Effizientere Stromversorgung des Krankenhauses in der kanadischen Stadt Woodstock – Fallstudie

Ort der Durchführung: Kanada

Krankenhäuser eignen sich hervorragend für die Installation von Blockheizkraftwerken (BHKW). Diese Einrichtungen haben einen hohen Stromverbrauch und können dank ihres 24-Stunden-Betriebs und ihrer Gebäudeinfrastruktur gleichzeitig Wärme effektiv nutzen. BHKW sind eine zuverlässige und hocheffiziente Quelle für elektrische und thermische Energie, die entweder im Dauerbetrieb laufen oder flexibel an unerwartete Situationen angepasst werden kann.

Ein weiterer großer Vorteil der BHKW ist die Möglichkeit, sie im sogenannten Inselbetrieb, also unabhängig vom öffentlichen Stromnetz, zu betreiben. Dies erhöht die Versorgungssicherheit des gesamten Energiesystems. Bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes kann das Krankenhaus seinen Energiebedarf separat über das BHKW decken, wodurch es widerstandsfähiger gegen längere Stromausfälle wird.

BHKW-Einheitstyp

TEDOM Quanto 1200

Kraftstoff

Erdgas

Elektrische Leistung

1 047 kW

Wärmeleistung

1 024 kW

Gesamtwirkungsgrad (LHV)

86.8 %

Projektziele

Ursprünglich wurde das Krankenhaus in Woodstock, Kanada, mit alten, ineffizienten Gasheizkesseln beheizt. Der gesamte Strombedarf wurde aus dem öffentlichen Stromnetz gedeckt. Dieselgeneratoren dienten als Notstromversorgung bei Stromausfällen. Dieses unwirtschaftliche Modell musste geändert werden. Ziel war es, eine effizientere und umweltfreundlichere Lösung zu finden, die den ganzjährigen Stromverbrauch deckt und die Heizung des Krankenhauses effizienter gestaltet. Durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird das Krankenhaus weitgehend autark und spart dadurch Betriebskosten. Der Wirkungsgrad liegt bei rund 86 %. Die Amortisation des Projekts wird innerhalb von etwa fünf bis sechs Jahren erwartet, wobei die KWK-Anlage auf eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren ausgelegt ist.

TEDOM-Lösung

Die Installation brachte einige Herausforderungen mit sich, die bei der Entwicklung der optimalen Lösung berücksichtigt werden mussten. Wir von TEDOM konnten dabei auf unsere 30-jährige Erfahrung im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung zurückgreifen, um die Lösungen für dieses anspruchsvolle Projekt zu entwickeln.

Für diese Anlage musste eine TEDOM QUANTO BHKW-Anlage mit einem MWM-Motor und einer maximalen Leistung von 1200 kW<sub>el</sub> auf eine Leistung von 1047 kW<sub>el</sub> gedrosselt werden. Das gesamte System wurde so ausgelegt, dass es den gesamten Strombedarf des Gebäudes deckt und kein überschüssiger Strom ins Netz eingespeist wird.

Da sich das Krankenhaus in der Nähe von Wohngebieten befindet, war es notwendig, die Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren, um die lokalen Vorschriften einzuhalten. Die Parameter für dieses Projekt wurden wie folgt festgelegt:

Die Emissionen dürfen 0,40 kg/MWh NOx und 3,5 kg/MWh CO2 nicht überschreiten. Diese Werte wurden durch den Einsatz eines zusätzlichen SCR-Systems (Selektive Katalytische Reduktion) erreicht.
Zweitens dürfen die Schallparameter 55 dB in 10 Metern Entfernung nicht überschreiten.

Nicht zuletzt wurde besonderes Augenmerk auf eine kompakte Bauweise gelegt, die durch eine gestapelte Konstruktion realisiert wurde. Dabei ist ein Teil der Technologie in einem weiteren Container integriert, der sich über der eigentlichen (containerisierten) BHKW-Anlage befindet.

Die BHKW-Anlage wurde im Juli 2019 in Betrieb genommen. Nach zwei Jahren Betrieb hat sie bereits 16.700 Betriebsstunden absolviert und mehr als 16.615.000 kWh elektrische Energie produziert. Dadurch spart die BHKW-Anlage im Vergleich zur vorherigen Lösung jährlich rund 8.500.000 kg CO2 ein.

Diese Leistung deckt etwa 80 % des gesamten jährlichen Strom- und Wärmebedarfs des Krankenhauses ab. Aktuell produziert das Krankenhaus seinen Energiebedarf günstiger als zuvor, als die Wärme noch mit Gaskesseln erzeugt wurde und es den Strom zukaufen musste.

Darüber hinaus dient das Blockheizkraftwerk als Sicherheitsmaßnahme, die das Krankenhaus bei Ausfällen des Hauptstromnetzes mit ausreichend Energie versorgt.

„Das Besondere daran ist, dass wir nicht nur Strom gewinnen, sondern auch die Abwärme der Abgase nutzen – ähnlich wie man es von einem heißen Autoauspuff kennt. Diese Abwärme wird zur Warmwasserbereitung und zur Beheizung des gesamten Krankenhausgebäudes verwendet.“

Christopher Marion, Leiter Bauprojekte, Woodstock Hospital, Kanada

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