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Biomassefernheiz(kraft)werk in Santa Fe, New Mexico, USA

Abb. 1
Abb. 2

Projektbeschreibung:
Durchführung einer umfassenden Vorplanungs- und Machbarkeitsstudie für ein Fernheiz(kraft)werk in Santa Fe, New Mexico, USA, in Zusammenarbeit mit Local Energy, einer Non-profit-Organisation für Energiedienstleistungen. Durchführung der Ausführungsplanung für die Anlagenkomponenten der wirtschaftlich besten Variante. Das Projekt wurde über seine gesamte Laufzeit vom U.S. Department of Agriculture (USDA) im Rahmen der Biomass Research and Development Initiative gefördert.

Aktueller Stand:
Projektphase I wurde Ende 2004 erfolgreich abgeschlossen (siehe Downloads). Im Januar 2005 startete Projektphase II, in der das Projektteam von BIOS in Zusammenarbeit mit Local Energy an den Vorbereitungen (Ausführungsplanung, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, Erstellung von Ausschreibungsunterlagen, Angebotsbewertung) für die Realisierung eines Biomasse-Demonstrationsprojektes (1 MW) am Santa Fe Community College in Santa Fe, New Mexico (siehe nebenstehendes Bild) arbeitete. Die technischen Ausführungsplanungsarbeiten wurden im Oktober 2005 abgeschlossen (siehe Downloads). Nach Erstellung der rechtlichen und kaufmännischen Vergabeunterlagen durch das Santa Fe Community College erfolgte die Ausschreibung für die Biomassefeuerung im Frühjahr 2006. Mit der Evaluierung der Angebote wurde Phase II im Juni 2006 abgeschlossen. Das gesamte USDA-Projekt wurde schlussendlich im Dezember 2006 mit dem Final Report erfolgreich abgeschlossen (siehe Downloads). Bau und Inbetriebnahme des Biomasseheizwerks erfolgten in den Jahren 2007/2008.

Projektphase I – erfolgreicher Abschluss im Dezember 2004

Projektphase I beschäftigte sich mit der Erstellung einer umfassenden Vorplanungs- und Machbarkeitsstudie für ein Biomasse-Fernheiz(kraft)werk in Santa Fe, New Mexico. Dabei wurden sowohl die Fernwärmeversorgung von Downtown Santa Fe durch ein großes Fernheizwerk als auch die Wärmeversorgung über dezentrale Mikronetze untersucht. Der Wärmebedarf der potentiellen Versorgungsgebiete wurde in einer detaillierten Wärmebedarfserhebung ermittelt und die so gewonnenen Daten über Wärmebedarf und Abnehmerverhalten für die computerunterstützte Netz- und Heizwerksauslegung verwendet. Die vordimensionierten Anlagenteile wurden technisch optimiert, um einen möglichst effizienten und kostengünstigen Heizwerksbetrieb zu ermöglichen. Begleitend wurde eine Brennstoffstudie durchgeführt, um die Quantität und Qualität der vorhandenen Brennstoffressourcen zu ermitteln. Für die optimierten Netzvarianten für das Fernwärmenetz von Santa Fe und die potentiellen Mikronetzstandorte wurden eine umfassende Wirtschaftlichkeitsberechnung mit Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um die Wirtschaftlichkeit der gewählten Varianten zu überprüfen. Gemeinsam mit den Ergebnissen der durchgeführten Emissionsprognose konnten die wirtschaftlich und ökologisch sinnvollsten Varianten (siehe Projektphase II) ausgewählt und notwendige Voraussetzungen für die Realisierung von ersten Biomasseprojekten definiert werden.

BIOS BIOENERGIESYSTME GmbH erbrachte folgende Leistungen:

  • Wärmebedarfserhebung (in Zusammenarbeit mit Local Energy)
  • Berechnung des Wärmebedarfs und der Jahresdauerlinie
  • Festlegung des Versorgungsgebiets, Vorauslegung des Fernwärmenetzes inklusive Bewertung von Standorten für Mikronetze, die außerhalb des Versorgungsgebiets des Fernwärmenetzes liegen
  • Vorauslegung des Fernheiz(kraft)werkes mit Gegenüberstellung der einzelnen Varianten (reine Wärmeerzeugung oder Kraft-Wärme-Kopplung), sowie Vorkonzeption von Kleinanlagen zur Versorgung von Mikronetzen außerhalb des Einzugsgebiets des Fernwärmenetzes
  • Detaillierte Brennstoffstudie inklusive Überprüfung der Brennstoffqualität auf Basis der chemischen Analyse repräsentativer Brennstoffproben (in Kooperation mit Local Energy)
  • Studie über lokale Anbieter für Feuerungsanlagen, Rauchgasreinigungssysteme und Hydraulikinstallationen
  • Erstellung einer Emissionsprognose mit besonderem Augenmerk auf die mögliche Generierung von handelbaren CO2-Zertifikaten
  • Durchführung einer Wirtschaftlichkeitsberechnung mit Sensitivitätsanalyse und Identifizierung von Optimierungspotenzialen und Erstellung von Rahmenbedingungen für den ökonomisch und ökologisch sinnvollsten Betrieb des Fernheiz(kraft)werkes bzw. der Mikronetze

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Projektphase II – Erfolgreicher Abschluss im Juni 2006

Abb. 3

 

 

 

Basierend auf den Ergebnissen der ersten Projektphase beschäftigte sich Projektphase II mit den Vorbereitungen für die Realisierung eines Biomassedemonstrationsprojektes (Fernheizwerk) am Santa Fe Community College (Kesselnennleistung: 1 MW) in Santa Fe, New Mexico. Das Bild rechts zeigt den geplanten Heizwerksstandort. Die Projektphase setzte sich aus der Ausführungsplanung für das Fernheizwerk inklusive Brennstofflogistik, der Erstellung der Ausschreibungsunterlagen, der Angebotsbewertung und Lieferantenauswahl, der Ausarbeitung von Muster-Brennstofflieferverträgen sowie der Unterstützung bei der Erstellung von Unterlagen für die örtlichen Behörden zusammen.

BIOS BIOENERGIESYSTME GmbH erbrachte folgende Leistungen:

  • Ausführungsplanung für die Biomassefeuerungsanlage inklusive Brennstofflogistik sowie aller weiteren maschinenbaulichen Anlagenteile (Hydraulik, Wärmeverteilung, Wärmeübergabestationen, Regeltechnik)
  • Computergestützte Simulation des Heizungsbetriebes über ein gesamtes Betriebsjahr
  • Einholung von Richtpreisangeboten für Hauptkomponenten
  • Detaillierte Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unter Verwendung von aktuellen Richtpreisangeboten
  • Erstellung von technischen Ausschreibungsunterlagen und Durchführung der Angebotsevaluierung
  • Unterstützung bei der Erstellung von Einreichunterlagen für Behörden
  • Unterstützung bei der Erstellung und dem Abschluss von Brennstofflieferverträgen
  • Erstellung von Berichten über die Ergebnisse der Ausführungsplanung und der Angebotsevaluierung

Personaleinsatz: 2 Projektingenieure teilweise in Santa Fe (Dipl.-Ing. Klaus Supancic, Dipl.-Ing. Thomas Bärnthaler) sowie Unterstützung durch das Hauptbüro in Graz

Der Abschluss der Phase II erfolgte im Juni 2006 mit der Evaluierung der Angebote für die Biomasseanlage. Somit liegen dem Santa Fe Community College alle technischen Unterlagen für die Realisierung eines Biomasse-Demonstrationsprojektes vor. Die für die Realisierung und Inbetriebnahme des Biomassedemonstrationsprojektes am Santa Fe Community College notwendigen internen organisatorischen, rechtlichen sowie finanziellen Rahmenbedingungen werden derzeit im College erarbeitet. Eine Realisierung ist für das Jahr 2007 geplant.
Der Final Report über das gesamte USDA-Projekt wurde im Dezember 2006 von Local Energy fertig gestellt (siehe Downloads), womit das USDA-Projekt erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

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Abb. 4
Abb. 5

Allgemeine Daten über Santa Fe:

Hauptstadt von New Mexico, USA
Einwohner: ca. 70.000
Seehöhe: ca. 2.100 m
Im Bild: St. Francis Cathedral (links), Inn at the Loretto

Downloads:

Article NEW MEXICAN 2004/06/02 – JPG#0001

Article NEW MEXICAN 2004/08/04 – PDF#0066

Abstract Heat Demand Inquiry Report – PDF#0067

pdf SantaFe-HDIAbstract.pdf (643.19 kB)

Abstract Fuel Study – PDF#0068

Abstract Final Report Phase I – PDF#0069

Abstract Final Report Phase II - PDF#0075

Biomass-Fired District Energy: A Source of Economic Development and Energy Security – PDF#0076