.-Ing. Florian Heberle, Geschäftsführer des ZET.

Für das Großprojekt iKWKS investierten die Stadtwerke Bayreuth rund fünf Millionen Euro. Geld, dass Bayreuths Oberbürgermeister Thomas Ebersberger als sinnvoll angelegt betrachtet:

„Fünf Millionen Euro sind viel Geld, allerdings werden die Stadtwerke die Anlage durch die hohe Energieausbeute rentabel betreiben können. Zudem bietet sich hier die einmalige Chance, ein technisches Projekt umzusetzen, das es in der Art in ganz Deutschland noch nicht gibt. Von Bayreuth geht mit dem heutigen Start des Probebetriebs ein Signal aus, das in ganz Deutschland wahrgenommen werden wird und ich hoffe, dass wir im Sinne der Energie- und Wärmewende zahlreiche Nachahmer finden werden.“

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