Abwärme-Projekt Evonik: Nachhaltige Wärme für 10.000 Wohnungen

Im Sinne der Energiewende setzt Energiedienst auf ganzheitlich-nachhaltige Energielösungen. Dabei spielt das Thema Abwärmenutzung eine wachsende Rolle. Das „Abwärme-Projekt Evonik Rheinfelden“ ist dafür ein Vorzeigeprojekt. Die offizielle Inbetriebnahmefeier vor einer Woche war der finale Meilenstein. 

Projekt Evonik: Das waren die wichtigsten Meilensteine 

Im Juli 2019 ging das „Evonik-Projekt“ nach einjähriger Vorlaufzeit mit der Vertragsunterzeichnung an den Start. Im März 2020 war Spatenstich. Im Dezember 2020 speiste Energiedienst zum ersten Mal Prozessabwärme der Evonik in das Nahwärmenetz Grendelmatt. Seither nimmt Energiedienst die bei Evonik quasi als Abfallprodukt entstehende Prozesswärme ab, um sie über Nahwärmenetze in nahe gelegene Häuser zu liefern. Die Abwärme stammt aus mehreren Produktionsanlagen bei Evonik und wird bei chemischen Prozessen freigesetzt. Sie wurde bisher in das Unterwasser beim ED-Wasserkraftwerk Rheinfelden an den Rhein abgegeben. Somit handelt es sich bei der Abwärme um ein Abfallprodukt. Die Abwärmemenge (5.200 Kilowatt Dauerleistung) kann bis zu 10.000 Wohnungen klimaneutral mit Wärme und Warmwasser versorgen. Auch für die Firmengebäude von Energiedienst und naturenergie netze bleibt dabei genug übrig.

Wie funktioniert der Abwärmetransport? „Vereinfacht gesagt, wird Wasser in einen Kreislauf geschickt und langsam über die Wärme der Evonik-Prozesse erhitzt, bis es auf 95 Grad Celsius kommt“, erklärt Projektleiterin Dagmar Kaiser. 

Spektakulär durch den Bahndamm gepresst

Die Haushalte in den versorgten Wohnquartieren benötigen nun keine fossilen Brennstoffe mehr für ihre Wärme- und Warmwassererzeugung. Das spart in Rheinfelden rund 10.000 Tonnen CO₂ und bringt die Stadt ihren Klimaschutzzielen näher. Um die Wärme vom Evonik-Gelände zur Energiezentrale neben dem Umspannwerk an der Schildgasse zu transportieren, verlegte Energiedienst eine rund 900 Meter lange Fernwärmeleitung. Der Bau der Abwärmeauskopplung nahm etwa ein Jahr in Anspruch. Unter anderem musste eine Rohrbrücke auf dem Betriebsgelände der Evonik gebaut werden. Zudem war eine Unterführung der beiden 40 Zentimeter starken Nahwärmeleitungen unter der Bundesstraße 34 nötig. Als besonders spektakulär galt die Durchpressung des Bahndamms auf 54 Metern Länge mit einem Durchmesser von 1,20 Meter in einer Tiefe von sieben Metern. 5,1 Millionen Euro beträgt die Investitionssumme für das Gesamtprojekt – davon 0,8 Millionen an staatlicher Förderung.

Projekt Evonik: die wichtigsten Fakten

ORC-Technik: Strom aus überschüssiger Wärme

Sogar überschüssige Wärme erfährt beim Evonik-Projekt eine sinnvolle Verwendung – zum Beispiel im Sommer, wenn der Warmwasser- und Heizbedarf kleiner ist. Dann nutzt eine Kleinstdampfturbine die nicht benötigte Wärme zur Stromproduktion. Seit circa sechs Wochen läuft die dafür benötigte ORC-Anlage im Regelbetrieb. 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 ED-Bürogebäude und den Elektrofuhrpark genutzt werden. Zwar hat die ORC-Technik eher geringe Wirkungsgrade – unter guten Bedingungen ungefähr 10 Prozent. Da aber die Wärme der Evonik kostenlos an Energiedienst geht, ist das Verfahren dennoch wirtschaftlich.

Feierstunde mit Oberbürgermeister und Apéro

Nach erfolgreicher Startphase kam das Projekt am 13. Oktober bei einer Feierstunde mit Vertretern von Stadt, Evonik und Energiedienst zum Abschluss. Die Energiezentrale an der Schildgasse war Schauplatz der offiziellen Inbetriebnahme der neuen klimaneutralen Wärmequelle. Gastgeber Jörg Reichert als Vorsitzender der ED-Geschäftsleitung begrüßte neben Stefan Fiedler, Leiter der Evonik-Betriebsgruppe Aerosil, auch Oberbürgermeister Klaus Eberhardt sowie die Klimamanagerin des Landkreises Lörrach, Nele Hoge, den Betriebsleiter der Stadtwerke Rheinfelden, Tobias Obert, und weitere Gäste aus Politik und Verwaltung. «Das Evonik-Projekt ist ein Vorzeigeprojekt für eine nachhaltige, effiziente und klimaneutrale Wärmeversorgung», betonte Jörg Reichert. Stefan Fiedler lobte die gute Zusammenarbeit der Beteiligten. OB Klaus Eberhardt machte deutlich, dass die Wärmeversorgung in Deutschland mit rund 50 Prozent den größten Anteil am Energieverbrauch habe. «Nachdem die Abwärmeauskopplung abgeschlossen ist, müssen wir nun die Netze von Energiedienst und Stadtwerken verbinden und so schnell wie möglich die Wärme zu den Kunden bringen“, ergänzte Tobias Obert. 
 

Netz-Heirat und weiterer Ausbau

Damit schlug der Stadtwerke-Betriebsleiter bereits den Bogen in die Zukunft. Denn das Thema Abwärmenutzung bleibt spannend. Energiedienst hat bereits einen weiteren Nahwärmenetzausbau avisiert und mit den Stadtwerken verhandelt. Unter anderem ist der Zusammenschluss mit dem Stadtwerke-Netz für das kommende Frühjahr fest eingeplant. Dadurch kann die industrielle Abwärme über 40 Gigawattstunden Gas verdrängen. Überdies soll das Nahwärmenetz von Energiedienst weiter ausgebaut werden. Auch plant ED weitere ähnliche Projekte in der Region, um industrielle Abwärmepotenziale zu nutzen. Mit einer Machbarkeitsstudie wird aktuell die Chance für den Bau einer Wärme-Verbundleitung zwischen Rheinfelden und Grenzach-Wyhlen untersucht.

Staat fördert Nahwärme

Dass Nahwärme-Projekte im Rahmen der Energiewende staatliche Fördergelder erhalten, macht sie aktuell enorm attraktiv. Nicht nur Unternehmen, die sich dafür engagieren, dürfen auf Unterstützungen hoffen. Auch Hauseigentümer, die sich für einen Nahwärmeanschluss entscheiden, werden finanziell unterstützt. „Wir rechnen deshalb damit, dass wir unsere Absatzmengen in den kommenden Jahren noch deutlich vergrößern werden“, sagt Stefan Schlachter vom Bereich Wärme- und Energielösungen. Dass Nahwärme ein Thema von großem Interesse ist, bewies der SWR: Einen Tag vor der offiziellen Inbetriebnahme des Evonik-Projekts drehte ein Filmteam am Ort des Geschehens. Der Beitrag lief einen Tag später in „SWR aktuell“ (Link zur Mediathek). 

Strategische Partnerschaften mit Industrie und Kommunen

Dass das Evonik-Projekt auch in strategischer Hinsicht für Energiedienst bedeutsam ist, betont Vertriebsleiter Daniel Schölderle: „Hierbei geht es auch um den Ausbau von Partnerschaften mit der heimischen Industrie und um die engere Zusammenarbeit mit Kommunen. Außerdem ist dieses Projekt ein wichtiger Baustein für die nachhaltige Energieversorgung der Stadt Rheinfelden.“

Bautagebuch auf ED-Website

Projektleiterin Dagmar Kaiser hat die einzelnen Meilensteine des Evonik-Projekts in Worten und Bildern auf der ED-Website dokumentiert. Reinschauen lohnt sich: https://www.energiedienst.de/unternehmen/abwaermeauskopplung-evonik/ 

Abwärme-Nutzung als Teil der Sektorenkopplung

Die Nutzung von Prozesswärme ist ein schönes Beispiel für Sektorenkopplung. Dort werden verschiedene Komponenten sinnvoll verknüpft, um Energiegewinnung und -nutzung effizienter, nachhaltiger und damit umwelt- und klimafreundlicher zu machen. Der Begriff „Sektoren“ meint dabei alle Bereiche, die Energie benötigen oder erzeugen.
Prozesswärme ist die größte Abwärmequelle in Deutschland. Betriebe man konsequent Resteverwertung, ließe sich Deutschlands Fernwärmebedarf (ca. 130 Terawattstunden = 130 Mio. Megawattstunden) fast komplett durch Sektorenkopplung decken. Das Projekt Evonik leistet dazu einen Beitrag. In weitaus größeren Dimensionen bewegen sich die Überlegungen des Projekts „Wärmeverbund Hochrhein“: Sie konkretisieren die Vision einer Wärmeschiene von Rheinfelden bis nach Grenzach-Wyhlen.